Утилизационный водонагреватель

 

Изобретение относится к области утилизации дымовых газов и может быть использовано в котельных, работающих преимущественно на твердом топливе. Утилизационный водонагреватель содержит горизонтальный, прямоугольного сечения корпус, в передней части которого установлен распылитель, выполненный в виде прямоугольной рамки из труб. В днище корпуса установлена под уклоном 15-20^o гофрированная плоскость, связанная через сливные трубки камерой для сбора шлама, сообщенная через патрубок с аккумулятором горячей воды и через продувочную линию - со шламоотстойником. В корпусе установлены вертикальные перегородки, две из них прикреплены к желобу, соединенному с камерой сбора шлама, одна перегородка прикреплена к потолку корпуса и расположена между двумя первыми перегородками, выполняющими функцию каплеуловителя. Такой водонагреватель прост и компактен по конструкции и может быть легко вмонтирован в действующие теплогенерирующие установки. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области утилизации горячих уходящих дымовых газов и может быть использовано на районных, квартальных котельных, ГРЭС и ТЭЦ, работающих преимущественно на твердом топливе.

Известно устройство для распыления жидкости в движущемся газовом потоке, содержащее корпус и лопастное колесо с радиальными трубками, имеющее тангенциальные отверстия для распыла жидкости (а.с. 321295, В 05 в 3/10, БИ 35, 1971 г. СССР).

Известное устройство для распыления жидкости сложно из-за конструкции подвода жидкости к вращающемуся двухлопастному колесу.

Известен водонагреватель, содержащий пакет водогрейных панелей с гофрированными боковыми стенками, соединенных между собой с образованием коллекторов, имеющих разделяющие отверстия. (а.с. 909470, F 24 H 1/06, БИ 8, 1981 г. СССР).

Известный водонагреватель использует горелки с огневыми насадками, каждый из которых расположен под своим проемом между панелями, а не уходящие дымовые газы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому утилизационному водонагревателю является водонагреватель, содержащий основную и дополнительную камеры для сбора шлама, последнюю расположенную ниже корпуса и подключенную к нему посредством перепускного патрубка. (а.с. 909472, F 24 H 1/12, БИ 8, 1981 г. СССР).

Известный водонагреватель имеет сложные конструкции камер для сбора шлама, в которых размещены эластичные мешки, а сами выполнены из полупрозрачного полимерного материала.

Описываемый утилизационный водонагреватель содержит горизонтальный, прямоугольного сечения корпус с фланцами, гофрированную плоскость, желоб, камеру для сброса шлама, распылитель и каплеуловитель. Гофрированная плоскость передней гофрой прикреплена к передней части днища корпуса с образованием ванночки, а задней гофрой соединена с желобом, прикрепленным к задней части днища, к которому прикреплены две вертикальные перегородки, с входящей в их середину перегородкой, прикрепленной к потолку корпуса, нижние гофры гофрированной плоскости и желоб через отверстия и сливные трубки гидравлически соединены с камерой для сбора шлама, имеющей спереди сверху патрубок, гидравлически сообщенный с аккумулятором горячей воды, а снизу продувочную линию, сообщенную с отстойником шлама, причем распылитель, выполненный в виде прямоугольной рамки из труб, верхней горизонтальной стороной прикреплен к потолку корпуса, а нижняя горизонтальная сторона расположена над днищем корпуса на расстоянии а, верхняя горизонтальная сторона распылителя имеет снизу ряды радиальных и тангенциальных отверстий, расположенных в шахматном порядке относительно друг друга, а нижняя горизонтальная сторона имеет два ряда тангенциальных отверстий, обращенных навстречу потоку дымовых газов. При этом гофрированная плоскость установлена с уклоном 15÷20^o по ходу движения дымовых газов, а камера для сбора шлама установлена с уклоном 20÷25^o против движения дымовых газов, а расстояние а от нижней горизонтальной стороны распылителя до днища корпуса составляет 1,5÷2,0 диаметра трубы.

Камера для сбора шлама выполнена из прозрачного полимерного материала.

Нижние гофры гофрированной плоскости имеют продольные отверстия с диаметрами, увеличиваемыми в сторону уклона.

На чертеже в разрезе представлен утилизационный водонагреватель. Утилизационный водонагреватель содержит горизонтальный, металлический, прямоугольного сечения корпус 1 с фланцами 2 и 3, прикрепляемыми к фланцам газохода котлоагрегата. В передней части корпуса 1 установлен распылитель 4, выполненный в виде прямоугольной рамки из труб, верхняя горизонтальная сторона 5 его прикреплена к потолку корпуса 1 и имеет снизу ряды радиальных отверстий 6 и тангенциальных отверстий 7, расположенных между собой в шахматном порядке. Нижняя горизонтальная сторона 8 распылителя 4 расположена над ванночкой 9 корпуса 1 на расстоянии а (1,5-2,0 диаметра трубы) и имеет два ряда тангенциальных отверстий 10 и 11, обращенных навстречу потока дымовых газов. В задней части корпуса 1 установлены перегородки 12 и 13, прикрепленные вертикально к желобу 14 и потолку корпуса 1 соответственно. Гофрированная плоскость 15 установлена в нижней части корпуса 1 с уклоном 15-20^o и прикреплена спереди к ванночке 9, образованной первой гофрой и днищем 16 корпуса 1, а сзади к желобу 14. Нижние гофры гофрированной плоскости 15 имеют продольные отверстия 17 с диаметрами, увеличиваемые в сторону уклона, сообщены через сливные трубки 18 с камерой для сбора шлама 19, выполненной из прозрачного полимерного материала с уклоном 20÷25^o к горизонтам. Справа камера 19 имеет продувочную линию 20, сообщенную гидравлически с отстойником шлама (не показан), и патрубок 21, сообщенный гидравлически с аккумулятором горячей воды (не показан). Слева камера 19 сообщена через сливную трубку 22 с желобом 14, прикрепленным левой стороной к днищу 16 корпуса 1, а правой - к гофрированной плоскости 15. Распылитель 4 через патрубок 23 гидравлически связан с системой холодного водоснабжения (не показана). Корпус 1 водонагревателя устанавливают на обводном дымоходе котлоагрегата (не показан) за регулировочной заслонкой. Патрубок 23 через отверстие в корпусе 1 крепится к распылителю 4 сверху или сбоку его.

Утилизационный водонагреватель работает следующим образом.

Открывают заслонку на обводном дымоходе и открывают холодную воду для входа ее в распылитель 4. Струйки воды из радиальных отверстий 6 под напором создают водяную стенку для прохода через нее потока горячих дымовых газов. Через тангенциальные отверстия 7 и 10 струйки воды ударяются во встречный поток газов и падают вниз, в ванночку 9, соединившись с золой, сажей, содержащихся в газе. Струйки воды из тангенциальных отверстий 11 перекрывают потоку газов проход через расстояние а и так же падают в ванночку 9.

Дымовые газы, пройдя водяную стенку распылителя 4, обогнув его снизу, выходят в пространство над гофрированной плоскостью 15 частично охлажденными и очищенными. Из ванночки 9 нагретая вода с механическими включениями перетекает по гофрированной плоскости 15 вниз, огибая все верхние гофры, и через отверстия 17 и сливные трубки 18 поступает в камеру для сбора шлама 19.

Слой воды, в виде пленки, на гофрах гофрированной плоскости 15 отбирает тепло от проходящих над ней дымовых газов путем лучеиспускания и конвекции. Далее увлажненные дымовые газы ударяются о переднюю перегородку 12, огибают ее, ударяются и огибают перегородку 13 и заднюю перегородку 12, уходят из водоподогревателя охлажденными и очищенными. Частички воды с механическими включениями стекают по перегородкам 12 и 13 вниз, в желоб 14, и затем через сливную трубку 22 попадают в камеру 19. В камере 19 механические включения оседают на ее дно и сползают вниз к продувочной линии 20. Поскольку камера 19 прозрачна, а потому по мере накопления шлама его периодически удаляют в шламоотстойник (не показан). Чистая горячая вода по принципу сообщающихся сосудов по патрубку 21 самотеком перетекает в аккумулятор горячей воды. Перегородки 12 и 13 выполняют функцию каплеуловителя, т.е. осушают дымовые газы на выходе из водонагревателя. Вода из ванночки 9 вытесняется непрерывно потоком движущегося газа на гофрированную плоскость 15.

Предлагаемый утилизационный водонагреватель прост по конструкции, компактный, может легко вмонтирован в действующие теплогенерирующие установки, работающие как на твердом топливе, так и на газе. Горячая вода, полученная в водонагревателе может быть использована на хозяйственные нужды котельной или на подпитку тепловых сетей.

Шлам, состоящий из золы и сажи, после отстоя может быть применен, например, для изготовления строительных блоков.

Формула изобретения

1. Утилизационный водонагреватель, содержащий горизонтальный, прямоугольного сечения корпус с фланцами, гофрированную плоскость, желоб, камеру для сбора шлама, распылитель и каплеуловитель, отличающийся тем, что гофрированная плоскость передней гофрой прикреплена к передней части днища корпуса с образованием ванночки, а задней гофрой соединена с желобом, прикрепленным к задней части днища, к которому прикреплены две вертикальные перегородки с входящей в их середину перегородкой, прикрепленной к потолку корпуса, нижние гофры гофрированной плоскости и желоб через отверстия и сливные трубки гидравлически соединены с камерой для сбора шлама, имеющей спереди сверху патрубок, гидравлически сообщенный с аккумулятором горячей воды, а снизу продувочную линию, сообщенную с отстойником шлама, причем распылитель, выполненный в виде прямоугольной рамки из труб, верхней горизонтальной стороной прикреплен к потолку корпуса, а нижняя горизонтальная сторона расположена над днищем корпуса на расстоянии а, верхняя горизонтальная сторона распылителя имеет снизу ряды радиальных и тангенциальных отверстий, расположенных в шахматном порядке относительно друг друга, а нижняя горизонтальная сторона имеет два ряда тангенциальных отверстий, обращенных навстречу потоку дымовых газов.

2. Утилизационный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что гофрированная плоскость установлена с уклоном 15÷20^o по ходу движения дымовых газов, а камера для сбора шлама установлена с уклоном 20÷25^o против движения дымовых газов.

3. Утилизационный водонагреватель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что расстояние а от нижней горизонтальной стороны распылителя до днища корпуса составляет 1,5÷2,0 диаметра трубы.

4. Утилизационный водонагреватель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что камера для сбора шлама выполнена из прозрачного полимерного материала.

5. Утилизационный водонагреватель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нижние гофры гофрированной плоскости имеют продольные отверстия с диаметрами, увеличиваемыми в сторону уклона.

РИСУНКИ

Рисунок 1