Котельна установка

1. Котельна установка, що містить котлоагрегат з газопальниковим пристроєм, підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з сітьовим насосом з утворенням водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання, вентилятор, повітропідігрівач з газовою та повітряною порожнинами, причому газову порожнину повітропідігрівача розміщено у відвідному газоході котлоагрегату, повітряну порожнину повітропідігрівача на вході C2 2 (11) 1 3 ний у водяний циркуляційний контур системи теплопостачання між сітьовим насосом і котлоагрегатом, причому газову порожнину водопідігрівача розміщено у відвідному газоході котлоагрегату між котлоагрегатом і повітропідігрівачем, а відвідний газохід сполучено через газовідвідний канал, оснащений димососом, з димовою трубою (див. Каныгин А.В. Конденсационные котельные установки средней мощности в централизованных тепловых сетях // Енергетика та електрифікація. 2008. - № 11. - с. 11-20, рис. 9). Недоліком відомої котельної установки є низька теплова ефективність установки через високу температуру відхідних димових газів, що зумовлено недостатнім сумісним охолодженням газів у водопідігрівачі та повітропідігрівачі через недоцільну при глибокому охолодженні газів послідовність їхнього розміщення у відвідному газоході. Найближчим аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається, до пристрою, що заявляється, вибраним як прототип, є котельна установка, що містить котлоагрегат з газопальниковим пристроєм, підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з сітьовим насосом з утворенням водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання, вентилятор, повітропідігрівач з газовою та повітряною порожнинами, причому газову порожнину повітропідігрівача розміщено у відвідному газоході котлоагрегату, повітряну порожнину повітропідігрівача на вході підключено до напірного патрубка вентилятора, а на виході - повітроводом підключено до газопальникового пристрою котлоагрегату, водопідігрівач, включений у водяний циркуляційний контур системи теплопостачання між сітьовим насосом і котлоагрегатом, причому газову порожнину водопідігрівача підключено на вході до відвідного газоходу котлоагрегату і сполучено через газовідвідний канал, оснащений димососом, з димовою трубою (див. Липец А.У. и др. Об использовании скрытой теплоты преобразования водяных паров уходящих газов в мощных энергетических котлах // Энергетик. - 2002. - №2 с.1 9-20, рис. 1). В котельній установці за прототипом, в порівнянні з відомою установкою (рис. 9 статьи Каныгина А.В. Конденсационные котельные установки средней мощности в централизованных тепловых сетях // Енергетика та електрифікація. - 2008. - № 11. - с. 11-20,), завдяки розміщенню водопідігрівача за ходом газів після повітропідігрівача, включенню відповідними порожнинами додаткового теплообмінника у повітряний тракт за ходом повітря між повітропідігрівачем і газопальниковим пристроєм котлоагрегату та у зворотний трубопровід циркуляційного контуру системи теплопостачання між споживачем і сітьовим насосом досягаються нижчі температури димових газів і води на вході у водопідігрівач і, відповідно, нижча температура відхідних димових газів, внаслідок чого забезпечується підвищена теплова ефективність установки. Разом з тим, котельна установка-прототип має такі недоліки: - недостатня теплова ефективність установки через недостатнє охолодження димових газів у 95191 4 водопідігрівачі, зумовлене відносно високою температурою води на вході в нього; - підвищені втрати теплової енергії на осушування охолоджених вологих димових газів перед їхнім надходженням до газовідвідного каналу і далі через необхідність байпасування значної частини газів з відносно великим вологовмістом повз повітропідігрівач та водопідігрівач. В основу винаходу поставлена задача удосконалення котельної установки, в якій шляхом додаткового оснащення її тепловим насосом і газопідігрівачем досягається зниження температури води на вході у водопідігрівач та забезпечується можливість підігрівання димових газів перед їхнім надходженням до газовідвідного каналу і далі до димової труби. За рахунок цього підвищується теплова ефективність установки і скорочуються втрати теплової енергії на осушування охолоджених вологих димових газів. Поставлена задача вирішується тим, що котельна установка, що містить котлоагрегат з газопальниковим пристроєм, підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з сітьовим насосом з утворенням водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання, вентилятор, повітропідігрівач з газовою та повітряною порожнинами, причому газову порожнину повітропідігрівача розміщено у відвідному газоході котлоагрегату, повітряну порожнину повітропідігрівача на вході підключено до напірного патрубка вентилятора, а на виході - повітроводом підключено до газопальникового пристрою котлоагрегату, водопідігрівач, включений у водяний циркуляційний контур системи теплопостачання між сітьовим насосом і котлоагрегатом, причому газову порожнину водопідігрівача підключено на вході до відвідного газоходу котлоагрегату і сполучено через газовідвідний канал, оснащений димососом, з димовою трубою, згідно з винаходом, додатково оснащена тепловим насосом, контур циркуляції якого містить послідовно розміщені за ходом руху робочої речовини випарник, компресор, конденсатор, дросельний клапан, при цьому випарник включено у водяний циркуляційний контур системи теплопостачання між споживачем теплової енергії і сітьовим насосом, а конденсатор включено у повітровід між повітропідігрівачем і газопальниковим пристроєм котлоагрегату. Завдяки додатковому оснащенню установки тепловим насосом і включенню випарника теплового насоса у водяний циркуляційний контур системи теплопостачання між споживачем теплової енергії і сітьовим насосом, а конденсатора - у повітровід між повітропідігрівачем і газопальниковим пристроєм котлоагрегату, за рахунок більш низької температури води на вході у водопідігрівач забезпечується збільшення ступеню охолодження димових газів у водопідігрівачі, в результаті досягається підвищення теплової ефективності установки. Крім того, згідно з винаходом, установка додатково оснащена газопідігрівачем з газовою і водяною порожнинами, причому газову порожнину газопідігрівача розміщено в газовідвідному каналі між водопідігрівачем і димососом, вхід водяної 5 порожнини підключено до подавального трубопроводу, а вихід - до зворотного трубопроводу на вхідній стороні випарника. Завдяки оснащенню установки газопідігрівачем і підключенню його водяної порожнини до водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання забезпечується підігрівання теплосітьовою водою відхідних димових газів і, як наслідок, - їх осушування, в результаті досягається виключення необхідності байпасування димових газів повз повітропідігрівач та водопідігрівач і відповідне скорочення втрат теплової енергії на осушування відхідних димових газів. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема котельної установки. Котельна установка містить котлоагрегат 1 з газопальниковим пристроєм 2, водопідігрівач 3, підключений на вході до відвідного газоходу 4 котлоагрегату 1, а на виході через газовідвідний канал 5, оснащений газопідігрівачем 6 і димососом 7 - до димової труби 8. Водопідігрівач 3 оснащено патрубком 9 відведення конденсату. В газоході 4 розміщено газову порожнину повітропідігрівача 10, оснащеного патрубком 11 відведення конденсату. Патрубки 9 і 11 підключено до конденсатозбірного бака 12, оснащеного патрубком 13, з'єднаним з гідрозатвором. Повітряний тракт установки містить розміщені за ходом повітря і з'єднані повітроводом 14 вентилятор 15, повітряні порожнини повітропідігрівача 10 та конденсатора 16 теплового насоса, і газопальниковий пристрій 2 котлоагрегату 1. Водяний циркуляційний контур системи теплопостачання містить котлоагрегат 1, подавальний трубопровід 17, в якому розміщено регулювальний вентиль 18, споживач 19 теплової енергії, зворотний трубопровід 20, в який включено водяну порожнину випарника 21 теплового насоса, сітьовий насос 22 і водопідігрівач 3. Вхід водяної порожнини газопідігрівача 6 підключено до подавального трубопроводу 17 через регулювальний вентиль 23, а вихід - до зворотного трубопроводу 20. Контур циркуляції робочої речовини теплового насоса містить випарник 21, компресор 24, конденсатор 16 і дросельний клапан 25. 95191 6 Котельна установка працює таким чином. Природний газ і підігріте повітря надходять до газопальникового пристрою 2, де змішуються, і газоповітряна суміш в процесі спалювання в топці котлоагрегату 1 утворює димові гази, що надходять до відвідного газоходу 4, проходять через газову порожнину повітропідігрівача 10, де охолоджуються з випадінням водяного конденсату, який через патрубок 11 зливається у конденсатозбірний бак 12. Далі димові гази проходять через газову порожнину водопідігрівача 3, де доохолоджуються з випадінням водяного конденсату, який через патрубок 9 зливається у конденсатозбірний бак 12. Конденсат з бака 12 через патрубок 13 та гідрозатвор виводиться з установки. Пройшовши водопідігрівач 3, димові гази охолоджуються і надходять до газовідвідного каналу 5. Далі гази проходять газопідігрівач 6, в якому підігріваються, що запобігає конденсатоутворенню при подальшому їх проходженні через газовідвідний канал 5, димосос 7 і димову трубу 8. Повітря вентилятором 15 подається в повітряну порожнину повітропідігрівача 10, де підігрівається, і далі повітроводом 14 надходить до повітряної порожнини конденсатора 16, де догрівається і повітроводом 14 надходить до газопальникового пристрою 2 котлоагрегату 1. Зворотна охолоджена вода системи теплопостачання трубопроводом 20 надходить до випарника 21, де доохолоджується, і далі сітьовим насосом 22 подається у водопідігрівач 3, де підігрівається, і надходить до котлоагрегату 1. Підігріта у котлоагрегаті 1 вода трубопроводом 17 подається споживачу 19 теплової енергії, де охолоджується, після чого цикл повторюється. Пара робочої речовини теплового насоса, що утворюється у випарнику 21 за рахунок відбирання частини теплоти зворотної води системи теплопостачання, в компресорі 24 стискається і нагрівається, далі проходить через конденсатор 16, де охолоджується і конденсується. Конденсат робочої речовини теплового насоса проходить через дросельний клапан 25, де зменшується тиск робочої речовини, і далі надходить до випарника 21, де випаровується, після чого цикл повторюється. Залежно від режиму роботи котельної установки витрата води через газопідігрівач 6 регулюється з допомогою регулювальних вентилів 18 і 23. 7 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 95191 8 Підписне Тираж 24 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