КОТЕЛ ПАРОВОЙ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может найти применение при проектировании водотрубных котлов.
Известен котел, выполненный из чугунных секций арочного типа, соединенных между собой посредством ниппельного соединения, часть из которых подключена к общему подводящему, а часть - к общему отводящему коллектору Л. 1.
Такой котел характеризуется повышенной массой, довольно сложной конструкцией, низким КПД и относительно низкой надежностью в эксплуатации вследствие выполнения его из чугуна, являющегося непрочным материалом в условиях резкого перепада температур.
Известен также котельный агрегат, содержащий размещенные в газоходе поверхности нагрева, выполненные из труб Л.2.
Однако, описанный в Л.2 котельный агрегат характеризуется относительно невысокой эффективностью при повышенных выбросе шламоотложений в атмосферу и расходе топлива.
Известен также котел водогрейный, содержащий выполненные из труб топочную и конвективную части, при этом топочная часть выполнена в виде пакетов из труб двух боковых, потолочного и изогнутого экранов, а конвективная часть выполнена в виде пакетов из труб с нижними раздающими и верхними собирающими коллекторами, первые из которых подключены к общему подводящему, а вторые - к общему отводящему коллекторам, при этом он содержит дополнительно введенные заглушки, установленные в нижних раздающих и верхних собирающих коллекторах, предназначенные для изменения направления воды в трубах пакетов, в местах установки заглушек размещены разделительные перегородки из жаропрочного материала, предназначенные для изменения направления движения дымовых газов из топочной части, при этом часть верхних собирающих коллекторов размещена над топочной частью и служит ее потолочным экраном, соединенным с общим коллектором, предназначенным для направления воды в боковые и изогнутые экраны топочной части Л.З.
Котел водогрейный, описанный в Л.З, обладает по сравнению с котельным агрегатом по Л.2 повышенной эффективностью благодаря увеличению циркуляции воды за счет прохождения отходящих газов через конвективную часть и обеспечения тем самым предварительного подогрева воды при уменьщении выброса пшамоотложений в атмосферу и резком снижении расхода топлива. Однако, наряду с этим, он характеризуется ограниченными функциональными возможностями вследствие возможности его использования только в водогрейном режиме и невозможности его использования в режиме парового котла.
Полезной моделью решается задача создания котла парового, характеризующегося широкими функциональными возможностями благодаря возможности применения его в режимах как парового, так и водогрейного котла, при высокой эффективности и уменьшенном выбросе шламоотложений в атмосферу.
Для решения поставленной задачи в котел водогрейный, содержащий выполненные из труб топочную и конвективную части, при этом топочная часть выполнена в виде пакетов из труб двух боковых экранов, образованных крайними секциями, изогнутого экрана, образованного средними секциями, и собирающих коллекторов средних секций, а конвективная часть выполнена в виде пакета из труб с нижними раздающими и верхними собирающими коллекторами, первые из которых подключены к общему входному, а вторые - к общему выходному коллекторам, при
этом часть верхних собирающих коллекторов размещена над топочной частью и служит ее потолочным экраном, а в нижних раздающих и верхних собирающих коллекторах в зоне соединения труб с коллекторами установлены заглушки, предназначенные для изменения направления движения воды в трубах пакетов, в местах установки заглушек размещены разделительные перегородки из жаропрочного материала, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести паросборник, соединенный с ве рхним выходным коллектором при помощи задвижки, при этом в верхних собирающих коллекторах средних секций в зоне, находящейся за пределами установки пакетов труб, расположены заглушки нижние раздающие коллекторы средних секций соединить с общим коллектором, являющимся топочным, и при помощи изогнутого экрана - с верхним выходным коллектором.
Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, представляющими собой: фиг. 1 - вид сбоку (боковой - крайней секции) котла, вид справа (правой секции) котла не представлен, так как он аналогичен приведенному на фиг. 1 с учетом зеркальности изображения, фиг. 2 - вид сверху котла, фиг. 3 - средняя секция котла, число которых может быть любым в зависимости от производственной потребности котла.
Котел содержит топочнзоо часть, состоящую из двух боковых экранов, выполненных в виде пакетов из труб 1, собирающих коллекторов 2 средних секций и изогнутого экрана, выполненного в виде пакета из труб
Пакеты из труб 1 и 3 соответственно боковых и изогнутого экранов, а также верхние собирающие коллектора 2 средних секций соединены между собой и с общим выходным коллектором 4.
При этом часть верхних собирающих коллекторов 2 размещена над топочной частью и служит ее потолочным экраном.
Конвективная часть котла также образована в виде пакетов из труб 5, соединенных с нижними раздающими коллекторами 6 и верхними собирающими коллекторами 2.
Нижние раздающие коллекторы 6 средних секций соединены с общим коллектором, являющимся топочным коллектором 7, и подключены к общему входному коллектору 8. Кроме того, нижние раздающие коллекторы 6 соединены при помощи изогнутого экрана, выполненного в виде пакета из труб 3, с верхним выходным коллектором 4.
В нижних раздающих коллекторах 6 и верхних собирающих коллекторах 2 в зоне соединения труб с коллекторами установлены заглушки 9, предназначенные для изменения направления движения воды в трубах 5 и 1 пакетов.
В местах установки заглущек 9 перпендикулярно продольной оси котла установлены разделительные перегородки 10, выполненные из жаропрочного материала, например огнеупорного кирпича, асбеста и т.п., препятствующие прямому прохождению дымовых газов из топочной части.
Верхний выходной коллектор 4 соединен с паросборником 11, предназначенным для работы котла в паровом режиме, при помощи задвижки 12.
В верхних собирающих коллекторах 2 средних секций в зоне, находящейся за пределами труб 5, установлены заглушки 13.
Выходной коллектор 4 имеет задвижку 14, предназначенную для работы котла в водогрейном режиме.
Котел работает следующим образом.
а) паровойреуким.
Вода, предназначенная для нагрева и выработки пара, поступает из отопительной системы и направляется по стрелке, выполненной пунктирной линией, в общий входной коллектор 8 (см. фиг. 1), равномерно раснределяясь по трубам 5 конвективной части и по трубам 1, образующим боковые экраны крайних секций, поднимается к верхним собирающим коллекторам 2, Благодаря наличию внутренних заглушек 9 вода движется от нижнего раздающего коллектора 6 к верхнему собирающему коллектору 2 каждой секции и обратно, т.е. циклично, перемещаясь зигзагообразно, достигает топочной части.
Отходящие газы движутся из топочной части, выполненной из труб 1, 3 соответственно боковых и изогнутого экранов, а также обтекая по верхним собирающим коллекторам 2 в направлении, противоположном направлению движения воды, по стрелке, обозначенной на фиг. 1 сплошной тонкой линией, между трубами 5 пакетов конвективной части, играющими роль газоходов, и попадают в дымоходы вытяжной трубы. Газы движутся зигзагообразно благодаря наличию разделительных перегородок 10 из огнеупорного кирпича, что значительно уменьщает выброс тепла и шламоотложений через дымовую трубу в атмосферу.
Пройдя конвективную часть, вьшолненнзпю из труб 5, и один ряд задней стенки топочной камеры, вода, нагретая до критической температуры, из верхних собирающих коллекторов 2 направляется в топочный коллектор 7, расположенный в топочной части.
При этом температура воды, поступившей к экранам, выполненным в виде труб 1 и 5 и верхних собирающих коллекторов 2 топочной части, оказывается значительно выше температуры воды, поступающей во входной коллектор 8 и находящейся в обратной системе отопления вследствие ее прохождения по конвективной части, состоящей из пакета труб 5. В результате этого вода перегревается за счет отходящих газов.
Из топочного коллектора 7 вода попадает в трубы 3 изогнутого экрана, и превращаясь в пар, поступает в выходной в выходной коллектор
4. Из выходного коллектора 4 при открытой задвижке 12 пар попадает в паросборник 11, При этом задвижка 14 находится в закрытом состоянии.
б) водогрейныйре жим.
Вода, предназначенная для нагрева, поступает из отопительной системы и направляется по стрелке, выполненной пунктирной линией, в общий входной коллектор 8 (см. фиг. 1), равномерно распределяясь по трубам 5 конвективной части и по трубам 1, образующим боковые экраны, крайних секций поднимается к верхним собирающим коллекторам 2. Благодаря наличию внутренних заглушек 9 вода от верхнего собирающего коллектора 2 каждой секции опускается к нижнему раздающему коллектору 6, перемещаясь зигзагообразно, достигает топочной части.
Отходящие газы движутся из топочной части, образуемой из труб 1, 3 - соответственно боковых и изогнутого экранов, а также верхними собирающими коллекторами 2 в направлении, противоположном направлению движения воды, по тонкой стрелке, обозначенной на фиг. 1 сплошной линией, между трубами 5 пакетов конвективной части, играющими роль газоходов, и попадают в дымоходы вытяжной трубы. Газы движутся зигзагообразно благодаря наличию разделительных перегородок 10 из огнеупорного кирпича, что значительно уменьщает выброс тепла и шламоотложений через дымовую трубу в атмосферу.
Пройдя конвективную часть 1, выполненную из труб 5, и один ряд задней стенки топочной камеры, вода из верхних собирающих коллекторов 2 через нижние раздающие коллекторы 6 средних секций из труб 5 и 1 направляется в топочный коллектор 7, расположенный в топочной части. Из топочного коллектора 7 вода через трубы 3 изогнутого экрана попадает в выходной коллектор 4 и отопительную систему. При этом задвижка 12 находится в закрытом состоянии, а задвижка 14 - в открытом. 6
Температура воды, поступившей к экранам, выполненным в виде труб 1 и 3 и верхних собирающих коллекторов 2 топочной части, оказывается значительно выше температуры воды, находящейся в обратной системе отопления вследствие ее прохождения по конвективной части, состоящей из пакета труб 5. В результате этого вода нагревается за счет отходящих газов,
В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация, изготовлен и испытан котел водогрейный в водогрейном и паровом режимах. Положительные результаты испытаний подтвердили его работоспособность, а также широкие возможности практического применения в будущем.
Относительно небольшие габариты котла, а также его универсальность позволят его применять практически в любой котельной независимо от ее назначения и размеров помещения как в паровом режиме работы, так и в водогрейном.
Литература:
1.Котел водогрейный Энергия-ЗМ с ручной топкой для каменного угля, формуляр Кт77А.ОО.ОО.ООО ФО, Нижне-Тагильское производственное объединение по производству сантехизделий, Тагилсантехника, г. Кушва, 1979 г.
2.Авт. свид. СССР № 1209990, МГЖ F 22 В 21/34, 1984 г. З.ПатентРФ№2119131,МПКР24Н1/12//Р22В21/34, 1998г.