УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам с прямолинейными каналами, предназначенными для нагревания воды в потоке горячих газов, и может найти применение для изготовления теплообменников для охлаждения дымовых газов с температурой до 880°С, полученных сжиганием углей высокими значениями зольности и содержания серы.
Наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату является теплообменник, включающий корпус, содержащий нескольких рядов оребренных прямолинейных труб, размещенных один под другим, причем снаружи корпуса концы труб каждого ряда соединены трубчатыми коллекторами, а концы коллекторов каждого ряда труб последовательно соединены с помощью трубчатых колен.
(RU 324882, F28D 1/053, опубликовано 06.12.2005)
Недостатком известного теплообменника является невозможность его использования для охлаждения дымовых газов с температурой на входе до 880°C, обусловленная низкой коррозионной стойкостью конструкции и высокими потерями тепла через стенки теплообменника. Кроме того, при известная конструкция имеет низкую ремонтоспособность, связанную с высокой трудоемкостью, замены элементы конструкции при выходе его из строя.
Задачей и техническим результатом полезной модели является создание теплообменника котла сжигания угля, обеспечивающего высокую коррозионную стойкость при воздействии дымовых газов с температурой на входе до 880°C, повышенную ремонтоспособность и низкие потери тепла через стенки теплообменника.
Технический результат достигается тем, что теплообменник дымовых газов включает корпус, содержащий вход и выход газов, а также размещенные один под другим ряды труб, концы которых снаружи корпуса соединены трубчатыми коллекторами, а коллекторы каждого ряда труб соединены трубчатыми коленами, при этом корпус выполнен составным из отдельных секций, каждая из которых содержит один ряд труб и снабжена средством соединения с другой секцией и футеровкой стенок, причем у секций, размещенных со стороны входа газов трубы выполнены гладкими, а у секций, размещенных со стороны выхода газов, - с оребрением.
Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что гладкие трубы и трубы с оребрением выполнены из жаропрочной стали, содержащей углерод, хром, молибден, ванадий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,15; хром 0,9-1,2; молибден 0,25-0,35; ванадий 0,15-0,3; кремний 0,17-0,37; медь не более 0,2; марганец 0,4-0,7; никель 0,3; фосфор не более 0,025; сера не более 0,025; железо - остальное.
Устройство теплообменника по полезной модели представлена на рис. 1 и 2, где:
1 - корпус;
2 - вход дымовых газов;
3 - выход дымовых газов;
4 - секция;
5 - оребренные трубы;
6 - гладкие трубы;
7 - коллектор;
8 - колено;
9 - средство соединения секций;
10 - футеровка;
11 - вход воды;
12 - выход воды.
Горячие дымовые газы с температурой до 880°C поступают в теплообменник на вход 2 дымовых газов, затем проходят через секции 4, расположенные со стороны входа газов, в которых размещены гладкие трубы 6 из жаропрочной стали. После этого охлажденные дымовые газы проходят через секции 4, расположенные со стороны выхода газов, в которых размещены трубы с оребрением 5, также выполненные из жаропрочной стали. Затем охлажденные газы удаляются из теплообменника через выход 3 дымовых газов. Выполнение корпуса 1 теплообменника сборным из отдельных секций 4, снабженных средством соединения 9 между собой (болты, винты и т.п.) позволяет достаточно просто проводить ремонт теплообменника путем замены неисправной секции. Вода в теплообменник поступает через вход 11 в ряд оребренных труб 5, затем в трубчатые коллекторы, соединяющие концы труб 5 ряда снаружи корпуса 1, затем по трубчатым коленам 8, соединяющим верхний коллектор, - в нижний коллектор следующей секции и далее. Использование внутренней футеровки 10 стенок секций позволяет уменьшить потери тепла.
В качестве жаропрочной стали, устойчивой к дымовым газам, содержащим повышенное количество золы и серы, оптимальным является использование стали типа 12Х1МФ, содержащей углерод, хром, молибден, ванадий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,15; хром 0,9-1,2; молибден 0,25-0,35; ванадий 0,15-0,3; кремний 0,17-0,37; медь не более 0,2; марганец 0,4-0,7; никель 0,3; фосфор не более 0,025; сера не более 0,025; железо - остальное.
Использование для охлаждения потока дымовых газов сначала гладких труб, а затем оребренных труб заметно повышает коррозионную стойкость оребренных труб, поскольку воздействие на них оказывают дымовые газы, температура которых заметно снижена.