ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ

Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к водогрейным котельным.
Известна схема водогрейной котельной установки [Патент №32861 название Тепловая схема водогрейной котельной, авторы Репин Л.А., Репин А.Л.], включающая: водогрейный котел, сетевой и рециркуляционный насосы, подогреватель сырой и химочищенной воды, фильтры химводоочистки, вакуумный деаэратор, подпиточный насос, теплообменник-испаритель, турбину, электрогенератор, циркуляционный насос, конденсатор.
Схема работает следующим образом: вода из обратной линии тепловой сети смешивается с подпиточной водой и сетевым насосом подается в водогрейный котел, где осуществляется ее нагрев до 150°С. Поток горячей воды на выходе из водогрейного котла разделяется: часть теплоносителя направляется в подающую линию тепловой сети, а другая часть проходит через подогреватель химочищенной воды, затем через подогреватель сырой воды и рециркуляционным насосом подается в контур сетевой воды в трубопровод после сетевого насоса.
Сырая вода из водопровода подается в подогреватель сырой воды, проходит химводоочистку, дополнительно подогревается в подогревателе химочищенной воды и поступает в вакуумный деаэратор, после которого подпиточным насосом подается в обратную линию тепловой сети. Обратная сетевая вода под давлением, создаваемым сетевым насосом, поступает в водогрейный котел, где происходит ее нагрев. На выходе котла поток воды разделяется: первая часть потока направляется на подогрев воды до и после химводоочистки, а вторая
разделяется еще на два потока, один из которых идет к потребителю, а второй идет на нагрев и испарение низкокипящего рабочего агента в энергопроизводящем контуре, после через рециркуляционным насосом подается в обратную линию тепловой сети. Рабочий агент в свою очередь после испарения расширяется в паровом двигателе, приводящем в действие генератор, конденсируется, отдавая тепло конденсации в окружающую среду, и циркуляционным насосом снова подает в испаритель. Цикл замыкается.
Недостатком такой схемы является низкий КПД цикла электропроизводящей установки (10-12%) вследствие отвода тепла охлаждения и конденсации низкокипящего рабочего тела в окружающую среду.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение энергетической эффективности цикла электропроизводящей установки за счет исключения потерь тепла охлаждения и конденсации рабочего агента в окружающую среду, посредством использования его для частичного удовлетворения собственных нужд котельной.
Поставленная задача решается предложенной тепловой схемой водогрейной котельной, включающей водогрейный котел, сетевой и рециркуляционный насосы, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды (первой и второй ступени), систему химводоочистки, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор, подпиточный насос, расширительную машину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и циркуляционный насос, в которой выход расширительной машины связан со входом теплообменника первой ступени подогревателя химочищенной воды, в качестве которого используется охладитель рабочего агента, выход которого связан со входом подогреватель сырой воды, в качестве которого использован конденсатор рабочего агента, а
выход конденсатора через рециркуляционный насос и теплообменник-испаритель рабочего агента связан со входом расширительной машины, кроме того, трубопровод холодной воды через конденсатор, блок химводоочистки и охладитель рабочего агента связан со входом второй ступени подогревателя химочищенной воды и деаэратором.
Задача решается за счет использования тепла конденсации для нагрева воды до и после системы химводоочистки.
На фиг.1 представлена заявляемая тепловая схема водогрейной котельной, где: подогреватель сырой воды - 1, фильтры химводоочистки - 2, подогреватель химочищенной воды первой ступени - 3, подогреватель химочищенной воды второй ступени - 4, вакуумный деаэратор - 5, подпиточный насос - 6, сетевой насос - 7, водогрейный котел - 8, рециркуляционный насос - 9, теплообменник-испаритель - 10, тепловой двигатель - 11, электрогенератор - 12, циркуляционный насос - 13.
Схема работает следующим образом:
Холодная вода из водопровода, поступает в подогреватель сырой воды 1, где за счет тепла конденсации рабочего агента нагревается до заданной температуры, после чего проходит фильтры химводоочистки 2 и первую ступень подогревателя химочищенной воды 3, где нагрев происходит за счет охлаждения рабочего агента до температуры конденсации. Поток нагретой химочищенной воды поступает во вторую ступень подогревателя химочищенной воды 4, где за счет тепла котловой воды его температура доводится до заданной (75-80°С). Затем поток химочищенной воды поступает в вакуумный деаэратор 5, где происходит его дегазация, после чего подпиточным насосом 6 подается в обратную линию тепловой сети до сетевого насоса 7. Обратная сетевая вода после смешения с подпиточным потоком сетевым насосом 7 подается в водогрейный котел 8.
После водогрейного котла 8 поток разделяется: первая часть теплоносителя направляется в подающую линию тепловой сети, а другая часть проходит через подогреватель химочищенной воды второй ступени 4, и рециркуляционным насосом 9 подается в обратную линию тепловой сети. От потока, идущего к потребителю производится отбор горячей воды на теплообменник-испаритель 10 для нагрева и испарения рабочего тела. Охлажденный в теплообменнике-испарителе теплоноситель смешивается с потоком, идущим от второй ступени подогревателя химочищенной воды 4
Рабочий агент после подогрева, испарения и перегрева в теплообменнике-испарителе 10, расширяется в паровом двигателе 11, приводящем в действие генератор 12, вырабатывающий электроэнергию. Выходящий из двигателя 11 отработанный пар охлаждается до температуры конденсации в первой ступени подогревателя химочищенной воды 3, а затем конденсируется в подогревателе сырой воды 1 и с давлением, создаваемым циркуляционным насосом 13, опять поступает в теплообменник-испаритель 10. Цикл замыкается.