ПАРОГЕНЕРАТОР С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к парогенераторам с водотрубными змеевиками с принудительной рециркуляцией воды.
Известен парогенератор, содержащий корпус в котором расположена камера сгорания и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика, сепаратор пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного змеевика, а выход с потребителем пара вспомогательное оборудование, включающее систему подачи топлива с горелкой, систему подачи воздуха в камеру сгорания с вентилятором, запальное устройство, систему подачи воды в змеевик, систему отвода пара от сепаратора к потребителю, и систему отвода продуктов сгорания (см. патент Российской Федерации №2246661 МПК F 22 В 27/06, опубликованный 20.02.2005).
2
Недостаток известного технического решения состоит в том, что в нем происходит неполное сгорание углеводородного топлива, что приводит к образованию продуктов неполного сгорания топлива - прежде всего СО и окислов серы и азота. Неполное сгорание топлива приводит к недостаточно высокому коэффициенту полезного действия, кроме того, известный парогенератор обладает повышенными габаритами из-за того, что отсутствует принудительная циркуляция между змеевиком и паровым сепаратором, что влечет за собой увеличение размеров парового сепаратора и всего парогенератора в целом.
Техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение продуктов неполного сгорания топлива, повышение коэффициента полезного действия (КПД) парогенератора и уменьшение габаритов парогенератора.
Заявленный технический результат достигается тем, что парогенератор с принудительной рециркуляцией воды, содержащий корпус в котором расположена камера сгорания и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика, сепаратор пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного
змеевика, а выход - с потребителем пара, вспомогательное оборудование, включающее систему подачи топлива с горелкой, систему подачи воздуха в камеру сгорания с вентилятором, запальное устройство, систему подачи воды, систему отвода пара от сепаратора к потребителю, и систему отвода продуктов сгорания, согласно полезной модели, система подачи воздуха снабжена озонатором, а сепаратор в нижней части снабжен патрубком отвода конденсата, сообщенным с входом рециркуляционного насоса системы подачи воды в водотрубный змеевик
Секция водотрубного змеевика может быть расположена вокруг горизонтальной оси симметрии горелки.
Система подачи воды может быть сообщена с нижней частью сепаратора пара.
На дне сепаратора пара может быть установлен продувочный клапан.
Запальное устройство может быть выполнено в виде запальной горелки и запальной свечи.
Система подачи топлива может быть выполнена с возможностью подачи в камеру сгорания жидкого углеводородного топлива или газообразного углеводородного топлива.
На чертеже показана принципиальная схема парогенератора и вспомогательного оборудования.
Парогенератор с принудительной рециркуляцией воды содержит корпус 1, в котором расположена камера сгорания 2 и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика 3, сепаратор 4 пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного змеевика 3, а выход с потребителем пара. Вспомогательное оборудование включает систему подачи топлива с горелкой 5, систему подачи воздуха в камеру сгорания 2 с нагнетательным вентилятором 6, запальное устройство, систему подачи воды в змеевик, систему отвода пара от сепаратора к потребителю и систему отвода продуктов сгорания. Система подачи воздуха снабжена озонатором 7, установленным в системе подачи воздуха нагнетательного вентилятора.
Сепаратор 4 пара снабжен патрубком отвода конденсата, сообщенным с входом рециркуляционного насоса 8 системы подачи воды в водотрубный змеевик 3. Секция водотрубного змеевика 3 расположена вокруг горизонтальной оси симметрии горелки 5. Система подачи воды может быть сообщена с нижней частью сепаратора 4 пара.
В системе подачи воздуха предпочтительно использовать промышленный озонатор фирмы Amelin Engineering (Канада).
Запальное устройство может быть выполнено в виде запальной горелки и запальной свечи, широко используемые в парогенераторах (на чертеже не показаны).
Система подачи топлива может быть выполнена в виде широко известных систем, обеспечивающих подачу в камеру сгорания жидкого углеводородного топлива или газообразного углеводородного топлива.
Парогенератор работает следующим образом. Топливо, подаваемое из горелки 5, и озонированный озонатором 7 воздух, нагнетаемый вентилятором 6 в камеру сгорания 2, при сгорании образуют высокотемпературные продукты сгорания, которые обтекают трубы змеевика 3, образуя в нем двухфазную смесь воды и пара. Пароводяная смесь поступает из змеевика 3 в сепаратор 4 пара, в котором неиспарившаяся вода отделяется от пара, и к потребителю поступает пар со степенью сухости около 99%. Сконденсированная вода, а также вода из системы питания, подаваемая в нижнюю часть сепаратора 4 пара, из сепаратора 4 пара поступает в патрубок отвода конденсата, откуда забирается рециркуляционным насосом 8 и подается в змеевик 3. Вода, поступая из сепаратора 4 пара при температуре насыщения, прокачивается рециркуляционным насосом 8 через змеевики 3 с кратностью циркуляции порядка 3,5. При этом многократная принудительная циркуляция обеспечивает относительное снижение водяного агрегата парогенератора, а следовательно и снижение габаритов сепаратора 4 пара, а следовательно и всего парогенератора. Механические примеси,
содержащиеся в отделенной воде, накапливаются на дне сепаратора 4 и выбрасываются при автоматическом открывании продувочного клапана.
Парогенератор оснащен озонатором 7 и вентилятором 6 для нагнетания воздуха для горения. Вентилятор 6 приводится в действие электрическим двигателем.
При использовании озонатора воздуха фирмы Amelin Engineering в парогенераторе электрическое поле электризует и расщепляет углеводородные радикалы топлива, обеспечивает его более тонкое электростатическое распыление в потоке воздуха, а также обеспечивает лучшее перемешивание слоев горящего пламени с окислителем, благодаря устранению двойного электрического слоя на границе факела пламени, что и приводит к ускорению и интенсификации процесса горения.
Использование озонатора позволяет получить экономию топлива не менее 2% и обеспечивает эффективный процесс горения топлива по следующим причинам:
1. При введении в дутьевой воздух горелки 5 парогенератора отрицательных ионов определенной концентрации или озона улучшается процесс сгорания газа. При этом наблюдается существенное снижение содержания окиси углерода в уходящих газах, что подтверждает явление более полного окисления топлива при ионизации.
2. Уменьшается саже образование и улучшается генерация тепла.
3. Повышается чистота поверхности нагрева и увеличивается межремонтный интервал парогенератора и комплектующих.
4. При введении в дутьевой воздух отрицательных ионов кислорода или озона увеличение коэффициента избытка воздуха дает возможность повысить КПД парогенератора не менее чем на 2%. Эта цифра определяет и процентное снижение потребляемого топлива при ионизации и озонировании воздуха.
Использование озонной технологии обработки воздуха обеспечивает повышение эффективности сжигания топлива в парогенераторе.