СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ПОТЕРЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ВО ВНЕШНЮЮ СРЕДУ
METHOD FOR REDUCING BOILER PLANT EXTERNAL HEAT LOSS

Изобретение касается способа уменьшения потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду, что обычно понимается под понятием «котел пышет жаром».
Уменьшение потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду достигается установкой дополнительных конструктивных элементов в кирпичную обмуровку котельной установки.
В процессе эксплуатации котельной установки у нее возникает три наиболее больших вида потерь тепловой энергии:
- потери на недожог (неполное сгорание) газообразного или жидкого топлива;
- потери с уходящими газами (неиспользованное топливо);
- потери в окружающую среду - потери от достаточно сильного нагрева и отдачи тепла элементами котельной установки в помещение котельной.
Потери в окружающую среду, их уменьшение и рассматривается в данном изобретении.
Область техники, к которой относится изобретение - теплоэнергетика.
Уровень техники:
- известен водогрейный котел, обмуровка которого выполнена в виде сборно-разборных теплоизоляционных плит, путем подбора несущего конструктивного и теплоизоляционного материала и размещением асбестовых прокладок, что позволяет свести к минимуму потери тепла, патент № RU 2177116 С2, МПК F24H 1/00, F24H 1/14, опубликованный 20.12.2001 г., описание стр.2, строки 13-27. Недостатком данного устройства является то, что при его использовании необходимо полностью переделывать топочный объем старых котлов, что является очень затратным способом ввиду тяжелого материального положения большинства котельных в РФ;
- известен водогрейный котел, с внешней обмуровкой котла, выполненной из асбестовой глины и красного кирпича - патент на полезную модель № RU 42287 И1, МПК F23B 1/08, опубликованный 27.11.2004 г. Недостатком данного способа является то, что асбестовый лист очень непрочный материал, легко разрушается даже при слабых гидроударах, которые частенько возникают при эксплуатации котла;
- известен водогрейный котел, корпус которого изнутри обмурован теплостойким материалом - шамотным кирпичом, а снаружи - обыкновенным кирпичом. Между наружным и внутренним слоями кирпича имеются асбестовые прокладки - патент № RU 2287116 С1, МПК F24H 1/12, опубликованный 10.11.2006 г. стр.4, 4 абзац снизу - наиболее близкий аналог, но в данном случае асбестовая прокладка предназначена для компенсации температурных деформаций, т.е. она может быть очень тонкой, что не позволит ей предотвратить исход тепловой энергии. Кроме того, вся конструкция подобного изобретения также требует полной переделки котла, т.е. больших материальных затрат.
Задачей изобретения является уменьшение расхода газообразного, жидкого и твердого топлива.
В процессе эксплуатации котельных установок, работающих на газообразном, жидком и твердом топливе, различной производительности, кирпичная обмуровка котлов нагревается до температуры 90-120°С в различных участках обмуровки. Особенно это явление проявляется при работе котельной установки в режиме максимальной производительности.
Этот нагрев - чистые потери тепловой энергии, а значит, увеличение расхода газообразного, жидкого и твердого топлива, а уменьшение расхода любого вида топлива, при прочих равных условиях, было и остается одной из главных задач при эксплуатации котельных установок.
Технической задачей заявляемого способа является разработка и использование дополнительных элементов в конструкции котельной установки, позволяющих уменьшить потери во внешнюю среду, и, следовательно, использовать большую часть тепловой энергии, получаемой при сгорании газообразного, жидкого и твердого топлива для нагрева теплоносителя (воды). Увеличение лучшего использования тепловой энергии повышает коэффициент полезного действия котельной установки и уменьшает расход всех вышеперечисленных видов топлива.
Поставленная задача по уменьшению потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду осуществляется следующим образом:
Примечание: в соответствии с «Устройством и безопасной эксплуатацией паровых и водогрейных котлов» один раз в 12 месяцев необходимо в плановом порядке проводить внешний и внутренний осмотр котельной установки. Во время этих работ и выполняются операции по изменению элементов обмуровки.
1. С помощью электронного термометра замеряют температуру обмуровки котла, работающего в режиме максимальной производительности как минимум 2-3 суток. На боковых стенках котла температура обмуровки колеблется в пределах 90-120°С, передней стенки - 70-80°С, задней стенки - 50-70°С, верхней части котла - 60-80°С. Исследования проводились в 68 котельных, при этом был выявлен рекорд: при эксплуатации старых котлов типа ДКВР температура боковых стенок достигает более 200°С.
2. Подбирают в соответствии с измеренной температурой теплоизолирующий материал. Наиболее доступным и недорогим для теплоизоляции боковых стенок, задней стенки и верхней части котла подходит листовой асбест толщиной 5 мм. Наибольшую сложность вызывает подбор теплоизолирующего материала для передней стенки, на которой расположено большое количество различных элементов управления работой котла. Наиболее доступным, легкодеформируемым может служить листовой термофлекс толщиной 3-5 мм.
3. Останавливают котел и дают ему остыть в течение 2-3 суток.
4. Разбирают обмуровку боковых и задней стенки, что сделать весьма просто, т.к. огнеупорный кирпич скрепляется лишь огнеупорной глиной без применения цемента. При изучении проектов котельных установок выяснено, что обмуровка котлов состоит из трех слоев кирпича и в целостном состоянии поддерживается с помощью стальных стяжек 1 (см. чертеж). Это делается с целью предотвращения значительных разрушений в котельной при «хлопке» или взрыве газообразного или жидкого топлива.
Верхнюю часть обмуровки не трогают, оставляют в прежнем состоянии, так же как и переднюю стенку.
5. Собирают обмуровку боковых стенок и задней части котла, но между вторым и третьим рядом кирпича прокладывают асбестовые листы.
Примечание: в задней части обмуровки обязательно предусмотреть место для вскрытия котла при его внутреннем осмотре.
6. В верхней части обмуровки на кирпич кладут слой огнеупорной глины толщиной 5-10 мм, на него кладут листы асбеста, а сверху на них еще слой огнеупорной глины толщиной 10 мм.
Примечание: конструкцию взрывных предохранительных клапанов 9 не изменяют, т.к. они рассчитывают при проектных работах.
7. Вырезают из листов термофлекса куски необходимой конфигурации для передней стенки и приклеивают их с помощью термостойкого клея.
8. Дают обмуровке высохнуть при температуре 15-20°С в течение 5-7 дней.
9. Разжигают котел и дают ему поработать в режиме минимальной нагрузки 5-7 дней.
После выполнения операций по п.п.1-9 при замере температуры обмуровки в режиме работы котла на максимальной производительности температура боковых стенок котла уменьшается до 30-40°С, верхней обмуровки - до 10-20°С, задней стенки - до 30-40°С, передней стенки - до 30-40°С.
Температура теплоносителя повышается на 10-12°С, а следовательно, можно уменьшить производительность котельной установки, т.е. уменьшить расход газообразного, жидкого и твердого топлива, в чем и заключалась задача изобретения.
Изобретение поясняется чертежом, на котором под цифрами показаны:
1 - стальная стяжка;
2 - зона наиболее высокого нагрева обмуровки;
3 - зона нагрева в верхней части котла;
4 - взрывные предохранительные клапаны;
5 - передняя поверхность котла;
6 - зона укладки шамотной глины, на которую кладутся листы асбеста, а сверху накладывается еще один слой шамотной глины.
Практическое применение: изобретение выполняется штатным обслуживающим персоналом в плановом порядке, требует незначительных материальных затрат.
Результатом использования данного изобретения является экономия газообразного, жидкого и твердого топлива в пределах 12-15% их среднегодового расхода при прочих равных условиях эксплуатации котельной установки.