Розподільний колектор

Реферат: Розподільний колектор містить зону вводу робочого агента у згаданий розподільний колектор, зону відводу робочого агента з розподільного колектора, перепускний канал. UA 74536 U (54) РОЗПОДІЛЬНИЙ КОЛЕКТОР UA 74536 U UA 74536 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до котельної техніки та може бути використана у енергетичній, хімічній, металургійній та інших галузях промисловості. Бурхливий розвиток техніки призвів до появи заводів, на яких використовуються потужні генеруючи агрегати, наприклад, турбіни, котли-утилізатори, парові котли, коксові батареї, установки сухого гасіння коксу, випарні установки, печі, тощо. Від згаданих генеруючих агрегатів відходить робочий агент, наприклад, газоподібні та/або рідкі речовини, наприклад, вихлопні гази, димові гази, горючі гази, пара, живильна вода, тощо. Робочий агент, який відходить від генеруючих агрегатів надходить у розподільний колектор. При цьому генеруючий агрегат підключено до згаданого розподільного колектора у щонайменше одній зоні вводу робочого агента. До розподільного колектора може бути підключено декілька генеруючих агрегатів, кількість яких залежить від особливостей технологічного процесу. Також до розподільного колектора підключають приймаючі агрегати, наприклад технологічні печі, парові котли, турбіни, котли-утилізатори, димові труби, тощо. При цьому приймаючі агрегати підключені до розподільного колектора у щонайменше одній зоні відводу робочого агента. Кількість генеруючих та/або приймаючих агрегатів, які підключаються до розподільного колектора залежить від їх потужностей та особливостей технологічного процесу. Розмір поперечного перетину розподільного колектора залежить від кількості робочого агента, який відводиться у розподільний колектор від генеруючих агрегатів. Так, для відводу 100 3 2 тис нм /г робочого агента необхідний розподільний колектор з поперечним перетином 4 м . Довжина розподільного колектора може бути різною, тому що вона передусім залежить від особливостей технологічного процесу та взаємного розташування генеруючих та/або приймаючих агрегатів. Для того, щоб розподільний колектор не обмежував переміщення обслуговуючого персоналу та/або обслуговуючої техніки він може бути розташований під рівнем землі. Розподільний колектор може бути споруджений з різних матеріалів, які можуть витримувати температурні та/або хімічні впливи робочого агента, наприклад, зі сталі, вогнетривкої цегли, тощо. Так, відомий розподільний колектор (SU №10072, опубл. 29.06.1929 г.) містить: a) щонайменше одну зону вводу робочого агента у згаданий розподільний колектор, b) щонайменше одну зону відводу робочого агента з розподільного колектора. Конструктивною особливістю відомого розподільного колектора є наявність щонайменше одного циркулюючого каналу, який примикає з бокової сторони розподільного колектора, при цьому один кінець циркулюючого каналу примикає до верхньої частини порожнини розподільного колектора, а інший кінець циркулюючого каналу примикає до нижньої частини порожнини розподільного колектора. При цьому циркулюючий канал виконує функцію нагрівання навколишнього середовища та збуджує циркуляцію робочого агента у робочому об'ємі розподільного колектора. Недоліками відомого розподільного колектора є: - утворення застійних зон в зоні вводу робочого агента та/або в зоні відводу робочого агента, - падіння температури робочого агента у робочому об'ємі розподільного колектора та неможливість рівномірного підтримування температури у робочому об'ємі розподільного колектора, - також недоліком розподільного колектора є неефективне використання тепла робочого агента. Утворення застійних зон призводить до того, що температура робочого агента (у якості якого використовуються газоподібні речовини) нижче температури роси, в результаті чого у торцевих зонах розподільного колектора рясно утворюється конденсат, що небажано при роботі розподільного колектора. Також слід зазначити, що конденсат, який сформувався у розподільному колекторі, може перейти у твердий стан - лід, що призводить до руйнування внутрішньої поверхні розподільного колектора. Також утворення застійних зон призводить до неефективного відводу робочого агента від генеруючих агрегатів, наприклад, у випадку відводу робочого агента (у якості якого використовуються робочі гази) в розподільному колекторі можуть відбуватися вибухи, як результат контакту робочого агента з більш холодним повітрям, яке утворюється в застійних зонах врезультаті присосів повітря з атмосфери у розподільний колектор. У результаті контакту робочого агента з повітрям утворюється вибухонебезпечна суміш, яка може вибухнути або в розподільчому колекторі або в приймаючих агрегатах. Наявність вибухів призводить до руйнування розподільного колектора та приймаючих агрегатів, що не забезпечує ефективного 1 UA 74536 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відведення робочого агента від генеруючих агрегатів та не забезпечує ефективну роботу приймаючих агрегатів. Також утворення застійних зон призводить до того, що в результаті відновлення подачі робочого агента в застійні зони утворюються температурні перепади, які призводять до швидкого зносу внутрішньої поверхні розподільного колектора, наприклад, відомо, що при різкому нагріві кладки, з якої викладено розподільний колектор, активно відбувається її руйнування. Однією з основних причин утворення застійних зон у розподільному колекторі є зупинка щонайменше одного генеруючого агрегату, наприклад, генеруючого агрегату та/або приймаючого агрегату. Зупинка генеруючого та/або приймаючого агрегату може бути пов'язана з різними причинами: особливістю технологічного процесу, плановими ремонтами або позаплановими зупинками генеруючих та/або приймаючих агрегатів. В основу корисної моделі поставлена задача розробки розподільного колектора, у робочому об'ємі якого не утворюються застійні зони робочого агента. Також задачею даної корисної моделі є розробка розподільного колектора, використання якого забезпечить ефективний відвід робочого агента від генеруючих агрегатів через розподільний колектор у приймаючі агрегати. Також задачею даної корисної моделі є розробка розподільного колектора використання якого характеризується ефективним розподілом робочого агента в усьому об'ємі розподільного колектора. Також задачею даної корисної моделі є розширення арсеналу технічних можливостей розподільних колекторів. Інші задачі та переваги даної корисної моделі будуть виявлені вище по мірі викладення дійсного опису та рисунків. Поставлена задача вирішується тим, що розподільний колектор містить, a) щонайменше одну зону вводу робочого агента у згаданий розподільний колектор, b) щонайменше одну зону відводу робочого агента з розподільного колектора, відповідно до корисної моделі, що заявляється c) розподільний колектор додатково містить щонайменше один перепускний канал, d) який розташовано у розподільному колекторі, при цьому вхід згаданого перепускного каналу розташовано у згаданій зоні вводу робочого агента, яка розташована на одному кінці розподільного колектора, e) а вихід перепускного каналу розташовано у зоні відводу робочого агента, яка розташована на другому кінці розподільного колектора. Розташування у розподільному колекторі перепускного каналу вхід якого розташовано у зоні вводу робочого агента, а вихід якого розташовано у зоні відводу робочого агента призводить до того, що тиск робочого агента у зоні вводу робочого агента більше тиску на вході у перепускний канал, а тиск у зоні відводу робочого агента менше тиску на виході перепускного каналу. В результаті вказаної різниці тисків у перепускному каналі утворюється додатковий циркуляційний потік робочого агента, який призводить до активного розповсюдження робочого агента у робочому об'ємі розподільного колектора. Утворення додаткового циркуляційного потоку робочого агента призводить до ефективного розподілу робочого агента у робочому об'ємі розподільного колектора. Також слід зазначити, що утворення додаткового циркуляційного потоку не призводить до виникнення температурних перепадів у розподільному колекторі, а навпаки, при використанні корисної моделі, що заявляється, відбувається стабілізація рівня значень температури у робочому об'ємі розподільного колектора, що також призводить до ефективного використання розподільного колектора, а також до ефективної роботи генеруючих та/або приймаючих агрегатів. При розгляді здійснення даної корисної моделі використовується вузька термінологія. Однак дана корисна модель не обмежується прийнятими термінами та слід мати на увазі, що кожний такий термін охоплює усі еквівалентні елементи, які працюють аналогічним чином та використовуються для рішення тих же завдань. Фіг. 1 - зображено розподільний колектор; Фіг. 2 - зображено перетин А-А розподільного колектора фіг. 1 з зазначенням схеми потоків руху робочого агента у робочому об'ємі розподільного колектора. На фіг. 1 зображено розподільний колектор 1, до якого у зоні вводу 2 послідовно підключені два вхідних патрубка 31 та 32. При цьому до вхідного патрубку 31 примикає генеруючий агрегат 41, а до вхідного патрубку 32 примикає генеруючий агрегат 42. Також вхідний патрубок 31 містить регулятор подачі 51, а вхідний патрубок 32 містить регулятор подачі 52. 2 UA 74536 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Також на фіг. 1 зображена зона відводу 6 робочого агента до якій послідовно підключено два відвідних патрубка 71 та 72. При цьому до відвідного патрубку 71 примикає приймаючий агрегат 81, а до відвідного патрубку 72 примикає приймаючий агрегат 82. Також відвідний патрубок 71 містить регулятор подачі 91 а відвідний патрубок 72 містить регулятор подачі 92. Також на фіг. 1 зображено перепускний канал 10, який розташовано у розподільному колекторі 1, при цьому вхід перепускного каналу 10 розташовано у зоні вводу 2 робочого агента, а вихід перепускного каналу 10 розташовано у зоні відводу 6 робочого агента. На фіг. 2 зображено перетин А-А фіг. 1 та схему руху робочого агента при відводі робочого агента від генеруючого агрегата 42 у зону вводу 2 через вхідний патрубок 32 та відводу робочого агента з зони відводу 6 у приймаючий агрегат 81 через відвідний патрубок 71. Дана корисна модель працює наступним чином - робочий агент, який відходить від генеруючих агрегатів 41 та 42 надходить у зону вводу 2 розподільного колектора 1. У результаті чого у розподільному колекторі 1 утворюється загальний потік робочого агента, який переміщується по розподільному колектору 1 від зони вводу 2 у зону відводу 6 робочого агента. З зони відводу 6 робочого агента робочий агент відводиться у приймаючі агрегати 81 та 82. У процесі відводу робочого агента у зоні вводу 2 розподільного колектора 1 утворюється різниця тисків поміж тиском у зоні вводу 2 та тиском у перепускному каналі 10. У результаті цієї різниці тисків у перепускному каналі 10 утворюється додатковий циркуляційний потік робочого агента, який рухається від зони вводу 2 у зону відводу 6. На фіг. 2 також схематично наведені значення тисків у перепускному каналі 10 пряма лінія (R) та значення тиску у розподільному колекторі 1 крива лінія (Р). При чому згадана схема тисків наведена для схеми відводу робочого агента від генеруючого агрегати 4 2 у зону вводу 2 та відводу робочого агента з зони відводу 6 у патрубок відводу 7 1 та приймаючий агрегат 81. У результаті формування додаткового циркуляційного потоку робочого агента омиваються робочим агентом торцеві зони розподільного колектора 1, стабілізуються значення температури у розподільному колекторі 1 та не утворюються застійні зони та конденсат на внутрішніх поверхнях розподільного колектора та покращується ефективність відводу робочого агента від генеруючих агрегатів 41 та 42. Як вже було зазначено, що на фіг. 2 зображена схема руху робочого агента - схема при несприятливому випадку відводу робочого агента. Так як при послідовному підключенні двох вхідних патрубків 31 та 32 до зони вводу 2 робочого агента, а також послідовному підключенні двох відвідних патрубків 71 та 72 до зони відводу 6 робочого агента утворюються застійні зони у містах примикання вхідного патрубку 31 та відвідного патрубку 72 до розподільного колектора 1. Цьому використання даної корисної моделі найбільш ефективно для послідовного підключення до зони вводу 2 щонайменше двох вхідних патрубків 3 1 та 32 та підключення до зони відводу 6 щонайменше двох відвідних патрубків 71 та 72. Дана корисна модель була реалізована у розподільному колекторі до якого у зоні вводу робочого агента були послідовно підключено три вхідних патрубка, через які у розподільний колектор відводились вихлопні гази (робочий агент), який генерувався трьома промисловими печами (генеруючі агрегати). З розподільного колектора вказані вихлопні гази відводились через три послідовно підключених відвідних патрубки, які відводили вихлопні гази у три котлиутилізатори (приймаючі агрегати). Температура точки роси вихлопних газів становила 84 °C. Довжина розподільного колектора - 100 м. Відстань поміж послідовним підключенням вхідних патрубків у зоні вводу робочого агента - 12 м. Відстань поміж послідовним підключенням відвідних патрубків у зоні відводу робочого агента встановила 12 м. Висота розподільного колектора - 2 м. Розподільний колектор розташовано на глибині 1,5 м. Розподільний колектор виконано з цегляної кладки. Результати випробовувань розподільного колектора, що заявляється наведені у таблицях № 1, 2 та 3. 3 UA 74536 U Таблиця №1 Витрата робочого агента, який № відводився у досліду розподільний 3 колектор, нм /ч 1 2 3 4 5 30000 25000 20000 15000 10000 Температура робочого агента, °C 350 350 350 350 350 Середньозважена температура на кінцях розподільного колектора, °C Температура При навколишнього Без використанні середовища, °C використання корисної корисної моделі, моделі, що що заявляється заявляється -15 90 340 -15 76 335 -15 50 333 -15 40 327 -15 35 325 У таблиці №2 наведені дані о стані внутрішньої поверхні розподільного колектора у зоні вводу. 5 Таблиця №2 № досліду 1 2 3 4 5 Без використання корисної моделі, що При використанні корисної моделі, що заявляється заявляється Нормальна суха поверхня розподільного Нормальна суха поверхня колектора розподільного колектора Нормальна суха поверхня Спітніла поверхня розподільного колектора розподільного колектора Утворення дрібних капель на поверхні Нормальна суха поверхня розподільного колектора розподільного колектора Утворення крупних капель та невеликих Нормальна суха поверхня струмочків розподільного колектора Утворення струмочків та калюж у Нормальна суха поверхня розподільному колекторі розподільного колектора У таблиці №3 наведені дані о стані внутрішньої поверхні розподільного колектора у зоні відводу. Таблиця №3 № досліду 1 2 3 4 5 Без використання корисної моделі, що При використанні корисної моделі, що заявляється заявляється Нормальна суха поверхня розподільного Нормальна суха поверхня колектора розподільного колектора Нормальна суха поверхня Спітніла поверхня розподільного колектора розподільного колектора Утворення дрібних капель на поверхні Нормальна суха поверхня розподільного колектора розподільного колектора Утворення крупних капель та невеликих Нормальна суха поверхня струмочків розподільного колектора Утворення струмочків та калюж у Нормальна суха поверхня розподільному колекторі розподільного колектора 10 15 З вказаних результатів випробувань корисної моделі (таблиця №1 та №2) видно, що при використанні даної корисної моделі у розподільному колектора не утворювались застійні зони робочого агента та здійснювався ефективний відвід робочого агента від генеруючих агрегатів (промислові печі) у приймаючі агрегати (котли-утилізатори), та відбувалося ефективне розповсюдження робочого агента у всьому об'ємі розподільного колектора. Технічним результатом корисної моделі є: 4 UA 74536 U 5 10 - усунення утворення застійних зон у розподільному колекторі, - забезпечення ефективного відводу робочого агента від генеруючих агрегатів через розподільний колектор у приймаючі агрегати, - ефективний розподіл робочого агента у всьому об'ємі - розподільного колектора, - стабілізація значень температури робочого агента у всьому об'ємі розподільного колектора, - відсутність додаткових енергетичних затрат та приладів, пов'язаних з використанням створення циркуляційного потоку та підвищенням ефективності розподілу потоків. Зрозуміло, що дана корисна модель не обмежується варіантами, які було викладено вище. Так, наприклад, зрозуміло, що дана корисна модель може бути використано у нафтопроводах, газопроводах, гідравлічних системах подачі мастила, пароперегрівачах, тощо. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Розподільний колектор, який містить: a) щонайменше одну зону вводу робочого агента у згаданий розподільний колектор, b) щонайменше одну зону відводу робочого агента з розподільного колектора, який відрізняється тим, що c) розподільний колектор додатково містить щонайменше один перепускний канал, d) який розташовано у розподільному колекторі, при цьому вхід згаданого перепускного каналу розташовано у згаданій зоні вводу робочого агента, яка розташована на одному кінці розподільного колектора, e) а вихід перепускного каналу розташовано у зоні відводу робочого агента, яка розташована на другому кінці розподільного колектора. Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 5