Теплова установка

МІЖ 6 F 24 Н І/ІО Теплова установка. Винахід відноситься до теплоенергетіки, зокрема до газових контактних водонагрівачів,випарувальних установок, конвективних сушарок, і його може бути використано у системах опалення,отримання гарячої води, пропарювання будівельних матеріалів,СУШІННЯ найрізноманітніших ПРОМИСЛОВИХ виробів.будівельних матеріалів та іх компонентів. Відомий двохступеневий водонагрівач із заглибним пальником (Ю. П. Соснин,Е. Н. Кухаркин. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. Н. Стройиздат. 1985. СТР. 56. Рис. 1. 29. Двухступенчатый водонагреватель с ПОГРУЖНОЙ горелкой), обраний в якості прототипа, то МІСТИТЬ канал ПІДВОДУ газу, канал підводу ПОВІТРЯ, канал підводу холодно! води, ПРОТИТОКОВУ насадкову камеру, канал відводу нагрітої води, барботажну ванну, газовипускний насадок, камеру ЗГОРЯННЯ, газоповітряний змішувач,ДИФУЗОР. ВІДОМИЙ двохступеневий водонагрівач ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ДЛЯ отримання гарячої води. Ефективність роботи водонагрівача забезпечується за рахунок інтенсивного тепломасообміну ПРИ безпосередній роботі заглибного пальника нижче РІВНЯ ВОДИ за рахунок барботування шару води отриманої* високотемпературної газоповітряною сумішшю. Проте КОНСТРУКЦІЯ відомого двохступеневого водонагрівача, а саме виконання каналу відводу нагрітої води не забезпечує отримання перемінного рівня води, а також постійний відвід парогазово'і СУМІШІ через ПРОТИТОКОВУ камеру не дозволяє модифікувати теплоносій, наприклад, воду для отримання парогазової СУМІШІ,високотемпературної газоповітряної СУМІШІ, а також постійна товшіна води У барботажній ванні не дозволяє інтенсифікувати тепломасообмін високотемпературної газоповітряної СУМІШІ З ВИХІДНИМ середовищем, наприклад, водою або повітрям;отримання гарячої води, парогазовоі СУМІШІ, а за ВІДСУТНІСТЮ ВОДИ, високотемпературної газоповітряно! СУМІШІ, в залежності від потреб споживача(отримання гарячої води, пропарювання будівельних матеріалів, СУШІННЯ найрізноманітніших промислових виробів, будівельних матеріалів та 'їх компонентів). Відома теплова установка (Мазурков В. В. , Ракітін о. І. Теплова установка. Україна. Заявка на винахід подана в Науководослідний центр патентно! експертизи /ШШПЕ/ від 04. 02. 98 р. , реєстраційний номер заявки N 96020608) обрана в якості прототипа, яка містить канали підводу газу та ПОВІТРЯ, ЯКІ з'єднані з газоповітряним змішувачем, шо підключений до дифузора, з'єднаного з камерою ЗГОРЯННЯ, в основі яко! встановлено газовипускний насадок і барботажну ванну з каналом відвода нагрітої води, шо з'єднана з ПРОТИТОКОВОЮ насадковою камерою, яка містить канал підвода холод ноі води, згідно винаходу барботажна ванна містить піддон у ФОРМІ трапеції» який установлено зі створенням проміжної камери* в якій установлено РЯД регуляторів РІВНЯ ВОДИ У ВИГЛЯДІ електронних задавальних пристроїв, ПРИЧОМУ проміжна камера з'єднана через канал відводу з водяною СОРОЧКОЮ камери ЗГОРЯННЯ. Проте КОНСТРУКЦІЯ відомої теплової установки, а саме газовипускний насадок без достатньої поверхні теплообміну та ВИРІВНЮвальноі решітки по гідравличному ПРОФІЛЮ (ПРОФІЛЮ ШВИДКОСТІ) високотемпературної газоповітряної СУМІШІ на виході по січенню камери ЗГОРЯННЯ не забезпечує необхідної інтесиФікаші тепломасообміну високотемпературної газоповітряної СУМІШІ З теплоносієм, УТВОРЮЄ стоячу хвилю в камері ЗГОРЯННЯ, ЗНИЖУЄ ККД установки. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення теплової установки, в якій, шляхом установлення по центру газовипускного насадка багаторівневої ФОРСУНКИ завіси з КОНУСНИМ обтікувачем над нею, яку підключено до трубопроводу реціркулящі, забезпечується вирівнювання швидкісного ПРОФИЛЮ високотемпературної газоповітряної СУМІШІ на виході по січенню камери згоряння для зняття стоячої хвилі, інтенсифікація тепломасообміну високотемпературної газоповітряної СУМІШІ з вихідним середовишем, наприклад, водою або ПОВІТРЯМ, з потрібною модиФикашєю теплоносія. Поставлена задача ВИРІШУЄТЬСЯ ТИМ, ШО теплова установка, яка містить канали підвода газа та ПОВІТРЯ, ЯКІ з'єднані з газоповітряним змішувачем, шо підключений до дифузора, з'єднаного з камерою ЗГОРЯННЯ, в основі якої установлено газовипускний насадок, і барботажну ванну, яка містить піддон у ФОРМІ трапеції, який установлено з утворенням проміжної камери, в якій установлено ряд регуляторів рівня рідини у вигляді електронних задавальних пристроїв, із каналом відвода нагрітої РІДИНИ, з'єднаної із ПРОтивотоковою насадковою камерою, яка містить канал підвода холодної рідини, згідно вшахойУ у центрі газовипускного насадка встановлена багаторівнева Форсунка завіси з КОНУСНИМ обтікувачем над нею, підключеною до трубопроводу рециркуляції. Установлення у центрі газовипускного насадка багаторівневої ФОРСУНКИ завіси з КОНУСНИМ обтікувачем над нею дає можливість інтенсифікувати процес тепломасообміну між високотемпературною газоповітряною СУМІШШЮ, яка отримана в результаті ГОРІННЯ, І шаром РІДИНИ (води) або ПОВІТРЯ, ШО знаходяться в ємкості трапеції піддона , тому шо здійснюється безперевне турбулентне надхождення рідини (ПОВІТРЯ) в ємкість трапеції піддона з більш високого РІВНЯ, шо заданий напором багаторівневої ФОРСУНКИ завіси та нижньою частиною КОНУСНОГО обтікувача, який УТВОРЮЄ радіальну завісу, шо виконує роль решітки по вирівненню швидкісного проФіля високотемпературної газоповітряної СУМІШІ на виході по січенню камери ЗГОРЯННЯ з одночасною ліквидашєю стоячої хвилі, яка вико - з теплообмінника, розбивас потік високотемпературної газоповітряної СУМІШІ на барботуючі МІКРОПОТОКИ, ЯКІ визначаються основою трапеції піддона, які з'являються в результаті інтесивного барботуванняя шара РІДИНИ, Установлення РІВНЯ РІДИНИ У барботажній ванні визначається автоматично по напору РІДИНИ В багаторівневій ФОРСУНЦІ завіси та ПОТУЖНОСТІ газовой ГОРІЛКИ та співвідносно режиму отримання гарячої РІДИНИ, парогазової суміші, газоповітряної НУС РОЛЬ СУМІШІ. Регулятор РІВНЯ для отримання гарячої РІДИНИ задає режим роботи багаторівневі-й ФОРСУНЦІ завіси, а саме режим РІДИННОЇ завіси, яка забезпечує отримання теплоносія у вигляді гарячої РІДИНИ за рахунок занурювання газовипускного насадка на необхідну глибину в РІДИНУ від установленного РІВНЯ РІДИНИ в залежності від витрат газу та ПОВІТРЯ за рахунок необхідної витрати рідини. РеГУЛЯТОР РІВНЯ для отримання парогазової СУММІШІ задас режим РІДИННОЇ завісі, яка забезпечує отримання теплоносія у вигляді парогазової суміші за рахунок зниження РІВНЯ занурювання газовипускного насадка в РІДИНУ ВІДНОСНО заданого рівня ПОРІВНЯНО З Рівнем, шо задається для отримання гарячої РІДИНИ, ШО збільшус інтенсивність пароутворення за рахунок зменшення загального обсягу РІДИНИ в барботажній ванні, за рахунок отримання кількості отриманої теплоти в результаті ГОРІННЯ газоповітряної СУМІШІ на одиницю обсягу надходячої РІДИНИ, себто за рахунок зменшення витрати РІДИНИ на одиницю витрати газу та ПОВІТРЯ. Регулятор РІВНЯ для отримання високотемпературної газоповітряної СУМІШІ за рахунок повного відводу РІДИНИ із барботажної ванни і ввімкнення в багаторівневій ФОРСУНЦІ завіси режиму ПОВІТРЯНОЇ завіси або Рідинної завіси. Багаторівнева Форсунка завіси на всіх РІВНЯХ ВИКОНУЄ РОЛЬ вирівнювальної решітки по обсягу газовипускного насадка, шо дозволяє ліквідувати стоячу хвилю (хвилю ПРОТИТИСКУ, ЩО З'ЯВЛЯЄТЬСЯ за рахунок параболовидного ПРОФІЛЯ високотемпературної газоповітряної СУМІШІ на виході в січенні камери ЗГОРЯННЯ та інтенсивного пароутворення), а також роль теплообмінника. поверхня якого визначається загальною поверхнею крапель завіси на висоті газовипускного насадка, шо дозволяє розбити потік високотемпературної газоповітряної СУМІШІ на барботуючи потоки в обсязі трапеції барботажної ванни. Трубопровід рециркуляції забезпечує подачу із низкотемпераТУРНИХ шарів РІДИНИ барботажної ванни у газовипускний насадок через багаторівневу ФОРСУНКУ завіси, шо забезпечує перемішування всіх шарів РІДИНИ у барботажній ванні; для режима повітряної завіси забір ПОВІТРЯ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ ІЗ атмосфери. Таким чином, удосконалення теплової установки дозволяє здійснити ВИРІВНЯННЯ швидкісного ПРОФІЛЯ високотемпературної га - 4 ЗОПОВІТРЯНОІ СУМІШІ на виході по січенню камери ЗГОРЯННЯ ДЛЯ зняття стоячої хвилі, інтенсифіка-шю тепломасообміну високотемпературної газоповітряної СУМІШІ З ВИХІДНИМ середовищем, наприклад, водою або ПОВІТРЯМ , із потрібною модифікацією теплоносія за рахунок утворення завіси по центру газовипускного насадка. С УТНІСТЬ ПРОПОНУЄМОГО винаходу пояснюється кресленням (Фіг), на якому схематично представлена теплова установка. Теплова установка містить канал підводу газу 1, канал підводу повітря 2, канал підводу холодної РІДИНИ З, ПРОТИТОКОВУ насадкову камеру 4, канал відводу нагрітої рідини 5, барботажну ванну 6, газовипускний насадок 7, камеру ЗГОРЯННЯ 8, газоповітряний змішувач 9, ДИФУЗОР 10, канал відводу парогазово'і СУМІШІ І високотемпературної газоповітряної СУМІШІ І І, заслінку малого СПРОТИ ВУ 12, ПОВІТРЯНУ СОРОЧКУ 13, піддон 14, сливний канал 15,регулятор РІВНЯ 16, РЄГУЛЯТОР РІВНЯ 17, регулятор РІВНЯ 16, ввід сітевої води 19, ПРОМІЖНУ камеру £0, відвід 21, багаторівневу Ф ОРСУНКУ 22, електромагнітний клапан 23, КОНУСНИЙ обтікувач 24, електромагнітний клапан 25, електромагнітний клапан 26, заслінку малого СПРОТИВУ 27, електромагнітний клапан 28, електромагнітний клапан 29, патрубок ЗО, трубопровод рециркуляції 31. Теплова установка працює таким чином. Через канал підводу газу 1, ДИФУЗОР 10 та канал підводу ПОВІТРЯ 2 подається відповідно газ і ПОВІТРЯ У газоповітряний змішувач 9.звідки отримана газоповітряна суміш надходить у камеру ЗГОРЯННЯ 8 і підпалюється. Високотемпературна газоповітряна СУМІШ , яка отримується, надходить через газовипускний насадок 7 де СТВОРЮЄТЬСЯ завіса за допомогою багаторівневої ФОРСУНКИ 22. КОНУСНОГО обтікувача 24, трубопровода рециркуляції 31,патрубка 30, електромагнітного клапана 28 та 29 в трапецію піддона 14 барботажної ванни 6, Рівень і наявність води в якій встановлюється регуляторами РІВНЯ 16,17,18 в залежності від потреб споживача. Для отримання теплоносія у вигляді гарячої РІДИНИ РЄГУЛЯТОР РІВНЯ 16 вмикає режим "Рідинної завіси" потрібної витрати РІДИНИ за допо могою електромагнітного клапану 26 та 29, вмикас заслінку малого СПРОТИВУ 12 для ввімкнення протитокової насадкової камери 4, ви микає заслінку малого СПРОТИВУ 27 для вимкнення канала відводу парогазової СУМІШІ І високотемпературної газоповітряної СУМІШІ, регулює ввімкнення і вимкнення електромагнітного клапана 23 для ввімкнення канала підводу холодної рідини 3 у ПРОТИТОКОВУ насадкову камеру 4, а також електромагнітних клапанів 25 і 26 для ввімкнення канала відводу нагрітої води 5 і ввода сітевої води 19 відповідно електромагнітний клапан 29 ВИМКНУТО . Надходження нагрітої води у ПРОМІЖНУ камеру 20 здійснюється через сливний ка нал 15. Для отримання теплоносія у вигляді парогазової суміші ре гулятор рівня 17 вмикає режим "Рідинної завіси" с потрібною вит - 5 ратою РІДИНИ за допомогою електромагнітного клапана 28 та 29. вимикає заслінку малого СПРОТИВУ 12, ШО вимикає ПРОТИТОКОВУ насадкову камеру 4, вимикає електромагнитні клапана 23,£6, які вимикають відповідно канал підводу холодної РІДИНИ З і канал відводу нагрітої рідини 5, вмикає заслінку малого СПРОТИВУ £7 для ввімкнення каналу відвода парогазової суміші і високотемпературної газоповітряної СУМІШІ іі. Решта клапанів працюють аналогічно роботі ПРИ регуляторі РІВНЯ 16. Для отримання теплоносія у вигляді високотемпературної газоповітряної СУМІШІ регулятор РІВНЯ 16 додатково по відношенню до регулятора РІВНЯ 17, вимикає електромагнітний клапан 26, який вимикає ввід сітевоі РІДИНИ 19. Вимикає електромагнітний клапан £6 і вмикає електромагнітний клапан £9» вмикаючий лодачу ПОВІТРЯ. ВІДВІД 21 СЛУГУЄ ДЛЯ спускання РІДИНИ из ПРОМІЖНОЇ камери 20 ПРИ регламентних роботах. Приклад N і. Отримання теплоносія у вигляді гарячо'і РІДИНИ. Регулятор рівня 16 вмикає електромагнітні клапана 23,25,26, відчиняє заслінку малого СПРОТИВУ 12,зачиняє заслінку малого СПРОТИВУ 27. Електромагнітний клапан 23 відчиняє канал ПІДВОДУ холодної РІДИНИ З в ПРОТИТОКОВУ насадкову камеру 4 і барботажну ванну 6. Електромагнітний клапан 26 відчиняє ввід сітево'і рідини 19 у барботажну ванну 6. Електромагнітний клапан 28 відчиняє режим "Рідинної завіси". Електромагнітний клапан 29 зачиняє режим "ПОВІТРЯНОЇ завіси". Із барботажної ванни 6 рідина надходить у ПРОМІЖНУ камеру 20 через сливний канал 15. Одночасно електромагнітний клапан 25 відчиняє канал відводу нагрітої РІДИНИ 5 із проміжної камери £0, чим забезпечує безперервну ЦИРКУЛЯЦІЮ РІДИНИ у барботажній ванні &. Заповнення рідиною барботажної ванни 6 здійснюється до РІВНЯ, який визначається регулятором РІВНЯ 16, після чого електромагнітний клапан 26 вимикає ввід сітево'і РІДИНИ 19. У газоповітряний змішувач 9 надходять газ і ПОВІТРЯ ІЗ канала підводу газу 1 і канала підводу ПОВІТРЯ 2 відповідно. Попереднє нагрівання ПОВІТРЯ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ У ПОВІТРЯНІЙ СОРОЧЦІ 13, ГОРІННЯ газоповітряної СУМІШІ У камері згоряння 8 дає високотемпературну газоповітряну суміш, яка виходить через газовипускний насадок 7 у барботажну ванну 6 із рідиною в ємкісті ПІДДОНУ 14 у ФОРМІ трапеції. Вирівнювання швидкісного ПРОФІЛЯ високотемпературної газоповітряної СУМІШІ здійснюється РІДИННОЮ завісою декількох рівнеи, які УТВОРЮЮТЬСЯ за рахунок рециркуляції теплоносія із барботажної ванни 6 в барботажну ванну 6 через патрубок ЗО, електромагнітний клапан £8, трубопровід рециркуляції 31, які СТВОРЮЮТЬСЯ багаторівневою ФОРСУНКОЮ завіси 22 і КОНУСНИМ обтікувачем 24. За рахунок інтенсивного тепломасообміну здійснюється нагрівання РІДИНИ, яка відходить у канал відводу нагрітої РІДИНИ 5, і утворення парогазової суміші, яка надходить у ПРОТИВОТОКОВУ насадкову камеру 4, в якій здійснюється інтенсивний тепломасообмін між паро газовою СУМІШШЮ і РІДИНОЮ, яка надходить через канал підводу холодної РІДИНИ 5. Приклад N 2. Отримання теплоносія у ВИГЛЯДІ парогазовоі СУМІШІ. Регулятор РІВНЯ 17 вмикає електромагнітні клапана 25,26, вимикає електромагнітний клапан 23, вмикає заслінку малого СПРОТИВУ 27 і вимикає заслінку малого СПРОТИВУ 12. Електромагнітний клапан 23 зачиняє канал ПІДВОДУ холодної РІДИНИ 3. Електромагнітний клапан 25 зачиняє канал відводу нагрітої РІДИНИ 5. Заповнення барботажно'і ванни б до рівня, який визначається регулятором РІВНЯ 17, здійснюється ПРИ ввімкненні електромагнітним клапаном 26 ввода сітево'і рідини 19. Електромагнітний клапан 28 відчиняє режим "Рідинної завіси". Електромагнітний клапан £9 зачиняє режим "ПОВІТРЯНО! завіси". Через сливний канал 15 із барботажної ванни 6 рідина надходить у ПРОМІЖНУ камеру 20, ПРИ досягненні рівня, який визначається регулятором РІВНЯ 17, вимикається ввід сітевої РІДИНИ 19 за допомогою електромагнітного клапана 26. Заслінка малого СПРОТИВУ 27 відчиняє канал відводу парогазовоі СУМІШІ і високотемпературної газоповітряної суміші 11.У газоповітряний змішувач 9 надходять газ і ПОВІТРЯ ИЗ канала підводу газу 1 і канала підводу ПОВІТРЯ £ відповідно. Попереднє нагрівання ПОВІТРЯ здійснюється в ПОВІТРЯНІЙ СОРОЧЦІ 13. ГОРІННЯ газоповітряної СУМІШІ у камері ЗГОРЯННЯ 8 надає високотемпературну газоповітряну СУМІШ, яка виходить через газоповипускний насадок 7 у барботажну ванну б із РІДИНОЮ В ЄМКОСТІ ПІДДОНУ 14 у ФОРМІ трапецп. Вирівнювання швидкісного ПРОФІЛЮ високотемпературної газоповітряної СУМІШІ здійснюється РІДИННОЮ завісою багатьма РІВНЯМИ, які створюються за рахунок рециркуляції теплоносія із барбатажної ванни 6 в барботажну ванну б через патрубок ЗО, електромагнітний клапан 28, трубопровід ЦИРКУЛЯЦІЇ ЗІ, ЯКІ СТВОРЮЮТЬСЯ багаторівневою ФОРСУНКОЮ завіси 22 і КОНУСНИМ обтікувачем 24. За рахунок інтенсивного тепломасообміну здійснюється утворення парогазовоі СУМІШІ, яка надходить у канал відводу парогазовоі СУМІШІ та високотемпературної газоповітряної СУМІШІ 1 І. Приклад N 3. Отримання теплоносія у вигляді високотемпературної газоповітряної СУМІШІ. Регулятор РІВНЯ 18 вмикає заслінку малого СПРОТИВУ 27, вимикає електромагнітні клапана 23,25,26, заслінку малого СПРОТИВУ 12. Електромагнітні клапана 23,25,26 зачиняють канал підводу холодної РІДИНИ 3, канал відводу нагрітої РІДИНИ 5, ввід сітевої рідини 19 відповідно. Регулятор рівня 18 визначас рівень РІДИНИ У ПРОМІЖНІЙ камері 20. Заслінка малого СПРОТИВУ 27 відчиняє канал ВІДВОДУ парогазовоі СУМІШІ І високотемпературної газоповітряної СУМІШІ і 1. Електромагнітний клапан 28 зачиняє режим "Рідинної завіси". Електромагнітний клапан 29 відчиняє режим "ПОВІТРЯНОЇ завіси". У газоповітряний змішувач 9 надходить газ і ПОВІТРЯ ІЗ канала ПІДВОДУ газу 1 і канала підводу -7ПОВІТРЯ г відповідно. Попереднє нагрівання ПОВІТРЯ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ В ПОВІТРЯНІЙ СОРОЧЦІ 13. ГОРІННЯ газоповітряної СУМІШІ У камері згоряння 8 дає високотемпературну газоповітряну СУМІШ» яка викидається через газовипускний насадок 7 в емкость барботажно'і ванни б із ПОВІТРЯМ в ємкості піддону 14 у ФОРМІ трапеції. Вирівнювання швидкісного ПРОФІЛЯ високотемпературної газоповітряної СУМІШІ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ ПОВІТРЯНОЮ завісою багатьох РІВНЄЙ , ЯКІ СТВОРЮЮТЬСЯ за рахунок подачи ПОВІТРЯ через електромагнітний клапан £9 ПРИ зачиненому електромагнітному клапані £8 в трубопровід рециркуляції 31,які СТВОРЮЮТЬСЯ багаторівневою ФОРСУНКОЮ 22 і КОНУСНИМ обтікувачем £4. За рахунок інтенсивного тепломасообміну здійснюється утворення високотемпературної газоповітряної суміші» яка надходить у канал відводу парогазової і високотемпературної газоповітряної СУМІШІ 11. Таким чином» КОНСТРУКЦІЯ теплової установки, яка заявлена, дозволяє разширити її Функціональні можливості»шо ЗНИЖУЄ В ЦІЛОМУ працевитрати на виготовлення ПОРІВНЯНО ІЗ прадевитратами на аналогічні моноустановки, а також ЗНИЖУЄ споживання палива на 25-ЗОХ, знижує викидання шкідливих РІЧОВИН В атмосферу, не УТВОРЮЄ РІДКИХ стоків і твердих відходів, дозволяє знижувати вартість і Гкал до гох. назурков в, в. Ракітін О. І. Ступак В. І, Теплова установка. 1 Фіг, Автори; Мазурков В,В, Ракх т ін ОЛ . Ступак В. І .