Котельна установка

Котельна установка, що містить котлоагрегат з газовим пальником, сполученим з повітроводом, підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з мережним насосом, газовідвідний тракт, який містить паралельно підключені першу і другу гілки, в яких розміщено газові порожнини відповід C2 2 (19) 1 3 дом з сітьовим насосом, газовідвідний тракт, який містить паралельно підключені першу і другу гілки, в яких розміщено газові порожнини відповідно першого і другого теплообмінників, а водяну порожнину першого теплообмінника включено в зворотний трубопровід між сітьовим насосом і котлоагрегатом, (див. опис винаходу до авт.св. СРСР № 260630, МІЖ F22 D 1/16, 1968). В котельній установці за прототипом, в порівнянні з відомою установкою (рис. 9 статті Канигіна А.В. в журналі „Енергетика та електрифікація" 2008. - №11.- С11-20), завдяки розміщенню теплообмінників в різних гілках газового тракту створюється можливість роботи кожного теплообмінника окремо при забезпеченні ефективного охолодження всієї кількості димових газів або водою, або повітрям. Разом з тим, котельна установкапрототип має такі недоліки: - низька теплова ефективність у режимі підігрівання води через неможливість додаткового використання для цього теплообмінної поверхні теплообмінника, що простоює; - низька надійність роботи установки через відсутність можливості ефективного осушування відхідних димових газів, тобто необхідного зменшення їхньої відносної вологості після глибокого охолодження перед надходженням до димової труби з метою запобігання конденсатоутворенню в останній. В основу винаходу поставлена задача удосконалення котельної установки, в якій шляхом утворення суміщеного циркуляційного водяного контуру і включення в нього обох теплообмінників, а також шляхом оснащення установки газопідігрівачем, забезпечується можливість використання обох теплообмінників для підігрівання відносно холодної зворотної води саме тоді, коли підігрівання зовнішнього повітря з підвищеною температурою не є ефективним, а також забезпечується можливість підігрівання димових газів перед їх надходженням до димової труби. При цьому за рахунок утворення спільної збільшеної поверхні теплообміну досягається більш глибоке охолодження димових газів і збільшується ККД котельної установки, а завдяки підігріванню відхідних димових газів у газопідігрівачі досягається їх ефективне осушування перед димовою трубою і підвищується надійність роботи установки. Поставлена задача вирішується тим, що котельна установка, що містить котлоагрегат з газопальниковим пристроєм, сполученим з повітроводом, підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з сітьовим насосом, газовідвідний тракт, який містить паралельно підключені першу і другу гілки, в яких розміщено газові порожнини відповідно першого і другого теплообмінників, а водяну порожнину першого теплообмінника включено в зворотний трубопровід між сітьовим насосом і котлоагрегатом, згідно з винаходом, додатково оснащено газопідігрівачем з газовою і водяною порожнинами, інша порожнина другого теплообмінника підключена до зворотного трубопроводу паралельно водяній порожнині першого теплообмінника, на ділянці водяного тракту між місцем розгалуження 91659 4 паралельного підключення водяних порожнин теплообмінників та другим теплообмінником додатково розміщено перший клапан, ділянку водяного тракту між першим клапаном і другим теплообмінником з'єднано додатковим трубопроводом, в якому розміщено другий клапан, зі зворотним трубопроводом на всмоктувальній стороні сітьового насоса, другу гілку газовідвідного тракту за ходом газів до другого теплообмінника з'єднано з повітроводом, а після другого теплообмінника - з атмосферою, причому газову порожнину газопідігрівача розміщено в газовідвідному тракті за ходом газів після місця з'єднання його першої і другої гілок, вхід водяної порожнини підключено до подавального трубопроводу, а вихід - до зворотного трубопроводу на всмоктувальній стороні сітьового насоса. Запропоноване паралельне включення двох теплообмінників у водяний тракт системи теплопостачання і додаткове розміщення запірнорегулювальних клапанів забезпечує утворення суміщеного циркуляційного водяного контуру і, як наслідок, збільшення поверхні теплообміну при підігріванні води, що дозволяє досягти більш глибокого охолодження димових газів і відповідного збільшення ККД котельної установки. Додаткове оснащення установки газопідігрівачем, розміщення його газової порожнини в газовідвідному тракті за ходом газів після місця з'єднання його першої (основної) і другої (байпасної) гілок тракту, підключення входу водяної порожнини до подавального трубопроводу системи теплопостачання, а виходу - до зворотного трубопроводу на всмоктувальній стороні сітьового насоса забезпечує підігрівання теплосітьової водою відхідних димових газів і, як наслідок, їх осушування, що підвищуватиме надійність роботи установки. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема котельної установки. Котельна установка містить котлоагрегат 1 з газопальниковим пристроєм 2, повітровід 3 з перекидною заслінкою 4 та повітрозабірним патрубком 5, дуттьовий вентилятор 6. Газовий тракт установки містить котлоагрегат 1, газохід 7, перекидну заслінку 8, після якої газохід розгалужується на першу (основну) гілку 9 газоходу, в якій розміщується перший теплообмінник 10 з патрубком 11 відведення конденсату, і другу (байпасну) гілку 12 газоходу 7, в якій розміщено другий теплообмінник 13 з патрубком 14 відведення конденсату. В місці з'єднання гілок 9 і 12 розміщується перекидна заслінка 15. Далі за ходом газів розташовуються газопідігрівач 16, димосос 17 і димова труба 18. З одного боку другого теплообмінника 13 байпасна гілка 12 газоходу 7 оснащена повітрозабірним патрубком 19 з перекидною заслінкою 20, а з іншого боку теплообмінника 13 байпасна гілка 12 газоходу з'єднана перемичкою 21 з повітроводом 3. Водяний тракт установки містить зворотний трубопровід 22 системи теплопостачання, сітьовий насос 23, водяну порожнину теплообмінника 10, вентиль 24, котлоагрегат 1, подавальний трубопровід 25 системи теплопостачання, вентиль 26, а 5 також клапан 27, водяну порожнину теплообмінника 13, клапан 28, додатковий трубопровід 29 і клапан 30. Котельна установка працює таким чином. Природний газ і дуттьове повітря надходять до газопальникового пристрою 2, де змішуються, і газоповітряна суміш в процесі спалювання в топці котлоагрегату 1 утворює димові гази, що надходять до газоходу 7. При роботі установки в режимі підігрівання повітря, тобто при низькій температурі зовнішнього повітря і високій температурі зворотної води, відповідним перекриттям заслінок 8 і 15 димові гази з газоходу 7 спрямовуються в основну гілку 9 газоходу, проходять теплообмінник 10, де охолоджуються з випадінням конденсату, який через патрубок 11 відводиться з установки. Далі димові гази проходять газопідігрівач 16, де підігріваються та осушуються, і димососом 17 через димову трубу 18 видаляються з установки. Охолоджена в системі теплопостачання тепломережна вода трубопроводом 22 при закритому клапані 27 насосом 23 подається в теплообмінник 10, де підігрівається, і далі частина води надходить в котлоагрегат 1, де догрівається, і трубопроводом 25 через вентиль 26 прямує до споживача теплоенергії. Інша частина води проходить теплообмінник 13, де охолоджується, і далі додатковим трубопроводом 29 через відкритий клапан 28 надходить до трубопроводу 22, утворюючи в такій послідовності елементів установки свій суміщений з контуром системи теплопостачання циркуляційний контур, в якому цикл повторюється. Регулювання витрати води через теплообмінники 10 і 13 здійснюється за допомогою клапана 28. Відповідним перекриттям заслінок 4 і 20 повітря, що всмоктується вентилятором 6, через патрубок 19 надходить в теплообмінник 13, де підігрівається, далі перемичкою 21 спрямовується в повітровід 3 і вентилятором 6 подається в газопальниковий пристрій 2 котлоагрегату 1. При роботі установки в режимі додаткового підігрівання води, тобто при низькій температурі зворотної води і високій температурі зовнішнього повітря, відповідним перекриттям заслінки 4 повіт 91659 6 ря спрямовується через патрубок 5 в повітровід 3 і вентилятором 6 подається в газопальниковий пристрій 2 котлоагрегату 1. Відповідним перекриттям заслінок 8, 20 і 15 потік димових газів з газоходу 7 розподіляється на два потоки, що спрямовуються відповідно в основну гілку 9 і байпасну гілку 12 газоходу 7. Потік димових газів з газоходу 7, що спрямовується в основну гілку 9, проходить теплообмінник 10, де гази охолоджуються з випадінням конденсату, який через патрубок 11 відводиться з установки. Далі димові гази проходять заслінку 15 і змішуються з потоком димових газів з байпасної гілки 12. Потік димових газів з газоходу 7, що спрямовується в байпасну гілку 12, проходить теплообмінник 13, де гази охолоджуються з випадінням конденсату, який черезпатрубок 14 відводиться з установки, проходить заслінку 20 та заслінку 15, після якої змішується з потоком димових газів з основної гілки 9. Загальний потік охолоджених димових газів проходить газопідігрівач 16, де гази підігріваються та осушуються, і димососом 17 через димову трубу 18 видаляються з установки. Потік охолодженої в системі водопостачання тепломережної води трубопроводом 22 при відкритому клапані 27 і закритому клапані 28 насосом 23 далі подається двома потоками: перший проходить через теплообмінник 10, де вода підігріваєтеся, другий -через теплообмінник 13, де вода також підігрівається. Далі обидва потоки змішуються і загальний потік через вентиль 24 надходить в котлоагрегат 1, де догрівається і трубопроводом 25 через вентиль 26 прямує до споживача теплоенергії. Регулювання витрати води через теплообмінники 10 і 13 здійснюється за допомогою клапана 27. В обох режимах роботи котельної установки частина тепломережної води з трубопроводу 25 надходить до водяної порожнини газопідігрівача 16, де вода охолоджується і далі подається в зворотний трубопровід 22, де змішується з основним потоком зворотної тепломережної води. Регулювання витрати води через газопідігрівач 16 здійснюється за допомогою клапана 30. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 91659 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601