Воздухоподогреватель-газоход
AIR HEATER - GAS DUCT

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к вспомогательному оборудованию котлов, работающих на серосодержащих топливах, и может быть использовано для создания комплексного оборудования, совмещающего функции газохода и воздухоподогревателя.
Известен газоход котла–утилизатора, внутри корпуса которого размещены ширмовые поверхности нагрева, представляющие собой трубчатые теплообменники [Патент РФ №2018047, МПК F22В 1/18, 1984].
Недостатками конструкции известного газохода являются быстрый износ ширмовых теплообменных поверхностей при наличии в дымовых газах оксидов серы из–за низкотемпературной сернокислотной коррозии, что снижает его надежность и эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является стеклопакетный воздухоподогреватель, содержащий корпус, разделенный по вертикали горизонтальными трубными досками на ярусы (каркас), в котором на каждом ярусе между горизонтальными и вертикальными трубными досками помещены пакеты стеклянных теплообменных элементов, каждый из которых включает в себя стеклоблоки с воздушными и газовыми каналами, выполненные из термостойкого малощелочного стекла с упругой прокладкой между ними, причем эти стеклоблоки уложены с образованием зазоров между ними по длине, которые образуют также газовые каналы (газоходы) [Патент РФ №2369804, МПК F23L 15/04, 2009].
Основными недостатками конструкции известного стеклопакетного воздухоподогревателя являются необходимость наличия в котельном цехе для его монтажа дополнительной площади, изготовления для его установки дополнительных отводов газохода от магистрального газохода с шиберами в них, что усложняет конструкцию и уменьшает его эффективность.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение эффективности воздухоподогревателя-газохода.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый воздухоподогреватель-газоход содержит корпус, образующий газоход, состоящий из соединенных друг с другом, секций, скомпонованных из боковых и внутренних стенок, днища, перекрытия и секционных воздушных коллекторов, выполненных из стеклоблоков, уложенных на металлический каркас, между которыми расположены упругие прокладки, причем стеклоблоки выполнены различной конфигурации, а именно: со сквозным продольным воздушным каналом; с продольным воздушным каналом, заглушенным с торца; с продольным воздушным каналом, заглушенным с торца и соединенным с одним боковым заборным отверстием; с заглушенным с торца продольным воздушным каналом, соединенным с двумя боковыми заборными отверстиями: прямыми П-образными; угловыми Г-образными; при этом заборные отверстия и воздушные каналы боковых и внутренних стенок, днища, перекрытия каждой секции сообщаются между собой и соединены со своим секционным воздушным коллектором, соответственно, который, в свою очередь, соединен через воздушный патрубок, снабженный шибером, с главным воздушным коллектором.
Предлагаемый воздухоподогреватель-газоход (ВПГХ) изображен на фиг. 1-8 (на фиг. 1, 2 - общий вид ВПГХ, на фиг. 3, 4 - поперечные разрезы ВПГХ, на фиг. 5-8 - стеклоблоки в аксонометрической проекции).
ВПГХ включает корпус 1, образующий газоход 2, состоящий из соединенных друг с другом секций 3, скомпонованных из боковых стенок 4, внутренних стенок 5, днища 6, перекрытия 7 и секционных воздушных коллекторов 8, при этом боковые и внутренние стенки 4 и 5, днище 6, перекрытие 7 выполнены из стеклоблоков 9, 10, 11, 12, секционные воздушные коллекторы 8 выполнены из стеклоблоков 13 и 14, уложенных по периметру корпуса 1, все стеклоблоки уложены на металлический каркас (на фиг. 1-8 каркас и его опоры не показаны), между ними расположены упругие прокладки 15, все стеклоблоки имеют различные конфигурации, а именно: стеклоблоки 9 выполнены со сквозным продольным воздушным каналом 16, стеклоблоки 10 - с продольным воздушным каналом 16, заглушенным с торца, стеклоблоки 11 - с продольным воздушным каналом 16, заглушенным с торца и соединенным с одним боковым заборным отверстием 17, стеклоблоки 12 - с заглушенным с торца продольным воздушным каналом 16, соединенным с двумя боковыми заборными отверстиями 17, стеклоблоки 13 - прямыми П-образными, стеклоблоки 14 - угловыми Г-образными, причем заборные отверстия 17 и воздушные каналы 16 боковых и внутренних стенок 4 и 5, днища 6, перекрытия 7 в каждой секции 3 сообщаются между собой и соединены со своим секционным воздушным коллектором 8, соответственно, который, в свою очередь, соединен через воздушный патрубок 18, снабженный шибером 19, с главным воздушным коллектором 20.
Предлагаемый ВПГХ работает следующим образом. В результате разрежения, создаваемого вентилятором (на фиг. 1-8 не показан), наружный воздух через заборные отверстия 17 стеклоблоков 11 и 12 боковых стенок 4, внутренних стенок 5, днища 6, перекрытия 7 в каждой секции 3 проходит через их воздушные каналы 16, нагревается в результате теплообмена с горячими дымовыми газами, движущимися в газоходах 3 через стенки стеклоблоков 9, 10, 11, 12, и собирается в секционных воздушных коллекторах 8, из которых через патрубки 18 поступает в главный воздушный коллектор 20, откуда подогретый до требуемой температуры воздух вентилятором (на фиг. 1-8 не показан) поступает в основной воздухоподогреватель. Одновременно дымовые газы, содержащие сернистые соединения, проходят каналы газохода 2, частично охлаждаются при этом и удаляются в дымовую трубу (на фиг. 1-8 не показана). При этом, даже при охлаждении этих газов, содержащих оксиды серы, до температуры, близкой к точке росы, с конденсацией части водяных паров, содержащихся в них, стеклоблоки 9, 10, 11, 12, 13 и 14, выполненные из термостойкого малощелочного стекла, не подвергаются сернокислотной коррозии. Температуру нагрева воздуха регулируют изменением числа работающих секций.
Живое сечение воздушных каналов 16 выбирают исходя из требуемого расхода воздуха и конструктивных характеристик стеклоблоков, длина каждой секции 3 определяется допустимой величиной аэродинамического сопротивления по воздуху, число секций определяется температурой дымовых газов и требуемой температурой нагрева воздуха, размеры стеклоблоков определяются номенклатурой строительных изделий
Таким образом, предлагаемый воздухоподогреватель-газоход позволяет проводить процессы утилизации тепла агрессивных дымовых газов одновременно, выполняя функцию газохода, что повышает экономическую и экологическую эффективность котельной установки в целом.