Автономный пароводяной котел

 

Изобретение предназначено для получения пара или горячей воды при ремонте скважинного оборудования в условиях низких температур окружающего воздуха. Котел состоит из пароводяной полости со встроенной в нее топкой, выполненной в виде торовой полости и переходящей в дымоходную трубу, расширительного бака, установленного на дымоходной трубе с жидкостной и стабилизирующей полостью, расположенной в верхней части бака, а жидкостная полость соединена питательной трубой с пароводяной полостью котла. Питательная труба заведена к днищу пароводяной полости, с образованием гидрозатвора высотой H, удерживающего рабочее давление котла, что позволяет удерживать заданный уровень воды. Стабилизирующая полость сообщена своей верхней частью смещенными по вертикали отверстиями с полостью дымоходной трубы, что позволяет оповещать об аварийной ситуации работы котла. 1 ил.

Устройство относится к области энергетики для получения пара или горячей воды при ремонте скважинного оборудования в условиях низких температур окружающего воздуха, а также может использоваться для хозяйственно-бытовых нужд.

Известна конструкция парового котла Е 1/9Г [1], в котором уровень воды в верхней кольцевой камере поддерживается средствами автоматики, требующими собственных источников питания и нормальных температурных условий для их функционирования.

Целью изобретения является разработка конструкции котла, работающего автономно в полезных условиях без использования вспомогательного оборудования и автоматических средств регулирования и контроля за параметрами работы котла.

Это достигается тем, что топка расположена в пароводяной полости и выполнена в форме торовой полости, переходящей в дымоходную трубу, на которой располагается расширительный бак с жидкостной и стабилизирующей полостями. Стабилизирующая полость расположена в верхней части бака, а жидкостная полость снизу соединена питательной трубой с пароводяной полостью котла.

Заданный уровень воды в котле удерживается за счет создаваемого давления пара, уравновешивающегося гидростатическим столбом уровней воды в пароводяной полости и расширительном баке.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Котел состоит из пароводяной полости 1, в которой расположена топка 2 в виде торовой полости, переходящей в дымоходную трубу 3.

В топке 2 устанавливается газовая горелка (форсунка) 4. На дымоходной трубе установлен расширительный бак 5, объемом сопоставимый с емкостью паровой полости котла. Расширительный бак 5 сверху оканчивается стабилизирующей полостью 6 в виде кольцевой щели, высотой h, имеющей сообщение в верхней своей полости с дымоходной трубой 3 через отверстия 7, смещенные по высоте. На уровне нижнего отверстия 7 размещена сливная труба 8.

Снизу расширительный бак 5 сообщается с нижней частью пароводяной полости 1, питательной трубой 9, одновременно выполняющей роль гидрозатвора, а верхняя часть полости 1 соединена с трубой 9 через вентиль 10.

Сквозь дымоходную трубу 3 проходит сигнальная труба 11, верх которой расположен выше полости 6 и заканчивается звуковым устройством (сирена) 12, настроенным на давление пара (0,3-0,8) P_раб.

Пароводяная полость 1 оснащается манометром 13, уровнемером 14, вентилем отбора пара 15 и предохранительным клапаном 16.

При стационарных условиях работы котла расширительный бак 5 подпитывается водой, уровень которой регулируется поплавковым клапаном 17.

Котел работает следующим образом. Пароводяная полость 1 через вентиль 15 или сливную трубу 8 заполняется водой до верхнего уровня уровнемера 14, разжигают горелку 4 и к моменту образования пара наблюдают за падением уровня воды в полости 1 по уровнемеру 14 и ростом давления по манометру 12. Вытесняемая вода по трубе 9 перемещается в расширительный бак 5. При достижении рабочего уровня воды в пароводяной полости 1 производят нарастающий отбор пара через вентиль 15 до полного прогрева котла, при этом разность уровней воды в расширительном баке 5 и пароводяной полости 1 будет соответствовать расчетному давлению в котле, равному столбу воды H.

Уровень воды в котле, при стабильном отборе пара, удерживается за счет перетока воды из расширительного бака 5 через питательную трубу 9, обеспечивая путем саморегулирования уравновешивание давления пара в котле высотой столба воды в расширительном баке.

При снижении уровня воды в расширительном баке на высоту H1=0,2H включается сирена, оповещающая о необходимости подпитки котла водой или его остановки.

В случае уменьшения расхода пара или увеличения интенсивности сжигания топлива уровень воды в полости 1 падает, вследствие роста давления пара, происходит обнажение контактной поверхности топки, тем самым уменьшается термодинамический баланс по парообразованию, одновременно происходит подъем уровня воды в стабилизирующей полости 6 до высоты h, обеспечивая некоторый предел саморегулирования по давлению пара в котле. В случае отсутствия внимания со стороны обслуживающего персонала для принятия необходимых мер по восстановлению нормального режима работы котла вытесняемая вода переливается через отверстие 7 через дымоходную полость, где в результате парообразования происходит уменьшение тяги дымоходных газов, нарушая режим сжигания топлива. Этот процесс затухания горения может оканчиваться затоплением топки 2 водой, завершающийся тушением пламени горелки 4. В результате давление пара начинает падать и при достижении 0,8 P_раб включается звуковой сигнал, который оповещает об аварийной ситуации работы котла.

В случае непредвиденных условий роста давления в котле избыточное давление сбрасывается через предохранительный клапан 16.

При переводе котла на водогрейный режим работы открывается вентиль 10.

Котел может быть выполнен в стационарном или передвижном исполнении. Продолжительность безаварийной работы котла определяется его производительностью и объемом расширительного бака.

Формула изобретения

Пароводяной котел, состоящий из пароводяной полости со встроенной в нее топкой, переходящей в дымоходную трубу, расширительного бака с жидкостной и стабилизирующей полостями, причем последняя расположена в верхней части бака, а жидкостная полость соединена питательной трубой с пароводяной полостью котла, отличающийся тем, что топка выполнена в виде торовой полости, расширительный бак установлен на дымоходной трубе, питательная труба заведена к днищу пароводяной полости, с образованием гидрозатвора высотой Н, удерживающего рабочее давление котла, а стабилизирующая полость сообщена своей верхней частью смещенными по вертикали отверстиями с полостью дымоходной трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1