УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
DEVICE FOR ENLARGING ACTION TIME OF COMBUSTION PRODUCTS ON HEATING SURFACE OF BOILER PLANT

Изобретение касается устройства для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котельной установки.
Этот результат достигается изменением расположения огнеупорных кирпичей в стенке обтекания продуктами сгорания экранной и экранно-циркуляционной секций котла.
В процессе эксплуатации паровых и водогрейных котлов средней и большой мощности наиболее значительными являются потери:
- недожог газообразного и жидкого топлива;
- потери с уходящими газами;
- потери в окружающую среду.
Все эти потери влияют непосредственно на коэффициент полезного действия котельной установки, а следовательно, и на расход газообразного и жидкого топлива.
В данном изобретении рассматривается устройство для уменьшения потерь с уходящими газами.
1. Область техники, к которой относится изобретение:
теплоэнергетика.
2. Уровень техники: аналогов не установлено.
3. Задачей изобретения является уменьшение расхода газообразного и жидкого топлива.
Уменьшения потерь тепловой энергии с уходящими газами и, следовательно, уменьшения расхода газообразного и жидкого топлива можно добиться увеличением времени нахождения продуктов сгорания в топочном объеме, то есть уменьшением скорости выведения продуктов сгорания в дымоход и вытяжную трубу через боров. Уменьшение скорости движения продуктов сгорания увеличивает время воздействия продуктов сгорания на поверхность обогрева (нагрева) и, в конечном итоге, на теплоноситель (воду). Поверхностью обогрева (нагрева) называется поверхность котла, омываемая, с одной стороны, продуктами сгорания жидкого или газообразного топлива, а с другой стороны, теплоносителем (водой). В данном изобретении рассматривается лишь увеличение времени воздействия продуктов сгорания на поверхность обогрева, а уменьшение температуры выходящих газов будет означать, что задача изобретения достигнута.
Технической задачей заявляемого изобретения является разработка устройства для увеличения времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева котла.
Поставленная задача по увеличению времени воздействия продуктов сгорания газообразного и жидкого топлива на поверхность нагрева достигается следующим образом: в процессе движения продуктов сгорания в топочном объеме создается сильная турбулентность и частично разбирают переднюю и заднюю стенку котла, извлекают огнеупорный кирпич стенки, служащий для равномерного и полного воздействия продуктов сгорания на секции котла, вновь укладывают стенку, но один ряд кирпичей укладывают обычным образом, следующий ряд ставят на ребро.
Примечание: согласно "Правилам устройства и безопасной эксплуатации водогрейных и паровых котлов" один раз в год необходимо осуществлять внешний и внутренний осмотр котельных установок, что и будет выполняться в процессе решения технической задачи данного изобретения:
а) останавливают работу котла и дают ему остыть в течение 2-3 суток;
б) разбирают часть обмуровки котла на передней части котла (фронте котла) с правой и левой стороны, где расположены экранные и экранно-циркуляционные секции котла;
в) разбирают обмуровку с правой и левой стороны задней части котельной установки, где расположены экранная и экранно-циркуляционные секции котла;
г) разбирают и извлекают из пространства между экранной и экранно-циркуляционной секцией стенку из огнеупорного кирпича, предназначенную для плавного перетекания продуктов сгорания от секции к секции и далее в дымоход. Стенка состоит из кирпичей, уложенных строгими рядами один кирпич на другой по длине до определенной проектом высоты (см. Фиг.1);
д) удаляют поврежденные кирпичи из стенки и из труб котла;
ж) осматривают котел на предмет потеков, слезок, порыжения труб (означающего закипание труб);
з) устанавливают стенку таким образом, что кирпичи в ней располагают таким образом, что ряд кирпичей укладывается обычным порядком (по длине и меньшей толщине), а следующий ряд ставится на ребро (см. Фиг 2);
е) приводят котельную установку в рабочее состояние в обратном порядке.
До выполнения изменений в стенке под действием разрежения в топке котла, обеспеченным вытяжной трубой, через боров и дымоход 4, продукты сгорания плавно обтекают экранную секцию 2, далее стенку 5, обтекают экранно-циркуляционную секцию 3, поворачивают вниз в дымоход 4 и через боров и вытяжную трубу уходят в атмосферу. Движение продуктов сгорания показано на Фиг.1, оно плавное, ламинарное, и скорость его определяется величиной разрежения в топке котла, зависящем от атмосферного давления, порывов ветра, от динамического сопротивления дымохода и борова.
После выполнения работ по пункту з) движение потока продуктов сгорания становится турбулентным, завихренным, давление в нем увеличивается, скорость потока падает, а значит время воздействия продуктов сгорания на экранные 1 и экранно-циркуляционные секции 2 котла увеличивается, теплоноситель нагревается до более высокой температуры, следовательно, можно уменьшить производительность горелок, следствием чего является уменьшение расхода жидкого, газообразного и твердого топлива.
Изобретение поясняется чертежами Фиг.1 и Фиг.2, на которых под цифрами обозначены:
1 - топочный объем;
2 - экранная секция котла;
3 - экранно-циркуляционная секция котла;
4 - дымоход;
5 - стенка до изменения расположения в ней кирпичей;
6 - стенка после изменения расположения кирпичей;
7 - горелки;
8 - движение продуктов сгорания при штатном расположении кирпичей в стенке;
9 - турбулентное (завихренное) движение продуктов сгорания после установки ряда кирпичей на ребро;
10 - коллекторы секций котла.
Практическое решение заявляемого изобретения по увеличению времени воздействия продуктов сгорания на поверхность нагрева не вызывает затруднений: работы выполняются штатным обслуживающим персоналом в плановом порядке, совершенно не требуют материальных затрат, а результат значительный: температура выходящих газов из вытяжной трубы уменьшается на 25-30°С, температура теплоносителя (воды) увеличивается на 10-12°С в зависимости от колебаний разрежения в топке котла вследствие влияния атмосферных явлений. Расход газообразного топлива уменьшается на 7-10% от среднегодового расхода.
Движение продуктов сгорания газообразного топлива при его обтекании экранной секции 2, стенки 5, экранно-циркуляционной секции 3 рассматривалось с использованием цветных "дымков" через "гляделки" на фронте котельной установки. Замеры температур выходящих газов и теплоносителя осуществлялись штатным образом.