|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Водогрейный котел состоит из топки с горелками и содержит фронтовой, тыльный и боковые симметричные экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективными пакетами конвективной части, включенной по схеме циркуляции воды, отличающийся тем, что посередине топочного пространства размещен двусветный экран, при этом трубы двусветного экрана в верхней 0,15-0,2 части высоты топки отогнуты на 40-43 ° от вертикали, верхний и нижний коллекторы двусветного экрана размещены между верхними и нижними коллекторами фронтового и фестонного экранов соответственно, а в нижней части двусветного экрана трубы выполнены прямыми, последний по ходу газов симметричный конвективный пакет собран из труб диаметром 32 ×3 мм, подвеска экранов котла установлена над уровнем самого верхнего конвективного пакета с опоясывающими по всему периметру котла несущими балками и приваренными к экранам с подвеской к поперечным несущим балкам, которые опираются на несущие колонны водогрейного котла.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Водогрейный котел состоит из топки с горелками и содержит фронтовой, тыльный и боковые симметричные экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективными пакетами конвективной части, включенной по схеме циркуляции воды, отличающийся тем, что посередине топочного пространства размещен двусветный экран, при этом трубы двусветного экрана в верхней 0,15-0,2 части высоты топки отогнуты на 40-43 ° от вертикали, верхний и нижний коллекторы двусветного экрана размещены между верхними и нижними коллекторами фронтового и фестонного экранов соответственно, а в нижней части двусветного экрана трубы выполнены прямыми, последний по ходу газов симметричный конвективный пакет собран из труб диаметром 32 ×3 мм, подвеска экранов котла установлена над уровнем самого верхнего конвективного пакета с опоясывающими по всему периметру котла несущими балками и приваренными к экранам с подвеской к поперечным несущим балкам, которые опираются на несущие колонны водогрейного котла.
Евразийское 032077 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.04.30
(21) Номер заявки 201700395
(22) Дата подачи заявки 2017.08.02
(51) Int. Cl. F24H1/00 (2006.01) F24H 9/00 (2006.01)
(54) ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ
(31) 2016/0557.1
(32) 2016.06.28
(33) KZ
(43) 2018.01.31
(96) KZ2017/039 (KZ) 2017.08.02
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ" (KZ)
(72) Изобретатель:
Орумбаев Рахимжан Кабиевич, Кибарин Андрей Анатольевич, Орумбаева Шолпан Рахимжановна, Ходанова Татьяна Викторовна, Коробков Максим Сергеевич (KZ)
(56) RU-C1-2129243 RU-C2-2213307 US-A-2196889
(57) Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к котельной технике, в частности к водогрейным котлам, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых микрорайонов и производственных зданий. Задача изобретения - разработка надежных, эффективных и экономичных в работе маневренных водогрейных котлов на природном газе, мазуте и твердом топливе, удобных в эксплуатации и в обслуживании как в основном, так и в пиковых режимах работы. Водогрейный котел состоит из топки с горелками и содержит фронтовой, тыльный и боковые симметричные экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективными пакетами конвективной части, включенной по схеме циркуляции воды, посередине топочного пространства размещен двусветный экран, при этом трубы двусветного экрана в верхней 0,15-0,2 части высоты топки отогнуты на 40-43° от вертикали, верхний и нижний коллекторы двусветного экрана размещены между верхними и нижними коллекторами фронтового и фестонного экранов соответственно, в нижней части двусветного экрана трубы выполнены прямыми, последний по ходу газов симметричный конвективный пакет собран из труб диаметром 32*3 мм, подвеска экранов котла установлена над уровнем самого верхнего конвективного пакета с опоясывающими по всему периметру котла несущими балками и приваренными к экранам с подвеской к поперечным несущим балкам, которые опираются на несущие колонны водогрейного котла. Преимущества предлагаемой конструкции водогрейного котла с горелками ГМГ-7 заключаются в надежной, эффективной и экономичной работе котла с высоким КПД. Водогрейный котел удобен в эксплуатации и обслуживании как в основном, так и в пиковых режимах работы.
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к котельной технике, в частности к водогрейным котлам, и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых микрорайонов и производственных зданий.
Известны водогрейные котлы КВ-ГМ-50-150 и КВ-ГМ-100 (ОАО "Дорогобужкотломаш", ПО "Белгородский завод энергетического машиностроения", ПО "Сибэнергомаш" (Россия)), в топках которых отсутствует двусветный экран, при этом масса металла в сейсмостойком исполнении (до 9 баллов) с верхней подвеской водогрейного котла КВ-ГМС-50 на 89 т больше массы металла несейсмостойкого котла КВ-ГМ-50. Масса металла в сейсмостойком исполнении с верхней подвеской водогрейного котла КВ-ГМС-100 на 48 тонн больше массы котла несейсмостойкого котла КВ-ГМ-100, что приводит к удорожанию водогрейного котла КВ-ГМС-50 на 17,8 млн тенге и водогрейного котла КВ-ГМС-100 на 9,6 млн тенге по современным ценовым заявкам. Конвективная поверхность нагрева данных водогрейных котлов выполнена из шахматных пакетов труб диаметром 28x3 мм с постоянным поперечным сечением по всей высоте конвективных пакетов котла. При этом максимальная пропускная способность теплоносителя (воды) через водогрейный котел в основном режиме работы для КВ-ГМС-50 составляет 618 т/ч, а для котла КВ-ГМС-100 составляет 1235 т/ч (Справочник по котельным установкам малой производительности/Под ред. К. Ф. Роддатиса. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 488 с. ил.).
Существенными недостатками таких конструкций и схем циркуляции воды в водогрейных котлах КВ-ГМС-50 и КВ-ГМС-100 являются недостаточная радиационная поверхность (к примеру, КВ-ГМС-100 имеет Hp/Hn=11,99%), что значительно снижает тепловую эффективность нижней части конвективных пакетов труб, ограниченная пропускная способность теплоносителя, высокий уровень тепловой напряженности в первых рядах конвективных пакетов, не только при форсированном режиме работы, но и при номинальном режиме.
Наиболее близким по технической сущности являются сейсмостойкие водогрейные котлы КВ-ГМС-50 и КВ-ГМС-100 с верхней подвеской с комплектацией двумя газомазутными горелками РГМГ-20 с поперечным сечением топки FT=3,77x5,82=21,99 м2. Второй вариант водогрейного котла КВ-ГМ-50 с сейсмической устойчивостью до 3 баллов без подвески и комплектацией двумя газомазутными горелками РГМГ-20 и поперечным сечением топки FT=4,16x5,69=23,69 м2. Для водогрейного котла КВ-ГМС-100 (комплектуется тремя горелками РГМГ-30) поперечное сечение топки составляет FT=6,2x5,69=35,3 м2. Данные серийные котлы скомпонованы топочными экранами без использования двусветного экрана, без модернизации конвективной части, с верхней подвеской экранов для сохранения сейсмостойкости котлов, причем конструкции каркаса известных котлов (с сейсмичностью до 9 баллов) по удельному расходу металла на единицу мощности являются самыми высокими для аналогичных котлов. Рассматриваемые водогрейные котлы состоят из топки с горелками и содержат фронтовой, тыльный и боковые симметричные экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективные пакеты конвективной части, включенные по схеме циркуляции воды, и имеют постоянную площадь поперечного сечения межтрубного пространства конвективных пакетов (диаметр труб 28x3) по всей высоте расположения пакетов на расстоянии (по высоте) 5,3 м, которая выбрана из расчетов по нормативному методу так, чтобы средняя скорость газов в межтрубном пространстве составляла порядка 10 м/с±15%, и обусловлена оптимальным теплосъемом и приемлемым аэродинамическим сопротивлением пакетов котла (Отраслевой каталог. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. - М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1992. - 200 с; Каталог для проектирования. Котлы водогрейные мощностью от 11,63 до 209 МВт. Дорогобужкотломаш. - т.
2, 2007, с. 29-42).
Существенные недостатки конструктивной схемы известных водогрейных котлов КВ-ГМС-50 и КВ-ГМС-100 - это отсутствие оптимизации конструкций топки с мощными газомазутными горелками РГМГ-20 и РГМГ-30 по тепловой эффективности и экологическим показателям; недостаточный отбор тепла в пределах топочного объема, обусловленного низкой тепловой эффективностью топочных экранов; высокая удельная масса расхода металла на единицу мощности и недостаточно высокий КПД водогрейного котла.
Задача изобретения - разработка надежных, эффективных и экономичных в работе маневренных водогрейных котлов на природном газе, мазуте и твердом топливе, удобных в эксплуатации и в обслуживании как в основном, так и в пиковых режимах работы.
Технический результат изобретения - новые маневренные водогрейные котлы на природном газе, мазуте и твердом топливе с двусветным экраном и с увеличенным числом горелок, которые оптимизированы под конструкцию топки по тепловой эффективности и экологическим показателям, снижение удельной массы расхода металла на единицу мощности, оптимальная схема циркуляции теплоносителя с увеличенной пропускной способностью теплоносителя, надежная работа как в основном, так и в пиковых режимах, а также увеличение тепловой мощности котла ПТВМС-30 до 63,8 МВт (55 Гкал/ч) с возможностью размещения в ячейке водогрейного котла ПТВМ-30 МС и котла КВ-ГМС-100 до 145 МВт (125 Гкал/ч) с привязкой к существующим технологическим схемам в существующих проектах котельных и ТЭЦ взамен устаревших конструкций ПТВМ-30МС и КВ-ГМС-50.
Для достижения технического результата водогрейный котел состоит из топки с горелками и со
держит фронтовой, тыльный и боковые симметричные экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективными пакетами конвективной части, включенной по схеме циркуляции воды, в соответствии с изобретением посередине топочного пространства размещен двусветный экран, при этом трубы двусветного экрана в верхней 0,15-0,2 части высоты топки отогнуты на 40-43° от вертикали, верхний и нижний коллекторы двусветного экрана размещены между верхними и нижними коллекторами фронтового и фестонного экранов соответственно, в нижней части двусветного экрана трубы выполнены прямыми, последний по ходу газов симметричный конвективный пакет собран из труб диаметром 32x3 мм, подвеска экранов котла установлена над уровнем самого верхнего конвективного пакета с опоясывающими по всему периметру котла несущими балками и приваренными к экранам с подвеской к поперечным несущим балкам, которые опираются на несущие колонны водогрейного котла. Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлено продольное сечение водогрейного котла с четырьмя горелками ГМГ-7 на левом экране, с одним двусветным экраном посередине топки и подвеской опоясывающих несущих балок на уровне верхнего конвективного пакета.
На фиг. 2 представлено поперечное сечение по А-А и по Б-Б по фиг. 1 водогрейного котла с подвеской опоясывающих несущих балок на уровне верхнего конвективного пакета и с увеличенным диаметром труб последнего конвективного пакета.
На фиг. 3 представлена гидравлическая схема циркуляции воды водогрейного котла КВ-ГМС-55 по фиг. 1 в основном режиме с расходом воды через котел более 700 т/ч и входной температурой 70°С.
На фиг. 4 представлена гидравлическая схема циркуляции воды водогрейного котла КВ-ГМС-55 по фиг. 1 в пиковом режиме с расходом воды через котел более 1400 т/ч и входной температурой 110°С.
Водогрейный котел содержит входной нижний коллектор 1 фронтового экрана 2 вместе с верхним коллектором 3, верхний коллектор 4 левого бокового экрана 5 вместе с нижним коллектором 6, нижний коллектор 7 двусветного экрана 8 вместе с верхним коллектором 9, верхний коллектор 10 правого бокового экрана 11 вместе с нижним коллектором 12, нижний коллектор 13 фестонного экрана 14 вместе с верхним коллектором 15, верхний коллектор 16 тыльного экрана 17 вместе с нижним коллектором 18, нижний коллектор 19 с левыми конвективными пакетами секций 20 вместе со средним коллектором 21 и с верхним коллектором 22, нижний коллектор 23 с правыми конвективными пакетами секций 24 вместе со средним коллектором 25 и с верхним коллектором 26, выходные симметричные трубы 27, перегородки 28, заглушки 29, опоясывающие несущие балки 30, подвески 31, несущую раму 32, колонны 33, горелки 34 с воздушными коробами 35.
Конструктивно в котле все коллекторы 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 21, 22, 23, 25 и 26 расположены горизонтально, а соответствующие указанным коллекторам топочные экраны 2, 5, 8, 11, 14 и 17 расположены вертикально, причем трубы верхних конвективных пакетов 20 и 24 с диаметром 28x3 мм, а самого нижнего пакета с диаметром 32x3 мм расположены горизонтально. Трубы двусветного экрана 8 отогнуты на 40-43° от вертикали к верхнему коллектору 9, размещенному горизонтально между коллекторами 3 и 15 фронтового экрана 2 и фестонного экрана 14. В нижней части двусветного экрана 8 трубы выполнены прямыми, при этом отношение радиационной поверхности нагрева Hp с установленным одним двусветным экраном к полной поверхности нагрева котла Hn составляет 22,5% для нового котла КВ-ГМС-55 с восемью горелками ГМГ-7 и 16,22% для нового котла КВ-ГМС-125 с 16 горелками ГМГ-7. Поперечное сечение последнего конвективного пакета уменьшено на 14,3% относительно остальных верхних конвективных пакетов с трубами диаметром 28x 3 мм.
Выполнение крепления вертикально расположенных экранов 2, 5, 11, 17 с симметричными конвективными секциями 20 и 24, размещенными горизонтально, к опоясывающим несущим балкам 30, расположенным горизонтально, и подвеске 31, размещенной вертикально к несущей раме 32, размещенной горизонтально и опирающейся на вертикальные колонны 33 с размещением на уровне самого верхнего симметричного горизонтально размещенного конвективного пакета 20 и 24, позволяет сократить расход металла на 89 т для котла КВ-ГМС-50 и 48 т для водогрейного котла КВ-ГМС-125 с сохранением сейсмической устойчивости котла до 9 баллов.
Водогрейный котел работает следующим образом.
В основном режиме работы по фиг. 1-3 водогрейного котла КВ-ГМ-55-150 вода с температурой 70°С и с расходом до 700 м3/ч поступает в котел параллельно двумя потоками к нижнему коллектору 1 фронтового экрана 2 и поднимается вверх по нему до верхнего коллектора 3, из верхнего коллектора 3 поток воды перепускается в верхний коллектор 4 левого бокового экрана 5, далее поток воды опускается по левому боковому экрану 5 и попадает в нижний коллектор 6, из нижнего коллектора 6 вода попадает в нижний коллектор 7 двусветного экрана 8, по которому вода поднимается до верхнего коллектора 9, из верхнего коллектора 9 поток воды поступает в правый верхний коллектор 10 правого бокового экрана 11, далее вода опускается по правому боковому экрану 11 до нижнего коллектора 12, из которого попадает в нижний коллектор 13 фестонного экрана 14 и поднимается до верхнего коллектора 15, из верхнего коллектора 15 вода поступает в верхний коллектор 16 с перегородкой 29 по середине коллектора 16 и разделяется на две равные части, опускаясь по тыльному экрану 17 двумя параллельными потоками, вода по
ступает в нижний коллектор 18 тыльного экрана 17, и далее половина потока воды 350 м3/ч попадает в нижний коллектор 19 левой конвективной секции с пакетами 20, далее половина потока продолжает подниматься до среднего коллектора 21 и далее до верхнего коллектора 22 левой конвективной секции 20, из которой половина потока воды выводится из котла симметричной выходной трубой 27, а вторая симметричная половина потока воды из правой половины нижнего коллектора 18 тыльного экрана 17 попадает в нижний коллектор 23 правой конвективной секции с пакетами 24, далее вторая половина потока поднимается к среднему коллектору 25, из него поступает в верхний коллектор 26 и из него выводится из котла симметричной выходной трубой 27, за пределами котла два потока воды объединяются и с расходом 700 м3/ч подаются в сеть.
В известных водогрейных котлах КВ-ГМ-50 и КВ-ГМ-100 отношение радиационной поверхности Hp=245 и 325 м2 к полной поверхности Hn=1223 и 2385 м2 (Hp/Hn) составляет соответственно 16,68 и 11,99%. Поэтому большая часть тепла от факела в топке не успевает восприниматься радиационной поверхностью нагрева Hp и направляется на конвективные пакеты труб. При номинальном режиме и при необходимых форсированных режимах работы таких котлов первые ряды труб конвективных пакетов не воспринимают большее количества тепла и часто выходят из строя, такая неэкономичная работа значительно снижает эффективную работу котла.
В серийных водогрейных котлах этим объясняется низкая тепловая эффективность конвективной части, так как в расчетах усредняется температура газов по высоте конвективных пакетов, где температура газов падает существенно (от 950 до 160°С) и резко снижается реальный объем газов в конце конвективных пакетов в пределах в 3-5 м, что и приводит к снижению скорости газов, а следовательно, и к резкому снижению коэффициента теплоотдачи газов, который и без того имеет на два порядка меньшее значение, чем коэффициент теплоотдачи воды к внутренним стенкам труб в конвективных пакетах. Все тепловые расчеты водогрейных и энергетических котлов выполняют с усреднением температуры газового потока в пределах конвективных пакетов по высоте от 3 до 5 м, а сами конвективные пакеты труб по заводским условиям компонуются с постоянными относительными поперечными и продольными шагами расположения труб относительно друг друга. Поэтому в пределах конвективных пакетов живое сечение для прохода газов постоянно по всей высоте во всех серийных котлах.
Предлагаемая конструкция водогрейного котла с двусветным экраном позволяет увеличить тепловую мощность котлов КВ-ГМС-55 и КВ-ГМС-125 соответственно до 63,8 и 145 МВт, повысить надежность работы радиационных и конвективных поверхностей нагрева за счет увеличения теплосъема в пределах топки и увеличения скорости газового потока путем уменьшения поперечного сечения в последнем конвективном пакете по ходу газов.
Сужение поперечного сечения необходимо реализовывать в пределах высоты непосредственно последнего конвективного пакета труб, а при тепловых и аэродинамических расчетах рекомендуется принимать среднюю величину скорости газов во всех конвективных пакетах, что и постулируется в Нормативном методе.
Радиационная поверхность с двусветным экраном (16,22 и 22,5%) с установкой по четыре горелки ГМГ-7 в каждой половине разделенной топки для КВ-ГМС-55 и по восемь горелок в каждой половине разделенной топки для КВ-ГМС-125 позволяет снимать дополнительное количество тепла в пределах топки нового котла. Установка двусветного экрана эффективна как при сжигании мазута с яркосветя-щимся факелом, так и при сжигании природного газа со слабосветящимся факелом, так как при этом не происходит заметного уменьшения толщины газового слоя (s=2,5), и коэффициент лучистого теплообмена ал остается на прежнем уровне. Увеличение же поперечного сечения топки котла КВ-ГМ-100 до 35,3 м2 по всей высоте не дает большой величины теплосъема в пределах топки при сжигании природного газа со слабосветящимся факелом. Максимум лучистого коэффициента теплоотдачи ал для мазутного факела в топочном объеме котла КВ-ГМ-100 достигается при меньших температурах потока газа. Этот факт показывает правомочность установки двусветного экрана по середине топки и нецелесообразность сохранения такой большой величины поперечного сечения топки до 35,3 м2, которое было обусловлено установкой мощных горелочных устройств, какими являются РГМГ-20 и РГМГ-30, длина факела которых затягивается на большое расстояние и требовало от разработчиков увеличения поперечного сечения топки. Установка же восьми газомазутных горелок типа ГМГ-7 на водогрейном котле КВ-ГМС-55 и 16 горелок ГМГ-7 на водогрейном котле КВ-ГМС-125 существенно улучшают качество смесеобразования и сжигания в пределах топки как природного газа, так и мазута с соблюдением более высоких экологических показателей по выбросам. Логически обоснованным является повышение эффективности конвективной части новых водогрейных котлов путем уменьшения поперечного сечения в последних по ходу газов конвективных пакетах секций. Так как фактическая скорость газового потока на выходе из топки водогрейных котлов, а именно на выходе из последнего конвективного пакета, может снижаться до 3-4 м/с за счет охлаждения уходящих газов до 130-150°, взятых из тепловых расчетов.
Топливоприродный газ или мазут подаются в топку через восемь горелок 34 типа ГМГ-7 по четыре с каждого бокового левого 5 и правого 11 экранов для водогрейного котла КВ-ГМС-55, а воздух к каждой горелке подается по коробам 35. Для водогрейного котла КВ-ГМС-125 природный газ или мазут по
дается в топку через 16 горелок 34, расположенных по восемь штук на двух противоположных боковых экранах котла 5 и 11.
В пиковом режиме работы водогрейного котла КВ-ГМ-55 по фиг. 4 удвоенный поток воды с расходом 1400 м3/ч поступает в котел двумя раздельными потоками, половина потока с расходом воды 700 м3/ч и температурой воды 110°С поступает двумя входными трубами в нижний коллектор 1 и поднимается по фронтовому экрану 2 до верхнего коллектора 3, из верхнего коллектора 3 вода поступает в верхний коллектор 4 левого бокового экрана 5 и опускается в нижний коллектор 6, из нижнего коллектора 6 поток попадает в нижний коллектор 7 двусветного экрана 8 и поднимается до верхнего коллектора 9, из верхнего коллектора 9 вода перепускается в верхний коллектор 10 правого бокового экрана 11, из которого поступает в нижний коллектор 12, из нижнего коллектора 12 вода поступает в нижний коллектор 13 фестонного экрана 14, из фестонного экрана 14 вода попадает в верхний коллектор 15 и далее выводится из котла.
Вторая часть потока воды с температурой 110°С с расходом 700 м3/ч подается в верхний коллектор 16 тыльного экрана 17, опускаясь по которому поток воды попадает в нижний коллектор 18 с перегородкой 28 и разделяется на два равных потока воды по 350 м3/ч. Левая половина потока воды с расходом в 350 м3/ч попадает в нижний коллектор 19 левой конвективной секции с пакетами 20, далее половина потока продолжает подниматься до среднего коллектора 21 и далее до верхнего коллектора 22 левой конвективной секции 20, из которой половина потока воды выводится из котла симметричной выходной трубой 27. А вторая симметричная половина потока воды с расходом 350 м3/ч из правой половины нижнего коллектора 18 тыльного экрана 17 попадает в нижний коллектор 23 правой конвективной секции с пакетами 24, далее вторая половина потока поднимается к среднему коллектору 25, из него поступает в верхний коллектор 26 и из него выводится из котла симметричной выходной трубой 27, за пределами котла два потока воды соединяются и с расходом 700 м3/ч объединяются с первой половиной потока воды 700 м3/ч топочной части котла и с общим расходом 1400 м3/ч подаются в сеть.
Установка внутри топки новых водогрейных котлов КВ-ГМС-55 и КВ-ГМС-125 одного двусветного экрана позволила увеличить отношение радиационной поверхности к полной поверхности Hp/Hn соответственно до 22,5 и 16,22%. Соответственно увеличилась надежность тепловой защиты первых рядов труб в самом верхнем конвективном пакете, что позволило довести тепловую мощность котла до 63,8 МВт (55Гкал/ч) и до 145МВт (125 Гкал/ч).
При этом тепловые мощности водогрейного котла 63,8 и 145МВт складываются из дополнительного теплосъема одним двусветным экраном и увеличения теплоотдачи за счет сохранения скорости потока путем уменьшения поперечного сечения последнего по ходу газов симметричного конвективного пакета 20 и 24. Общее гидравлическое сопротивление котла по воде в контуре не увеличивается относительно основного режима, из-за увеличения количества экранных труб в каждом ходе и путем параллельного включения симметричных конвективных пакетов секций 20 и 24 по воде.
Схема циркуляции воды в водогрейном котле с расположением одного двусветного экрана посередине топки с установкой восьми горелок ГМГ-7 для КВ-ГМС-55 и 16 горелок для котла КВ-ГМС-125 более эффективна и удобна в условиях эксплуатации, достаточно маневренна, проста в обслуживании и ремонте котла. При проведении ремонтных работ не требуют больших затрат и крупных подъемных механизмов для осмотра и ремонта двусветного экрана.
Изобретение подтверждается тепловыми, гидравлическими и аэродинамическими расчетами, обосновывается прирост тепловой мощности котла за счет увеличения радиационной поверхности Hp в пределах топки и увеличения отношения радиационной поверхности Hp к общей поверхности котла Hn до 22,6% для котла КВ-ГМС-55 и до 16,22% для котла КВ-ГМС-100, а также увеличения эффективности конвективной поверхности нагрева путем установки труб диаметром 32x3 мм в последнем конвективном пакете по ходу газов.
Установка опоясывающих несущих балок 30 по периметру котла на уровне верхних конвективных пакетов, закрепленных подвесками 31, которые закреплены к несущей раме 32 по периметру котла, и опирающихся на колонны 33, позволила сократить расход металла для котла КВ-ГМС-55 на 89 т, а в водогрейном котле КВ-ГМС-100 на 48 т.
Тепловыми и гидравлическими расчетами показано, что при входной температуре воды 70°С в теп-лонапряженных фронтовом, двусветном и фестонном экранах выполняется восходящее движение воды как в основном, так и в пиковом режиме работы, что повышает надежность работы экранов. Выполнение восходящего противоточного движения воды движению газов в симметричных конвективных пакетах секций увеличивает теплоотдачу и эффективную работу конвективной части котла в основном и пиковом режимах.
Повышается надежная работа водогрейного котла с минимальными температурными перекосами с минимальными тепловыми и механическими напряжениями всех трубных экранов в топке котла. В пределах топочного объема водогрейного котла с двусветным экраном и новой схемой циркуляции воды снимается наибольшее количество тепла. Увеличение теплоотдачи нижнего пакета конвективной секции позволяет снизить температуру уходящих газов на выходе из котла на 35-45°С и увеличить КПД котла до
Предлагаемый новый водогрейный котел с рассмотренными схемами циркуляции воды увеличивает тепловую эффективность работы водогрейного котла и его мощность в 1,15 раза для КВ-ГМС-55 и в 1,25 раза для водогрейного котла КВ-ГМС-100.
Преимущества предлагаемой новой конструкции водогрейного котла с горелками ГМГ-7 заключаются в надежной, эффективной и экономичной работе котла с высоким КПД.
Водогрейный котел удобен в эксплуатации и в обслуживании как в основном, так и в пиковых режимах работы.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
о tL^
Водогрейный котел состоит из топки с горелками и содержит фронтовой, тыльный и боковые симметричные экраны с верхними и нижними коллекторами и конвективными пакетами конвективной части, включенной по схеме циркуляции воды, отличающийся тем, что посередине топочного пространства размещен двусветный экран, при этом трубы двусветного экрана в верхней 0,15-0,2 части высоты топки отогнуты на 40-43° от вертикали, верхний и нижний коллекторы двусветного экрана размещены между верхними и нижними коллекторами фронтового и фестонного экранов соответственно, а в нижней части двусветного экрана трубы выполнены прямыми, последний по ходу газов симметричный конвективный пакет собран из труб диаметром 32x3 мм, подвеска экранов котла установлена над уровнем самого верхнего конвективного пакета с опоясывающими по всему периметру котла несущими балками и приваренными к экранам с подвеской к поперечным несущим балкам, которые опираются на несущие колонны водогрейного котла.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032077
- 1 -
(19)
032077
- 1 -
(19)
032077
- 1 -
(19)
032077
- 4 -
94%.
032077
- 5 -
032077
032077
- 7 -
|
