КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к котельному оборудованию и может быть использовано в водогрейных котлах.
Известны устройства, в которых в тракте уходящих газов котла установлены так называемые «контактные экономайзеры». В этих известных устройствах за котлом с топкой с топочным устройством и конвективными поверхностями нагрева установлен блочный контактный экономайзер, состоящий из водораспределителя, установленного за слоем насадки, соединенной с патрубком уходящих из котла газов. В этом устройстве вода нагревается в слое насадки за счет непосредственного контакта с уходящими из котла газами. (И.З.Аронов. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа. Ленинград, «Недра», 1990 г., стр.32-35, рис.II - 2).
Недостатком известного устройства является низкий начальный температурный уровень воды на входе в экономайзер - не более 15°. Источников воды с такой низкой температурой, которая могла бы быть использована в тепловой схеме котельных - нет.
Известен контактно-поверхностный котел - экономайзер КПВ-1, включающий водоохлаждаемую топку с горелочным устройством, контактные теплообменники, водораспределитель, каплеуловитель и систему циркуляции воды. Водораспределитель расположен в конце тракта дымовых газов, в зоне низких температур, перед каплеуловителем, а впрыскиваемая вода играет роль промежуточного теплоносителя с температурой ниже 100°С (Д.В.Карпов и др. Теплотехнические показатели контактно-поверхностных котлов КПВ-1. Промышленная энергетика №2, 1980, стр.29-32).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства является потребность в большом количестве воды низкой температуры (20°-40°С) и загрязнение ее в результате прямого контакта с дымовыми газами.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.
Заявленное техническое решение позволяет за счет увеличения содержания водяных паров в дымовых газах повысить точку росы, тем самым позволяя использовать в следующем за водораспределителем конденсационном теплообменнике обратную сетевую воду с температурой 50°-60°С, что приводит к повышению экономичности за счет использования теплоты парообразования конденсирующихся водяных паров дымовых газов. При этом исключается загрязнение сетевой воды продуктами сгорания.
Предложен конденсационный водогрейный котел, включающий топку с топочным устройством и конвективными поверхностями нагрева, водораспределитель и систему циркуляции воды, при этом водораспределитель расположен на выходе из конвективных поверхностей нагрева, а за ним установлен конденсационный теплообменник.
Полезная модель иллюстрируется чертежом.
Конденсационный водогрейный котел включает топку 1 с топочным устройством 2 и конвективными поверхностями нагрева 3, водораспределитель 4 и систему циркуляции воды 5. Водораспределитель 4 расположен на выходе из конвективных поверхностей нагрева 3. За водораспределителем 4 установлен конденсационный теплообменник 6.
Конденсационный водогрейный котел работает следующим образом. Топливо-воздушная смесь из топочного устройства 2 поступает в топку 1, где происходит сгорание топлива и передача части тепла продуктов сгорания ограждающим поверхностям топки 1. Из топки 1 дымовые газы поступают в конвективные поверхности нагрева 3, которые дополнительно воспринимают тепло дымовых газов. На выходе из конвективных поверхностей нагрева 3 производится впрыск воды (зона температур 250°-300°С) в дымовые газы. Расход воды составляет примерно 10% от расхода воды на котле. Испаряясь, впрыснутая вода увеличивает содержание водяных паров в дымовых газах, и, соответственно, повышает точку росы, тем самым позволяя использовать в следующем за водораспределителе 4 конденсационном теплообменнике 6 обратную сетевую воду с температурой 50°-60°С. В связи с отсутствием контактного теплообменника (контакта воды с дымовыми газами) исключается загрязнение сетевой воды продуктами сгорания.