ВЫНОСНОЙ БЛОЧНЫЙ ЭКОНОМАЙЗЕР КОТЛА
REMOTE BLOCK ECONOMIZER OF THE BOILER

Изобретение относится к области теплоэнергетики и промышленной энергетики, в частности, к котлам малой мощности (0,1-10 МВт), сжигающих твердое, жидкое и газообразное топлива, и позволяет повысить КПД и. надежность работы котла.
Известен многоходовой жаротрубный водогрейный котел, включающий в себя корпус котла с водяным объемом, жаровую топочную трубу первого хода, дымогарные трубы второго хода и третьего хода продуктов сгорания, охватывающие жаровую топочную трубу, первый перепускной короб, связанный с жаровой топочной трубой, второй перепускной короб, связанный с дымогарными трубами второго хода, выпускную камеру продуктов сгорания, связанную с дымогарными трубами третьего хода, выносной экономайзер, соединенный перепускным газоходом с выпускной камерой продуктов сгорания котла и включающий в себя корпус, в котором размещен теплообменник с теплоносителем, соединенный с размещенными в корпусе экономайзера входным коллектором для ввода теплоносителя и выходным коллектором для подачи теплоносителя в водяной объем котла, при этом теплообменник разделен горизонтальной перегородкой для обеспечения движения продуктов сгорания в корпусе экономайзера в два хода, кроме того корпус экономайзера снабжен патрубком для отвода продуктов сгорания (патент RU 177320 U1, публ. 15.02.2018).
К недостаткам данного водогрейного котла можно отнести технологическую сложность изготовления змеевиковых трубок теплообменной поверхности, сложность очистки внутренней поверхности змеевиковых трубок от отложений, наличие разделительной перегородки и отсутствие возможности подогрева воздуха.
Известен жаротрубный-дымогарный котел с тремя ходами по направлению движения газов, включающий корпус с крышками и штуцерами для отвода воды и дымовых газов, размещенный в корпусе первый ход газов в виде жаровой трубы с газовой камерой, соединенной с дымогарными трубами второго хода, вторую газовую камеру, размещенную на противоположных концах труб и соединенную с третьим ходом, при этом штуцер для отвода газов корпуса котла расположен в зоне второй газовой камеры, третий ход газов выполнен в виде вынесенного за пределы корпуса прямоугольного газохода (экономайзера) со штуцером для подвода газов, соединенным со штуцером для отвода газов корпуса котла, две противоположные стенки прямоугольного газохода выполнены в виде трубных решеток с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами с прямоугольными, кольцевыми или спиральными ребрами и снабжены крышками со штуцерами для подвода и отвода воды (патент RU 2187040 С1, публ. 10.08.2002).
К недостаткам известного решения можно отнести использование в выносном газоходе (экономайзере) оребренных труб, что делает неэффективным их использование при сжигании твердых топлив и тяжелых жидких топлив (мазут, сырая нефть) из-за высокой вероятности заноса (загрязнения) оребренной поверхности теплообмена, а также сложностью очистки теплообменной поверхности от отложений, низкой ремонтопригодностью и отсутствию возможности подогрева воздуха.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в создании выносного блочного экономайзера, утилизирующего теплоту уходящих дымовых газов котлов малой мощности (0,1-10 МВт), предназначенных для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива.
Технический эффект, достигаемый при реализации заявляемого устройства, состоит в повышении КПД котла за счет применения выносного блочного экономайзера, предназначенного для котлов, сжигающих твердое, жидкое (в том числе мазут и сырую нефть) и газообразное топливо, снижения стоимости изготовления, обслуживания и ремонта.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известном выносном блочный экономайзере котла, включающем в себя входную и выходную газовые камеры с патрубками для подвода дымовых газов от котла и отвода дымовых газов к дымовой трубе и расположенный между ними теплообменник, на противоположных сторонах которого расположены трубные доски с закрепленными в них перпендикулярно направлению движения газов трубами, согласно полезной модели, теплообменник содержит один или несколько теплообменных блоков, трубы в которых выполнены гладкими, и снабжен входной и выходной камерами со съемными крышками и патрубками для подвода и отвода воды, соединенными между собой перекидными трубами.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид экономайзера. Представлены вариант исполнения выносного блочного экономайзера с тремя теплообменными блоками для подогрева воды (фиг.1а) и вариант исполнения выносного блочного экономайзера с четырьмя теплообменными блоками для подогрева воды и воздуха (фиг.1б). На фиг.2 показано в разных ракурсах выполнение теплообменного блока.
Выносной блочный экономайзер для подогрева воды (фиг.1а) содержит входную 1 и выходную 2 газовые камеры, между которыми расположены один или несколько теплообменных блоков 3. По греющей среде газовые камеры 1, 2 и теплообменные блоки 3 соединены между собой разъемными фланцевыми соединениями 4 с уплотнением. По обогреваемой среде теплообменные блоки 3 могут быть соединены перекидными трубами 5. Теплообменный блок (фиг.2) содержит трубы 6, закрепленные в трубных досках 7. патрубки для подвода и отвода обогреваемой среды 8, входную и выходную камеры обогреваемой среды 9, фланцы 10, боковые стенки 11, съемные крышки 12.
Выносной блочный экономайзер для подогрева воды и воздуха (фиг.1б) работает следующим образом. Дымовые газы после котла (газоход от котла к экономайзеру на фиг.1б не показан) попадают во входную газовую камеру 1 (фиг.1а, фиг.1б) после чего последовательно проходят через теплообменные блоки 3, поперечно омывая снаружи трубы 6 (фиг.2), затем попадают в выходную газовую камеру 2 (фиг.1а. 1б) и эвакуируются в дымовую трубу (газоход от экономайзера к дымовой трубе на фиг.1б не показан). По трубопроводу 13 (на фиг.1б) осуществляется подвод воды в теплообменные блоки через патрубок 8 (фиг.2) во входную камеру 9, где раздается по трубам 6,закрепленным в трубных досках 7. Вода, проходя по трубам 6, нагревается за счет охлаждения поперечно омывающих трубы снаружи дымовых газов и попадает в выходную камеру 9, после чего через патрубок 8 по перекидной трубе 5 попадает в следующий теплообменный блок. Из последнего по ходу воды теплообменного блока осуществляется отвод воды 14 (фиг.1б), которая через патрубок 8 по трубопроводу (на фиг.2 не показан) подается в котел или другому потребителю. За счет последовательного включения теплообменных блоков как по газам, так и по воде организуется схема движения обогреваемой и обогревающей сред, близкой к противотоку, что повышает эффективность теплообмена. Для подогрева воздуха используется один или несколько теплообменных блоков, аналогичных или близких по конструкции теплообменным блокам для подогрева воды, которые могут быть соединены по воздуху параллельно или последовательно с помощью перекидных труб 5 (фиг.1б). По трубопроводу (на фиг.1б) осуществляется подвод воздуха 15 в теплообменные блоки через патрубок 8 (фиг.2) во входную камеру 9, где раздается по трубам 6. Воздух, проходя по трубам 6, нагревается за счет охлаждения поперечно омывающих трубы снаружи дымовых газов и попадает в выходную камеру 9, после чего через патрубок 8 осуществляется отвод воздуха 16, который по трубопроводу (на фиг.1б не показан) подается в котел или другому потребителю.
Очистка труб выносного блочного экономайзера от наружных отложений осуществляется в разобранном состоянии, что позволяет получить удобный доступ к трубам теплообменных блоков. Очистка труб от внутренних отложений легко осуществляется при снятых крышках 12 (фиг.2). Ремонт выносного блочного экономайзера осуществляется либо за счет заглушки неисправных труб, либо замены теплообменного блока.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в качестве теплообменной поверхности используют теплообменные блоки с трубами, выполненными гладкими, что позволяет применить предлагаемую конструкцию для котлов, сжигающих твердое и тяжелое жидкое (мазут и сырую нефть) топливо. При этом обеспечены простота и технологичность изготовления, унификация производства и простота обслуживания и ремонта. Возможность реализации в экономайзере кроме подогрева воды дополнительного подогрева воздуха позволяет снизить температуру уходящих газов (повысить КПД) и использовать подогретый воздух для обогрева котельной или интенсификации процесса горения.