Агрегат тепловентиляционный

Предлагаемая полезная модель с комбинированной теплофикационной и газовой системами относится к теплоэнергетике. Может использоваться для автономного отопления быстровозводимых блочно-модульных и ангарных сооружений. Преимущество данного изделия состоит в том, что основным теплоносителем является техническая вода, а работа на газе является резервированием. Так же в потоке установлены два газовых теплообменника, что позволяет кратно увеличить мощность и КПД изделия.
Известен теплогенератор (патент РФ №141423 U1), содержащий основной нагрев с помощью газовой горелки и одного теплообменника в потоке. Второй аналогичный поток является резервированием.
Известен теплогенератор (патент РФ №134292), содержащий основной нагрев с помощью газовой горелки и одного теплообменника в потоке. Минус данного оборудования - отсутствие резервирования, отсутствие секции обслуживания.
Целью создания заявляемой полезной модели является экономия расхода газа и работа по принципу дополнительной котельной для съема тепла за счет дополнительного этиленгликолевого теплообменника и вентиляторов закрытого типа.
Технологичность обеспечивается тем, что теплофикационная система выполняет передачу теплового потока от контура с сетевой водой к блоку воздуховодов с жидкостным теплообменником через этиленгликолевый контур. Теплофикационная система включает в себя водяной и этиленгликолевый контур с запорной и регулирующей арматурой, фильтрующими элементами, приборами учета тепловой энергии, датчиками давления и температуры, пластинчатым теплообменником вода - этиленгликоль, циркуляционными насосами и расширительным баком.
Фиг. 1.1 - Блок-бокс
1 - блок-бокс (контейнер), 2 - система сбросных (продувочных) свечей, 3 - система дымоудаления (дымоход), 4 - погодные козырьки, 5 - снегозадерживающие устройства, 6 - входная дверь, 7 - съёмная технологическая панель, 8 - воздухозаборные отверстия, 9 - мачта дымовой трубы.
Фиг. 1.2 - Конструктивная схема агрегата тепловентиляционного.
Фиг. 1.3 - Теплофикационная система.
Фиг. 1.4 - Газовая система.
Фиг. 2 - Съёмная торцевая панель.
Фиг. 3 - Теплофикационная система.
Фиг. 4 - Трубка сброса газа в трубу продувочной свечи.
Фиг. 5 - Опоры под мачту.
Фиг. 6 - Общий вид.
Принцип работы полезной модели.
Наружный воздух засасывается через воздухозаборные отверстия блоком нагнетания и в зависимости от заданного режима работы через систему воздушных клапанов подается на блок воздуховодов с жидкостным теплообменником, где происходит его нагрев. Нагрев приточного воздуха в блоке жидкостного теплообменника происходит за счет рекуперативного теплообмена с горячей сетевой водой посредствам промежуточного этиленгликолевого контура, предотвращающего промерзание трубных пучков в аварийной ситуации. Нагрев приточного воздуха в блоке газовых теплообменников происходит за счет рекуперативного теплообмена со сжигаемым на горелках природным газом, который подается из газовой системы агрегата. Далее нагретый приточный воздух через систему воздуховодов и воздушных клапанов подается к потребителям ГПА. В теплый период года агрегат работает в режиме вентиляции, приточный воздух проходит через блок воздуховодов с жидкостным теплообменником без нагрева. Управление режимами работы агрегата и электроснабжение его потребителей осуществляется шкафом управления и электропитания.
В процессе работы агрегат тепловентиляционный обеспечивает выполнение следующих основных функций:
- воздушное отопление и вентиляция блочно-модульных конструкций, предпусковое отопление и вентиляция блока газотурбинного двигателя, подачи нагретого воздуха для противообледенительной системы воздухоочистительного устройства;
- управление и регулирование режимами обогрева и вентиляции;
- формирования и передачи сигналов о состоянии агрегата;
- контроль технологических параметров с целью обеспечения безопасной работы агрегата;
Описание работы и основных частей блок-бокса приведено на фиг. 1.2:
1 - блок нагнетания, 2 - модули с канальными вентиляторами, 3 - блок воздуховодов с газовым теплообменником, 4 - блок воздуховодов с жидкостным теплообменником, 5 - газовая система, 6 - теплофикационная система, 7 - водяной контур (контура с сетевой водой), 8 - этиленгликолевый контур, 9 - система сбросных (продувочных) свечей, 10 - секция подачи воздуха в противообледенительную систему, 11 - секция подачи воздуха в укрытие и на предпусковой нагрев, 12 - шкаф управления и электропитания.
Блок-бокс предназначен:
- для защиты расположенных в нем систем и оборудования агрегата от воздействия окружающей среды;
- для поддержания заданного микроклимата внутри контейнера независимо от температуры атмосферного воздуха в любое время года согласно климатическим условиям места строительства;
- для создания безопасных условий персоналу при обслуживании оборудования агрегата.
Примечание. Постоянное присутствие обслуживающего персонала в блок-боксе не предусматривается. Обслуживание оборудования выполняется во время регламентных работ на ГПА. Контроль технического состояния при эксплуатации производится во время регламентного обхода сменным персоналом.
Конструктивно блок-бокс представляет собой сварную пространственную стальную раму, обшитую гофрированным листом. Ограждающие конструкции выполнены трехслойными: стальной лист - минераловатная плита - стальной лист. Кровля контейнера выполнена двухскатной. На крыше контейнера имеются закладные площадки для крепления мачты дымохода.
В стеновых панелях выполнены узлы прохода, обеспечивающие вход (выход) инженерных коммуникаций в соответствии с габаритным чертежом.
Для входа в секцию обслуживания в контейнере предусмотрена металлическая утепленная дверь с двойным уплотняющим контуром. Для монтажа оборудования предусмотрена съемная технологическая панель.
Блок-бокс агрегата оснащен погодными козырьками, снегозадерживающими устройствами и водосточной системой с электрообогревом.
Контейнер изделия имеет грузозахватные приспособления в местах обеспечивающих применение стандартных строп.
Блок нагнетания предназначен:
- для подачи наружного воздуха в блок воздуховодов жидкостного теплообменника;
- для управления подаваемыми входными воздушными потоками.
Блок нагнетания включает в себя модули с канальными вентиляторами, установленными в шумозащитных кожухах на виброопорах, соединенных гибкими вставками с системой воздуховодов и воздушных клапанов.
Наружный воздух засасывается через воздухозаборные отверстия канальными вентиляторами и распределяется в зависимости от заданного режима работы посредствам системы воздуховодов и воздушных клапанов в блок воздуховодов жидкостного теплообменника. Блок нагнетания обеспечивает работу в режиме «Вентиляция».
Блок воздуховодов с жидкостным теплообменником.
Блок воздуховодов с жидкостным теплообменником предназначен для непрямого нагрева приточного воздуха этиленгликолем.
Блок состоит из теплообменного модуля, воздуховодов и воздушных клапанов.
Примечание. Блоки воздуховодов с жидкостным и газовым теплообменниками соединены гибкой вставкой через воздушный клапан.
Горячий этиленгликоль, поступающий внутрь трубных пучков теплообменника из теплофикационной системы, нагревает его стенки. Приточный воздух подается внутрь теплообменной секции, после чего он нагревается, проходя вокруг оребренных трубных пучков теплообменника.
Нагретый воздух через секцию воздуховодов подается в укрытие блочно-модульных конструкций и на предпусковой нагрев блока двигателя.
Примечание. В зависимости от заданного режима работы приточный воздух может проходить через теплообменник без нагрева (режим «Вентиляция») или нагреваясь (режим «Обогрев»).
Блок воздуховодов с газовым теплообменником.
Блок воздуховодов с газовым теплообменником предназначен для непрямого нагрева приточного воздуха природным газом.
Блок состоит из двух модулей теплообменников, установленных последовательно на общей раме, воздуховодов и воздушного клапана соединенных гибкой вставкой.
Природный газ в смеси с необходимым количеством воздуха подается горелкой в камеру сгорания, где происходит их воспламенение. Образовавшиеся продукты горения, проходя внутри трубного пучка теплообменника, нагревают его стенки и отводятся наружу через дымоход. Приточный воздух подается внутрь теплообменной секции, после чего он нагревается, проходя вокруг камеры сгорания и трубных пучков теплообменника без непосредственного контакта с продуктами горения. Нагретый воздух через секцию воздуховодов подается в противообледенительную систему или на резервный обогрев укрытия блочно-модульных конструкций.
Примечание. В зависимости от заданного режима работы приточный воздух может проходить через модули теплообменников без нагрева (режим «Вентиляция»), нагреваясь на одном или последовательно на двух теплообменниках (режим «Обогрев»).
Теплофикационная система.
Теплофикационная система обеспечивает передачу теплового потока от контура с сетевой водой к блоку воздуховодов с жидкостным теплообменником (поз. 1, фиг. 1.3) через этиленгликолевый контур.
Теплофикационная система включает в себя водяной (поз. 3, фиг. 1.3) и этиленгликолевый (поз. 2, фиг. 1.3) контуры с запорной и регулирующей арматурой, фильтрующими элементами, приборами учета тепловой энергии, датчиками давления и температуры, пластинчатым теплообменником (поз. 4, фиг. 1.3) вода - этиленгликоль, циркуляционными насосами и расширительным бачком.
Газовая система.
Газовая система обеспечивает подготовку и подачу энергоносителя (природного газа) для питания газовых горелок установленных в блоке воздуховодов с газовым теплообменником.
Газовая система включает в себя запорную и регулирующую арматуру, фильтрующие элементы, приборы учета объема газа, датчики давления и температуры.
Система сбросных (продувочных) свечей.
Система сбросных свечей предназначена для отвода газа за пределы блок-бокса при продувке газопроводов на этапе пуска-наладочных работ, при первоначальном пуске агрегата и в случае возникновения аварийной ситуации.
Система сбросных свечей состоит из трубопроводов, смонтированных на мачте дымохода и запорной арматуры.
Система дымоудаления (дымоход).
Дымоход обеспечивает отвод продуктов сгорания (дымовых газов) за пределы блок-бокса агрегата тепловентиляционного.
Система дымоудаления выполнена из двустенных сэндвич-дымоходов, смонтированных на эстакаде.
Система слива конденсата.
Система слива конденсата предназначена для отведения конденсата выделяющегося в процессе сжигания топлива в теплообменниках и при охлаждении продуктов сгорания в дымоходе.
Система слива конденсата оборудована обогревом для предотвращения образования льда.
Примечание. Обогрев системы слива конденсата включать только в холодное время года. С окончанием отопительного периода или при повышении температуры окружающей среды выше +5°С систему отключить. Включение/отключение осуществляется из шкафа управления агрегата.
Система электроснабжения и автоматического управления.
Система электроснабжения и автоматического управления обеспечивает:
- прием и распределение электрической энергии;
- коммутацию силовых цепей электроприемников в ручном и автоматическом режиме со световой индикацией состояния электроприемников на передней панели шкафа;
- формирования и передачи сигналов о состоянии исполнительных механизмов;
- управление и регулирование режимами обогрева и вентиляции;
- контроль параметров с целью обеспечения безопасной работы агрегата;
- отображения информации на панели оператора;
- сбор и хранение информации о состоянии технологического оборудования.
Система электроснабжения и автоматического управления включает в себя:
- шкафа управления и электропитания агрегата;
- первичные измерительные преобразователи;
- исполнительные механизмы.
Система пожарной автоматики и контроля загазованности.
Предназначена для непрерывного контроля, обнаружения, сигнализации и оповещения о возникновении пожара, контроля загазованности в блок-боксе агрегата, а также выдачи сигналов пожара в общую систему пожарной сигнализации и пожаротушения. Устройство система пожарной автоматики и контроля загазованности в соответствии с рабочим проектом автоматизации пожаротушения и контроля загазованности.
Системы жизнеобеспечения (освещение, вентиляция, обогрев).
Блок-бокс оборудован:
- системами рабочего и аварийного освещения, предназначенными для обеспечения требуемого уровня освещенности во время выполнения регламентных работ. При пропадании электропитания на основном вводе, автоматически включается аварийное освещение, электропитание которого осуществляется от ввода аварийного питания 220 В;
- системой вентиляции обеспечивающей трехкратный воздухообмен в секции обслуживания агрегата, и удаление из нее взрывоопасной смеси при срабатывании датчика загазованности. В состав системы вентиляции входят два взрывозащищенных вентилятора и выпускные решетки;
- системой воздушного и электрического обогрева обеспечивающими заданный температурный режим в секции обслуживания агрегата на работающем и остановленном для проведения регламентных работ агрегате соответственно. Система воздушного обогрева реализована посредствам отбора через воздушный клапан теплового воздуха из воздуховодов за теплообменниками в секцию обслуживания агрегата. Система электрообогрева выполнена на базе электрического тепловентилятора;
- системой обогрева при хранении, обеспечивающей требуемый температурный режим в блок-боксе при понижении температуры окружающей среды ниже минус 5°С. Система обогрева при хранении выполнена на базе взрывозащищенного обогревателя.
Признаки новизны полезной модели:
1. Левая торцевая стенка блок-бокса от входной группы агрегата имеет съемную панель (поз. 7, фиг. 1.1 и фиг. 2) для демонтажа оборудования. Данное решение (съемная панель) позволяет без демонтажа теплофикационной и газовой систем заменять модульное оборудование в процессе эксплуатации и ремонтов.
2. Теплофикационная система (поз. 7 и 8, фиг. 1.2 и фиг. 3) - уникальность системы передачи тепла в том, что источником внешнего тепла является внешняя котельная, которая нагревает промежуточный пластинчатый теплообменник, с которого происходит теплосъём и нагрев основного жидкостного теплообменника. Таким образом, осуществляется экономия попутного газа на обогрев блочно-модульных конструкций.
3. Реализовано решение для сброса газа при продувке с клапанных блоков в трубопроводы продувочных свечей с помощью трубок (поз. 1, фиг. 1.4 и фиг. 4). При этом решении, отсутствует стравливание остаточного газа из системы корпусов клапанных блоков в секцию обслуживания агрегата.
4. Опоры под мачту (поз. 9. фиг. 1.1 и фиг. 5) находятся на крыше блок-бокса. При реализации данного технического решения нет необходимости дополнительного фундамента под опоры.
5. Крепление продувочных свечей (поз. 2, фиг. 1.1) к мачте дымохода. При этой компоновке не требуется дополнительно опоры под свечи.