Котлоагрегат

Полезная модель относится к судовым техническим средствам по предотвращению загрязнения нефтью окружающей среды и предназначена для повышения эффективности утилизации нефтесодержащих вод.
Известна полезная модель судового устройства для очистки нефтесодержащих вод, содержащего отстойные танки, фильтры грубой, тонкой очистки и систему контроля (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике/ И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: ил. стр. 412-413). Нефтесодержащие воды из сборного танка выдаются в отстойные танки. В процессе отстаивания происходит отделение нефтепродуктов от воды, они поднимаются вверх, а вода опускается в нижнюю часть танка, откуда подается на фильтры грубой и тонкой очистки и далее на систему контроля. При допустимой концентрации нефтепродуктов в очищенной воде она может сбрасываться за борт, а в противном случае происходит ее дальнейшая обработка.
Данная полезная модель обладает следующими недостатками.
Процесс очистки нефтесодержащих вод протекает достаточно медленно, и трудно добиться низкой концентрации нефтепродуктов в воде. Поэтому подобная система очистки нефтесодержащих вод применяется в основном для выделения из их состава основной массы нефтепродуктов, с целью их дальнейшего использования, а вода с остатками нефтепродуктов обычно сдается на берег или специальные суда. А это требует определенных материальных и временных затрат.
Известна полезная модель устройства для очистки нефтесодержащих вод в виде нефтеводяных сепараторов типа СК, СКМ, УСКГ, сепараторы типа ОВ и др. (см., например, Справочник судового механика по теплотехнике/ И.Ф. Кошелев, А.П. Пимошенко, Г.А. Попов, В.Я. Тарасов. - Л: Судостроение, 1987, - 480 с.: стр. 414-419). Подобные сепарационные установки дорогие, занимают значительное место в машинном отделении, требуют квалифицированного обслуживания и ремонта. Поэтому их установка не всегда целесообразна.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является полезная модель котельной установки, которая включает котел с топливной форсункой, форсункой нефтесодержащих вод, и газоходом, а также топливную систему котла, содержащую последовательно соединенные переключатель вида топлива, топливный насос, фильтр грубой очистки, подогреватель топлива, фильтр тонкой очистки, причем выход фильтра тонкой очистки соединен с входом топливной форсунки, а также последовательно соединенные цистерну нефтеостатков и систему приготовления водотопливной эмульсии, расходную цистерну, при этом один вход переключателя вида топлива подключен к расходной цистерне, а другой к выходу системы приготовления водотопливной эмульсии, топливная система котла включает также систему нефтесодержащих вод, включающую последовательно соединенные цистерну нефтесодержащих вод, фильтр грубой очистки, насос, фильтр тонкой очистки, выход которого является выходом системы нефтесодержащих вод, газоанализатор, вход которого соединен с выходом газохода котла, а также последовательно соединенные регулируемый клапан и дополнительная форсунка нефтесодержащих вод, установленная в газоходе, и переключатель, причем вход переключателя соединен с выходом системы нефтесодержащих вод, а первый выход с входом форсунки нефтесодержащих вод котла, а второй выход подключен к входу регулируемого клапана. (См. патент на полезную модель №148625 «Котельная установка» по заявке №2014127763 от 08.07.2014., авторы Чичурин А.Г., Садеков М.Х., Шураев О.П., Борисов Н.Н.).
В данной полезной модели, отфильтрованные нефтесодержащие воды с низкой концентрацией нефтепродуктов через регулируемый клапан подаются в газоход котла через дополнительную форсунку нефтесодержащих вод. Распыленные нефтесодержащие воды вместе с продуктами сгорания котла идут по газоходу. При этом происходит нагрев нефтесодержащих вод продуктами сгорания и испарение из их состава воды. Поскольку продукты сгорания на выходе котла имеют достаточно высокую температуру (350-400°С), то в газоходе также происходит процесс испарения и последующего дожигания нефтеостатков из состава нефтесодержащих вод. Состав газов после газохода будет зависеть от содержания нефтепродуктов в нефтесодержащих водах, их состава и количества нефтесодержащих вод, подаваемых на дополнительную форсунку нефтесодержащих вод, и контролируется газоанализатором. По результатам контроля, получаемых с помощью газоанализатора, меняется подача нефтесодержащих вод на дополнительную форсунку нефтесодержащих вод. В результате происходит практически полная утилизация нефтесодержащих вод.
Как следует из выше сказанного в данной полезной модели одним из этапов процесса утилизации нефтесодержащих вод является процедура их нагрева продуктами сгорания до начала испарения, то есть кипения. Очевидно, что чем меньше энергии будет затрачено на нагрев нефтесодержащих вод в газоходе, тем большее количество нефтесодержащих вод можно утилизировать в данной полезной модели.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности утилизации нефтесодержащих вод продуктами сгорания котла путем их подогрева перед подачей в газоход.
Задача полезной модели достигается тем, что в известный котлоагрегат, включающий котел с топливной форсункой, форсункой нефтесодержащих вод, газоходом и газоанализатором, вход которого соединен с выходом газохода котла, а также дополнительную форсунку нефтесодержащих вод, установленную в газоходе, кроме того содержит топливную система котла, выход которой соединен с входом топливной форсунки, а также включает последовательно соединенные систему нефтесодержащих вод и переключатель, а также регулируемый клапан, при этом первый выход переключателя соединен с входом форсунки нефтесодержащих вод котла, а второй выход подключен к регулируемому клапану, дополнительно введен подогреватель нефтесодержащих вод, вход которого соединен с выходом регулируемого клапана, а выход подключен к входу дополнительной форсунки нефтесодержащих вод
Существо заявляемой полезной модели заключается в следующем.
В известной полезной модели котельной установки, отфильтрованные нефтесодержащие воды с низкой концентрацией нефтепродуктов через регулируемый клапан подаются в газоход через дополнительную форсунку нефтесодержащих вод, где происходит их распыление. Распыленные нефтесодержащие воды вместе с продуктами сгорания котла идут по газоходу. При этом происходит нагрев нефтесодержащих вод продуктами сгорания и испарение воды из их состава. Поскольку продукты сгорания на выходе котла имеют достаточно высокую температуру (300-400°С), то в газоходе котла также происходит процесс испарения и последующего дожигания нефтеостатков из состава нефтесодержащих вод.
В данной полезной модели одним из этапов процесса утилизации нефтесодержащих вод является процедура их нагрева продуктами сгорания до начала испарения, то есть кипения. Очевидно, что чем меньше энергии будет затрачено на нагрев нефтесодержащих вод в газоходе, тем большее количество нефтесодержащих вод можно утилизировать в данной полезной модели.
В заявляемой полезной модели котлоагрегата нефтесодержащие воды с низкой концентрацией нефтепродуктов перед подачей в газоход котла подогреваются до температуры близкой к температуре кипения воды (90-99°С). В результате утилизируемые нефтесодержащие воды после распыления в газоходе котла практически сразу подвергаются процессу испарения, то есть нет затрат энергии от потока продуктов сгорания котла в газоходе на нагрев нефтесодержащих вод до кипения. Поэтому появляется возможность увеличить количество подаваемых нефтесодержащие вод в газоход для утилизации, то есть повышается эффективность утилизации нефтесодержащих вод.
Таким образом, у заявляемой полезной модели появляется новое свойство, заключающееся в подаче подогретых нефтесодержащих вод с низкой концентрацией нефтепродуктов в определенной пропорции в продукты сгорания котла, где за счет их теплоты происходит испарение (практически без подогрева) и дожигание нефтесодержащих вод, не совпадающее со свойствами, проявляемыми отличительными признаками в известных решениях и не равные сумме этих свойств, обеспечивающее достижение нового положительного эффекта - повышения эффективности утилизации нефтесодержащих вод с низкой концентрацией нефтепродуктов.
Краткое описание чертежей
На фигуре приведена схема котлоагрегата.
Котлоагрегат включает котел 1 с топливной форсункой 2, форсункой нефтесодержащих вод 3, газоходом 4 и газоанализатором 5, вход которого соединен с выходом газохода 4 котла 1, а также дополнительную форсунку нефтесодержащих вод 6, установленную в газоходе 4, кроме того содержит топливную система котла 7, выход которой соединен с входом топливной форсунки 2, а также включает последовательно соединенные систему нефтесодержащих вод 8 и переключатель 9, а также регулируемый клапан 10, при этом первый выход переключателя 9 соединен с входом форсунки нефтесодержащих вод 3 котла 1, а второй выход подключен к регулируемому клапану 10, кроме того содержит подогреватель нефтесодержащих вод 11, вход которого соединен с выходом регулируемого клапана 10, а выход подключен к входу дополнительной форсунки нефтесодержащих вод 6.
Осуществление полезной модели
Работа котлоагрегата по утилизации нефтесодержащих вод начинается после выхода котла 1 в штатный режим работы.
В известной полезной модели котельной установки, нефтесодержащие воды из системы нефтесодержащих вод 8 через регулируемый клапан 10 подаются в газоход 4 через дополнительную форсунку нефтесодержащих вод 6, где происходит их распыление. Распыленные нефтесодержащие воды, вместе с продуктами сгорания котла идут по газоходу 4. При этом происходит нагрев нефтесодержащих вод продуктами сгорания и испарение воды из их состава. Поскольку продукты сгорания на выходе котла имеют достаточно высокую температуру (300-400°С), то в газоходе 4 котла 1 также происходит процесс испарения и последующего дожигания нефтеостатков из состава нефтесодержащих вод.
На нагрев нефтесодержащих вод продуктами сгорания до начала испарения, то есть кипения, затрачивается определенная энергия, отбираемая от продуктов сгорания топлива в котле. Очевидно, что чем меньше энергии будет затрачено на нагрев нефтесодержащих вод в газоходе, тем большее количество нефтесодержащих вод можно утилизировать в данной полезной модели.
В заявляемой полезной модели котлоагрегата нефтесодержащие воды с низкой концентрацией нефтепродуктов перед подачей в газоход 4 котла 1 подогреваются в подогревателе нефтесодержащих вод 11 до температуры близкой к температуре кипения воды (90-99°С). В результате утилизируемые нефтесодержащие воды после распыления в газоходе 4 котла 1 практически сразу подвергаются процессу испарения, то есть нет затрат энергии от потока продуктов сгорания котла в газоходе на нагрев нефтесодержащих вод до кипения. Поэтому появляется возможность увеличить количество подаваемых нефтесодержащие вод в газоход 4 для утилизации, то есть повышается эффективность утилизации нефтесодержащих вод.
Таким образом, у заявляемой полезной модели появляется новое свойство, заключающееся в подаче подогретых нефтесодержащих вод с низкой концентрацией нефтепродуктов в определенной пропорции в продукты сгорания котла, где за счет их теплоты происходит испарение (практически без подогрева) и дожигание нефтесодержащих вод, не совпадающее со свойствами, проявляемыми отличительными признаками в известных решениях и не равные сумме этих свойств, обеспечивающее достижение нового положительного эффекта - повышения эффективности утилизации нефтесодержащих вод.