КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ

Заявляемое решение относится к теплоэнергетике, а именно к водогрейным водотрубным котлам, работающим на газе, мазуте или дизельном топливе, предназначенным для теплоснабжения промышленных и жилых помещений.
Известен котел водогрейный, содержащий топочную камеру с пятью топочными экранами, два из которых боковые, а три других - двойного облучения, с вертикально расположенными трубами, делящими камеру на четыре отсека, потолочный экран, конвективный блок, размещенный в газоходе и отделенный от топочной камеры перегородкой (см. кн. Ю.Л.Гусев. Основы проектирования котельных установок. - М.: Издательство литературы по строительству, 1973, с.48-51).
Недостатком данного котла является его недостаточно высокая эффективность теплосъема.
Наиболее близким к заявляемому котлу является котел водогрейный, описанный в патенте РФ (19) RU (11) 2238479 (13) С1, (51) 7 F24H 1/00, F24H 1/12. Данный котел водогрейный содержит топочную камеру с пятью топочными экранами, два из которых боковые, а три других - двойного облучения с вертикально расположенными трубами, делящими камеру на четыре отсека. Также имеется потолочный экран, конвективный блок, размещенный в газоходе и отделенный от топочной камеры перегородкой. Эта перегородка выполнена в виде экрана, который имеет правый и левый вертикальные коллекторы, соединенные между собой горизонтальными трубами, при этом верхняя часть левого вертикального коллектора герметично соединена с верхним коллектором потолочного экрана, а его нижняя часть - с верхним коллектором левого бокового экрана, а правый вертикальный коллектор заглушен с торцов.
Недостатком данного котла также является его недостаточно высокая эффективность теплосъема.
Техническим результатом от использования данного котла является повышение эффективности теплосъема, достигнутое за счет дополнительно установленного подового и фронтального экранов, и наличия одного экрана двойного облучения с вертикально расположенными трубами перед тыльным экраном, а также за счет установки глухой перегородки между потолочным экраном и экраном двойного облучения.
Экран двойного облучения с вертикально расположенными трубами находится в зоне максимально высокой температуры топочной камеры.
Благодаря наличию этих экранов создается дополнительная поверхность, участвующая в радиационном, лучистом и конвективном теплообмене.
Описание заявляемого технического решения
Заявляемый котел выполнен в виде конструкции из двух камер - топочной и конвективной, и включает в себя одиннадцать экранов, которые в свою очередь, состоят из стальных круглых труб, соединенных между собой перепускными патрубками. При этом в котле имеется входная и выходная трубы, через которые в котел входит холодная вода, соответственно, выходит горячая вода.
Топочная камера содержит семь экранов - тыльный экран, экран двойного облучения с вертикально расположенными трубами, подовый экран, фронтальный экран с горелочным окном и потолочный - в котором расположен взрывной клапан.
Все экраны котла соединены между собой перепускными патрубками. Также перепускные патрубки соединяют экранные трубы в каждом экране. Торцы труб, расположенных в топочной и конвективной камерах, заглушены. Трубы всех экранов, кроме экрана двойного облучения, соединены между собой металлическими перегородками.
Для повышения аэродинамической эффективности конструкции данного котла между экраном двойного облучения и потолочным экраном установлена глухая перегородка, перекрывающая нежелательный доступ дымовых газов в пространство между экранами двойного облучения и потолочным.
Конвективная камера состоит из четырех экранов - так называемых экономайзеров, по трубам которых проходит сетевая вода, поступающая из входного коллектора.
На Фиг.1 изображен котел в разрезе (вид сбоку); на Фиг.2 - вид котла сверху; на Фиг.3 - движение воды по трубам в экранах котла, где;
1 - горелка;
2 - топочная камера;
3 - экран подовый;
4 - экран фронтальный;
5 - экран потолочный;
6 - экран двойного облучения;
7 - экран тыльный;
8 - экономайзер 1;
9 - экономайзер 2;
10 - экономайзер 3;
11 - экономайзер 4;
12 - взрывной клапан;
13 - выход дымовых газов;
14 - входной коллектор;
15 - выходной коллектор.
Котел работает следующим образом: вода поступает через входной коллектор 14 (Фиг.1 - Фиг.3). Через экономайзеры 11-8, соединенные последовательно, эта вода достигает тыльного экрана 7. Такое соединение экранов выполнено для того, чтобы вода, в необходимом количестве равномерно нагревалась в котле, и не вскипала в его трубах. Нагретая вода выводится из котла через выходной коллектор 15, пройдя через трубы тыльного экрана 7 и экрана двойного облучения 6. Наличие экранов топочной камеры 2: потолочного 5, фронтального 4 и подового 3 обеспечивает наибольшее улавливание тепловой энергии, выделяемой в топочной камере 2 при сжигании топлива.
В топочной камере происходит движение топочных газов прямо по направлению к экрану двойного облучения и тыльному экрану параллельно пламени горелки.
Далее из топочной камеры газы поступают в канал между тыльным экраном и первым экраном экономайзера и движутся сверху-вниз.
В конвективной камере дымовые газы проходят вдоль экранов внутри котла, меняя пять раз направление движения от одного прохода к другому. Сначала газы поступают в канал между первым экраном экономайзера и вторым экраном экономайзера и движутся снизу-вверх. Далее газы поступают в канал между вторым и третьим экранами экономайзера и движутся сверху-вниз. В итоге - газы поступают в канал между третьим и четвертым экранами экономайзера и движутся снизу-вверх. За это время газы максимально отдают свое тепло, нагревая трубы с проходящей по ним водой, и уходят в систему газоудаления.
3
Котел мощностью 0,3 МВт имеет размеры: 2000×1050×1900 мм.
3
Котел мощностью 2,5 МВт имеет размеры: 5085×2200×3140 мм.
Температура уходящих газов - около 170°С, температура воды в выходном коллекторе - около 115°С.
КПД котлов - не менее 92%.