Патент на изобретение №2267697

(54) СХЕМА ПОДОГРЕВА ВОЗДУХА И ВОДЫ ДЛЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на паровых котлах, работающих как на органических топливах, так и на вторичных энергоресурсах металлургических производств (доменный и коксовый газы). Предложена схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через конденсатную установку котла с основным экономайзером котла, при этом она снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления, одна из которых – последняя по ходу дымовых газов, непосредственно сообщена с деаэратором и первым воздушно-водяным теплообменником, соединенным с подогревателем высокого давления, а другая – после подогревателя высокого давления связана с основным экономайзером высокого давления через конденсатную установку котла, кроме того, на линии, соединяющей последнюю с основным экономайзером, установлен второй воздушно-водяной теплообменник. При этом на линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник с основным экономайзером, может быть установлен газоводяной теплообменник для подогрева доменного газа. Заявляемое решение позволяет повысить надежность работы котлоагрегата за счет полного исключения в схеме подогрева воздуха элементов, подверженных коррозии при сжигании серосодержащих топлив, исключения внутренней и внешней коррозии полнопоточного дополнительного экономайзера высокого давления при подаче в него воды с температурой 150°-160°С после деаэратора Р=0,6±0,05 МПа, а также значительного снижения среднего паросодержания на выходе из основного экономайзера высокого давления при сжигании смеси топлив с большой долей доменного газа и высоковлажных топлив. Кроме того, значительно повышается экономичность котла при выбранном оптимальном соотношении величин поверхностей нагрева ступеней дополнительного экономайзера, воздушно-водяных и газоводяного теплообменников за счет снижения температуры уходящих газов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на паровых котлах, работающих как на органических топливах, так и на вторичных энергоресурсах металлургических производств (доменный и коксовый газы).

Известна схема подогрева воздуха, содержащая котел с воздухоподогревателем, калорифер предварительного подогрева воздуха теплом пара отборов и теплообменник турбопривода вспомогательных агрегатов, установленный в газоходе котла, включенный по газам параллельно воздухоподогревателю (А.С. СССР №357355, МПК F 01 K 17/00, опубликовано 27.11.1972).

Недостатком известной схемы является возможность серно-кислотной коррозии и загрязнений воздухоподогревателя и газоходов уходящих газов после воздухоподогревателя при сжигании серосодержащих топлив (высокосернистый мазут, коксовый газ и др.), а также усложнение схемы за счет установки турбопривода воздуходувки для подачи воздуха в калорифер.

Известна схема подогрева воздуха и воды, включающая деаэратор в сочетании с экономайзером высокого давления, включенным по газам параллельно воздухоподогревателю, а по воде – параллельно подогревателям питательной воды высокого давления (Л.Е.Апатовский, В.Н.Фомина, В.А.Халупович. “Подогрев воздуха на тепловых электростанциях”. Москва, Энергоатомиздат, 1985, стр.69-70, рис.3.14).

По совокупности признаков эта известная схема является наиболее близкой к заявляемой и принимается за прототип.

Недостатком известной схемы подогрева воздуха и воды, принятой за прототип, является высокая температура дымовых газов за дополнительным экономайзером (до 190°-200°С) и соответствующее снижение экономичности, сложность перераспределения потоков дымовых газов между воздухоподогревателем и дополнительным экономайзером при переменных режимах работы котла, кроме того, возможность серно-кислотной коррозии и загрязнений воздухоподогревателя и газоходов уходящих газов после воздухоподогревателя при сжигании серосодержащих топлив (высокосернистый мазут, коксовый газ и др.), а также нерасчетный режим работы подогревателей высокого давления с частичным пропуском воды через них при нерегулируемых отборах пара на подогреватели высокого давления.

Заявляемое решение позволяет повысить надежность работы котлоагрегата за счет полного исключения в схеме подогрева воздуха элементов, подверженных коррозии при сжигании серосодержащих топлив, исключения внутренней и внешней коррозии полнопоточного дополнительного экономайзера высокого давления при подаче в него воды с температурой 150°-160°С после деаэратора Р=0,6±0,05 МПа, а также значительного снижения среднего паросодержания на выходе из основного экономайзера высокого давления при сжигании смеси топлив с большой долей доменного газа и высоковлажных топлив. Кроме того, значительно повышается экономичность котла при выбранном оптимальном соотношении величин поверхностей нагрева ступеней дополнительного экономайзера, воздушно-водяных и газоводяного теплообменников за счет снижения температуры уходящих газов.

Предложена схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через конденсатную установку котла с основным экономайзером котла, при этом она снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления, одна из которых – последняя по ходу дымовых газов, непосредственно сообщена с деаэратором и первым воздушно-водяным теплообменником, соединенным с подогревателем высокого давления, а другая – после подогревателя высокого давления связана с основным экономайзером высокого давления через конденсатную установку котла, кроме того, на линии, соединяющей последнюю с основным экономайзером, установлен второй воздушно-водяной теплообменник. При этом на линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник с основным экономайзером, может быть установлен газоводяной теплообменник для подогрева доменного газа.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Схема подогрева воздуха и воды включает деаэратор 1 и подогреватель высокого давления 2, последовательно соединенные через конденсатную установку 3 с основным экономайзером 4 котла. Схема снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками 5 и 6 и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления 7 и 8, одна из которых – последняя по ходу дымовых газов ступень 7 непосредственно сообщена с деаэратором 1 и первым воздушно-водяным теплообменником 5, соединенным с подогревателем высокого давления 2, а другая – ступень 8 после подогревателя высокого давления 2 связана с основным экономайзером высокого давления 4 через конденсатную установку 3 котла. На линии, соединяющей конденсатную установку 3 котла с основным экономайзером 4, установлен второй воздушно-водяной теплообменник 6. Воздушно-водяной теплообменник 5 соединен с дутьевым вентилятором 9. При этом схема включает байпас 10 воздушно-водяного теплообменника 5 по воздуху. На линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник 6 с основным экономайзером 4, установлен газоводяной теплообменник 11 для подогрева доменного газа.

Схема подогрева воздуха и воды работает следующим образом. Питательная вода после деаэратора 1 поступает в последнюю по ходу дымовых газов ступень 7 водяного экономайзера высокого давления и далее – в воздушно-водяной теплообменник 5, являющийся первой ступенью подогрева воздуха. При этом поверхности нагрева и сечения для прохода греющей и нагреваемой сред ступени 7 водяного экономайзера высокого давления и воздушно-водяного теплообменника 5 выбраны таким образом, чтобы температура воды после воздушно-водяного теплообменника 5 в основных эксплуатационных режимах поддерживалась на уровне расчетного значения этого параметра на входе в подогреватель высокого давления 2, в который вода поступает после воздушно-водяного теплообменника 5. Температура воды перед подогревателем высокого давления 2 корректируется с помощью байпаса 10 по воздуху воздушно-водяного теплообменника 5. После подогревателя высокого давления 2 вода последовательно проходит через вторую ступень 8 экономайзера высокого давления, конденсатную установку 3 котла, вторую ступень подогрева воздуха в воздушно-водяном теплообменнике 6 и поступает в газоводяной теплообменник 11, после чего направляется во входные коллекторы основного экономайзера высокого давления 4. При этом обеспечивается эффективное снижение температуры воды на участке конденсатор – вход в основной экономайзер 4 и, тем самым, – минимальное паросодержание воды на выходе из последней ступени экономайзера. Воздух от дутьевого вентилятора 9 поступает в воздушно-водяной теплообменник 5 и далее в воздушно-водяной теплообменник 6, и в топку котла.

Формула изобретения

1. Схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через конденсатную установку котла с основным экономайзером котла, отличающаяся тем, что она снабжена встроенными в водяной тракт котла двумя воздушно-водяными теплообменниками и двумя дополнительными ступенями водяного экономайзера высокого давления, одна из которых – последняя по ходу дымовых газов, непосредственно сообщена с деаэратором и первым воздушно-водяным теплообменником, соединенным с подогревателем высокого давления, а другая – после подогревателя высокого давления связана с основным экономайзером высокого давления через конденсатную установку котла, при этом на линии, соединяющей последнюю с основным экономайзером, установлен второй воздушно-водяной теплообменник.

2. Схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов по п.1, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей второй воздушно-водяной теплообменник с основным экономайзером, установлен газоводяной теплообменник для подогрева доменного газа.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.03.2006

Извещение опубликовано: 27.04.2007 БИ: 12/2007

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.03.2006

Извещение опубликовано: 20.06.2007 БИ: 17/2007

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.07.2007

Извещение опубликовано: 20.07.2007 БИ: 20/2007

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.03.2008

Извещение опубликовано: 27.02.2010 БИ: 06/2010