Котельна установка

1. Котельна установка, що містить водогрійний котлоагрегат, сполучений газоходом з димовою трубою через послідовно включені газоохолоджувач, теплоутилізатор і димосос, причому котлоагрегат підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з мережним насосом з утворенням водяного циркуляційного контура системи теплопостачання, обладнаного рециркуляційним трубопроводом з насосом рециркуляції, який з'єднує подавальний трубопровід з ділянкою зворотного трубопроводу між мережним насосом і котлоагрегатом, та перепускним трубопроводом з регулювальним клапаном, який з'єднує ділянку зворотно C2 2 96094 1 3 льної вуглекислоти при стиканні з димовими газами. Відомою також є котельна установка, що містить водогрійний котлоагрегат, підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з мережним насосом з утворенням водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання, обладнаного рециркуляційним трубопроводом з насосом рециркуляції, який з'єднує подавальний трубопровід з ділянкою зворотного трубопроводу між мережним насосом і котлоагрегатом, та перепускним трубопроводом з регулювальним клапаном, який з'єднує ділянку зворотного трубопроводу між мережним насосом і місцем підключення рециркуляційного трубопроводу з ділянкою подавального трубопроводу між місцем підключення рециркуляційного трубопроводу і споживачем теплової енергії [див. опис винаходу до авт.свід. СРСР № 1019180, МПК F24D 3/00, 1981]. Недоліком цієї установки є низька ефективність її роботи через підвищену температуру відхідних димових газів котлоагрегату. Найближчим аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається, до пристрою, що заявляється, вибраним як прототип, є котельна установка, що містить водогрійний котлоагрегат, сполучений основним газоходом з димовою трубою через послідовно включені газоохолоджувач, теплоутилізатор і димосос, байпасний газохід з заслінкою, з'єднаною з регулятором співвідношення витрати газів зі сполученим з ним датчиком температури димових газів [див. опис винаходу до авт. свід. СРСР № 1402755, МПК F22B 33/18, 1986]. Технічна реалізація водогрійної котельної установки для систем теплопостачання передбачає обов'язкове підключення котлоагрегату до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з мережним насосом з утворенням водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання, обладнаного рециркуляційним трубопроводом з насосом рециркуляції, який з'єднує подавальний трубопровід з ділянкою зворотного трубопроводу між мережним насосом і котлоагрегатом, та перепускним трубопроводом з регулювальним клапаном, який з'єднує ділянку зворотного трубопроводу між мережним насосом і місцем підключення рециркуляційного трубопроводу з ділянкою подавального трубопроводу між місцем підключення рециркуляційного трубопроводу і споживачем теплової енергії. В котельній установці за прототипом, в порівнянні з відомою установкою за авт. свід. СРСР № 1021869, завдяки виконанню теплоутилізатора поверхневим усувається обмеження в нагріві води, що забезпечує підвищення ефективності її роботи, а завдяки усуненню контактування води з димовими газами забезпечується надійна робота водяного тракту установки. В котельної установці за прототипом, в порівнянні з відомою установкою за авт. свід. № 1019180, завдяки розміщенню в основному газоході теплоутилізатора забезпечується зниження температури відхідних димових газів котлоагрегату, що призводить до підвищення ефе 96094 4 ктивності роботи установки. Разом з тим, котельна установка-прототип має такі недоліки: - підвищені втрати теплової енергії на осушування охолоджених вологих димових газів перед їхнім надходженням до газовідвідного тракту через необхідність байпасування значної частини газів з відносно великим вологовмістом повз газоохолоджувач та теплоутилізатор; - підвищене витрачання електроенергії на привод насоса рециркуляції; - низька теплова ефективність установки через низьку теплопродуктивність теплоутилізатора, яка спричинена невеликою витратою води, що підігрівається в ньому. В основу винаходу поставлена задача удосконалення котельної установки, в якій шляхом додаткового оснащення її газопідігрівачем, включення газоохолоджувача в рециркуляційний трубопровід, підключення теплоутилізатора паралельно до котлоагрегату між подавальним і зворотним трубопроводами та підключення газопідігрівача дотрубопроводу підігрітої в теплоутилізаторі води забезпечується можливість підігрівання гарячою водою димових газів перед їхнім надходженням до газовідвідного тракту і далі до димососу і димової труби, досягається зменшення витрати води на рециркуляцію завдяки підвищенню її температури, забезпечується збільшення теплопродуктивності теплоутилізатора. За рахунок цього скорочуються втрати теплової енергії на осушування газів, зменшується витрачання електронергії на привод насоса рециркуляції і підвищується теплова ефективність установки. Поставлена задача вирішується тим, що котельну установку, що містить водогрійний котлоагрегат, сполучений газоходом з димовою трубою через послідовно включені газоохолоджувач, теплоутилізатор і димосос, причому котлоагрегат підключений до споживача теплової енергії подавальним трубопроводом і зворотним трубопроводом з мережним насосом з утворенням водяного циркуляційного контуру системи теплопостачання, обладнаного рециркуляційним трубопроводом з насосом рециркуляції, який з'єднує подавальний трубопровід з ділянкою зворотного трубопроводу між мережним насосом і котлоагрегатом, та перепускним трубопроводом з регулювальним клапаном, який з'єднує ділянку зворотного трубопроводу між мережним насосом і місцем підключення рециркуляційного трубопроводу з ділянкою подавального трубопроводу між місцем підключення рециркуляційного трубопроводу і споживачем теплової енергії, згідно з винаходом, додатково оснащено газопідігрівачем, розміщеним в газоході між теплоутилізатором і димососом, газоохолоджувач включено у рециркуляційний трубопровід між насосом рециркуляції і зворотним трубопроводом, вхід теплоутилізатора підключено до зворотного трубопроводу між місцем підключення перепускного трубопроводу і місцем підключення рециркуляційного трубопроводу, а його вихід з'єднувальним трубопроводом підключено до подавального трубопроводу між котлоагрегатом і місцем підключення рециркуляційного трубопроводу, вхід газопідігрівача підключено до з'єднувального тру 5 бопроводу між теплоутилізатором і подавальним трубопроводом, а вихід - до зворотного трубопроводу на всмоктувальній стороні мережного насоса. Додаткове оснащення котельної установки газопідігрівачем, розміщення його в газоході між теплоутилізатором і димососом та підключення його до трубопроводу підігрітої в теплоутилізаторі води усуває необхідність байпасування значної частини газів повз газоохолоджувач і теплоутилізатор. Завдяки включенню газоохолоджувача у рециркуляційний трубопровід досягається підігрівання води, що рециркулює, і відповідне зменшення необхідної її витрати. Підключення теплоутилізатора паралельно до котлоагрегату між подавальним і зворотним трубопроводом забезпечує більшу і постійну витрату води через теплоутилізатор. В результаті досягається скорочення втрат теплової енергії на осушування відхідних димових газів, зменшення витрачання електроенергії на привод насоса рециркуляції та підвищення теплової ефективності установки. Крім того, згідно з винаходом, установка додатково містить регулятор витрати води через газопідігрівач, до якого підключено датчик температури димових газів, розміщений в газоході між газопідігрівачем і димососом, та датчик температури зовнішнього повітря. Завдяки цьому додатково забезпечується автоматичне регулювання теплового навантаження газопідігрівача. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема котельної установки. Котельна установка містить водогрійний котлоагрегат 1, сполучений газоходом 2 з димовою трубою 3. В газоході 2 послідовно за ходом руху димових газів розміщено газоохолоджувач 4, теплоутилізатор 5 з патрубком 6 відведення конденсату, газопідігрівач 7, датчик 8 температури димових газів і димосос 9. Водяний циркуляційний контур котельної установки, підключеної до споживача 10 теплової енергії, містить котлоагрегат 1, подавальний трубопровід 11, зворотний трубопровід 12 з мережним насосом 13. Паралельно до котлоагрегату 1 між подавальним і зворотним трубопроводами 11 і 12 підключені рециркуляційний трубопровід 14 з насосом 15 рециркуляції, регулювальним клапаном 16 і газоохолоджувачем 4, з'єднувальний трубопровід 17 з теплоутилізатором 5 і вентилем 18 та перепускний трубопровід 19 з регулювальним клапаном 20. Трубопроводи 17 і 12 з'єднані між собою трубопроводом 21 з регулювальним клапаном 22 і газопідігрівачем 7. Регулювальний клапан 16 з'єднано з автоматичним регулятором 23 витрати води, яка подається на рециркуляцію, сполученим з датчиком 24 температури води на вході в котлоагрегат 1. Регулювальний клапан 20 з'єднано з автоматичним регулятором 25, сполученим з датчиком 26 температури води, яка надходить в теплову мережу. Регулювальний клапан 22 з'єднано з автоматичним регулятором 27, сполученим з датчиком 8 температури димових газів та датчиком 28 температури зовнішнього повітря. Крім того, водяний 96094 6 циркуляційний контур установки оснащено вентилями 29 і 30. Котельна установка працює таким чином. Димові гази, що утворюються в процесі спалювання природного газу в топці котлоагрегату 1, проходять через його теплообмінні поверхні, де охолоджуються і надходять до газоходу 2. Далі димові газі послідовно проходять газоохолоджувач 4, де охолоджуються, теплоутилізатор 5, де доохолоджуються, причому при низькій температурі зворотної води – з випадінням конденсату, який через патрубок 6 та гідрозатвор видаляється з установки, та газопідігрівач 7, де підігріваються, що запобігає конденсатоутворенню при подальшому їх проходженні через основний газохід 2, димосос 9 і димову трубу 3. Основна частина зворотної води системи теплопостачання мережним насосом 13, трубопроводом 12 подається в котлоагрегат 1, де нагрівається. Основна частина нагрітої води трубопроводом 11 подається споживачу 10 теплової енергії, де охолоджується, а інша частина нагрітої води насосом 15, трубопроводом 14 через регулювальний клапан 16 і газоохолоджувач 4, де додатково підігрівається, подається в трубопровід 12, де змішується зі зворотною тепломережною водою, в результаті чого температура води на вході в котлоагрегат 1 підвищується. Частина охолодженої зворотної води трубопроводом 19 через регулювальний клапан 20 спрямовується в трубопровід 11, де змішується з водою, яка подається споживачу 10 теплової енергії, внаслідок чого температура цієї води знижується. Частина зворотної тепломережної води трубопроводом 17 через теплоутилізатор 5, де підігрівається, і вентиль 18 надходить до трубопроводу 11, де змішується з водою, нагрітою в котлоагрегаті 1, в результаті чого температура цієї води підвищується. Частина підігрітої в теплоутилізаторі 5 води трубопроводом 21 через регулювальний вентиль 22 і газопідігрівач 7, де охолоджується, подається в трубопровід 12, де змішується зі зворотною тепломережною водою. За допомогою регулятора 23, в залежності від температури води, що вимірюється датчиком 24, відповідним ступенем відкриття клапана 16 встановлюється така витрата води на рециркуляцію, що забезпечує рівень температури води на вході в котлоагрегат 1, яка запобігає конденсації вологи на його конвективній поверхні. За допомогою регулятора 25, в залежності від температури води, що вимірюється датчиком 26, відповідним ступенем відкриття клапана 20 встановлюється така витрата води через перепускний трубопровід 19, яка забезпечує підтримання заданої температури води, що подається споживачу 10. За допомогою регулятора 27, в залежності від температури димових газів, що вимірюється датчиком 8, і температури зовнішнього повітря, що вимірюється датчиком 28, відповідним ступенем відкриття клапана 22 встановлюється витрата води через газопідігрівач 7, що забезпечує рівень температури газів перед димососом, який запобігає конденсації вологи в газовідвідному тракті, що містить димосос 9 і димову трубу 3. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 96094 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601