Способ работы котельной установки

Авторы патента:

F22B33/18 - комбинации паровых котлов с другими устройствами

Владельцы патента RU 2556478:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе. Технический результат - повышение экономичности котельной установки. Способ работы котельной установки заключается в том, что основной поток вырабатываемого в котле водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник для подогрева сетевой воды до температуры 110-120°С, нагретую сетевую воду направляют в подающий трубопровод системы теплоснабжения, а образующийся в кожухотрубном теплообменнике конденсат водяного пара отводят в сборный конденсатный бак, часть вырабатываемого в котле водяного пара подают в деаэратор для дегазации добавочной воды и конденсата, продукты сгорания природного газа после котла охлаждают в водяном экономайзере до температуры 140-160°С и по основному газоходу направляют в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания, где осуществляют их глубокое охлаждение до температуры 35-40°С с конденсацией части содержащихся в газах водяных паров, при этом для исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания после их глубокого охлаждения, осуществляют подогрев уходящих продуктов сгорания до температуры 65-70°С сетевой водой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностном теплообменнике, установленном после конденсационного теплообменника-утилизатора на всасывающей стороне дымососа. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельных установках, работающих на природном газе.

Известен аналог - способ работы котельной установки (см. патент РФ №2148206, БИ №12, 2000), по которому основной поток вырабатываемого в котле водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник для подогрева сетевой воды до температуры 110-120°С, нагретую в кожухотрубном теплообменнике сетевую воду направляют в подающий трубопровод системы теплоснабжения, а образующийся в кожухотрубном теплообменнике конденсат водяного пара отводят в сборный конденсатный бак, часть вырабатываемого в котле водяного пара подают в деаэратор для дегазации добавочной воды и конденсата, продукты сгорания природного газа после котла охлаждают в водяном экономайзере до температуры 140-160°С и по основному газоходу направляют в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания, где осуществляют их глубокое охлаждение до температуры 35-40°С с конденсацией части содержащихся в газах водяных паров. Данный аналог принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе работы котельной установки в теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания по основному газоходу направляют только часть (около 80%) от общего количества продуктов сгорания, а остальную часть (около 20%) продуктов сгорания направляют в байпасный газоход для подогрева до температуры 65-70°С охлажденных в теплообменнике-утилизаторе уходящих газов с целью исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания, что понижает теплопроизводительность конденсационного поверхностного теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания и количество конденсата водяных паров, получаемого из уходящих газов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для повышения экономичности котельной установки путем увеличения теплопроизводительности конденсационного поверхностного теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания и количества конденсата водяных паров из уходящих газов целесообразно уходящие продукты сгорания полностью (100%) по основному газоходу направлять в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания. При этом для исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания, подогрев уходящих газов до температуры 65-70°С целесообразно осуществлять сетевой водой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностном теплообменнике, установленном после теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания на всасывающей стороне дымососа.

Технический результат - повышение экономичности котельной установки путем увеличения теплопроизводительности конденсационного поверхностного теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания и количества получаемого из уходящих газов конденсата водяных паров.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе работы котельной установки основной поток вырабатываемого в котле водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник для подогрева сетевой воды до температуры 110-120°С, нагретую в кожухотрубном теплообменнике сетевую воду направляют в подающий трубопровод системы теплоснабжения, а образующийся в кожухотрубном теплообменнике конденсат водяного пара отводят в сборный конденсатный бак, часть вырабатываемого в котле водяного пара подают в деаэратор для дегазации добавочной воды и конденсата, продукты сгорания природного газа после котла охлаждают в водяном экономайзере до температуры 140-160°С и по основному газоходу направляют в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания, где осуществляют их глубокое охлаждение до температуры 35-40°С с конденсацией части содержащихся в газах водяных паров. Особенность заключается в том, что для исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания после их глубокого охлаждения до температуры 35-40°С в конденсационном поверхностном теплообменнике-утилизаторе теплоты продуктов сгорания с конденсацией части содержащихся в газах водяных паров, подогрев уходящих продуктов сгорания до температуры 65-70°С осуществляют сетевой водой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностном теплообменнике, установленном после конденсационного поверхностного теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания на всасывающей стороне дымососа.

На чертеже представлена схема котельной установки, реализующая предлагаемый способ.

Котельная установка содержит паровой котел 1, водяной экономайзер 2, деаэратор 3 питательной воды с патрубком 4 отвода выпара, подключенным трубопроводом 5 к основному газоходу 6, конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор 7 теплоты продуктов сгорания, кожухотрубный теплообменник 8 для подогрева сетевой воды, направляемой в подающий трубопровод 9 системы теплоснабжения, сборный конденсатный бак 10 с насосом 11, дымосос 12, систему 13 химводоочистки, поверхностный теплообменник 14. В основном газоходе дополнительно установлены сборник 15 конденсата водяных паров с гидравлическим затвором 16 и сепарационное устройство-каплеуловитель 17.

Способ реализуется следующим образом.

Основной поток вырабатываемого в котле 1 водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник 8, где в процессе подогрева сетевой воды до температуры 110-120°С водяной пар конденсируется. Конденсат водяного пара из кожухотрубного теплообменника 8 отводят в сборный конденсатный бак 10, а нагретую в теплообменнике 8 сетевую воду направляют в подающий трубопровод 9 системы теплоснабжения. Часть вырабатываемого в котле 1 пара подают в деаэратор 3 для дегазации химически очищенной добавочной воды и конденсата, поступающего в деаэратор из бака 10.

Продукты сгорания природного газа после котла 1 проходят водяной экономайзер 2, где охлаждаются до 140-160°С, и затем по основному газоходу 6 поступают в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор 7 теплоты продуктов сгорания. В теплообменнике-утилизаторе 7 осуществляют глубокое охлаждение продуктов сгорания до 35-40°С, при этом происходит конденсация части содержащихся в газах водяных паров. Таким образом, полезно используют как физическую теплоту дымовых газов, так и скрытую теплоту конденсации части содержащихся в них водяных паров. Затем охлажденные продукты сгорания проходят сепарационное устройство-каплеуловитель 17, где от газов отделяется капельная влага, и направляются в поверхностный теплообменник 14, подогреваются до температуры 65-70°С сетевой водой, поступающей из подающего трубопровода 9 системы теплоснабжения, и дымососом 12 отводятся через дымовую трубу в атмосферу.

Исходная сырая вода подогревается в теплообменнике-утилизаторе 7, после чего последовательно проходит систему 13 химводоочистки, деаэратор 3, водяной экономайзер 2 и подается в паровой котел 1. Часть подогретой в теплообменнике-утилизаторе 7 воды может подаваться к внешнему потребителю (на чертеже не показан).

Выпар деаэратора 3, состоящий из водяных паров и неконденсирующихся газов (в основном O₂, СО₂, N₂), через патрубок 4 по трубопроводу 5 поступает в основной газоход 6 к теплообменнику-утилизатору 7. На наружной поверхности труб теплообменника-утилизатора 7 выпар охлаждается, при этом из выпара конденсируются водяные пары. Конденсация водяных паров и орошение поверхности теплообменника 7 конденсатом дополнительно интенсифицирует теплообмен. Затем конденсат водяных паров выпара совместно с конденсатом водяных паров продуктов сгорания (обессоленной водой) поступает в сборник 15 и через гидравлический затвор 16 непрерывно отводится в бак 10, в котором смешивается с основным объемом конденсата, поступающего из теплообменника 8. Из бака 10 конденсат насосом 11 подают в деаэратор 3.

Таким образом, осуществление подогрева уходящих газов до температуры 65-70°С сетевой водой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностном теплообменнике, установленном после теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания на всасывающей стороне дымососа, для исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания, позволяет весь поток уходящих продуктов сгорания направить по основному газоходу в теплообменник-утилизатор, увеличить его теплопроизводительность и количество получаемого из уходящих газов конденсата водяных паров.

Способ работы котельной установки, по которому основной поток вырабатываемого в котле водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник для подогрева сетевой воды до температуры 110-120°С, нагретую в кожухотрубном теплообменнике сетевую воду направляют в подающий трубопровод системы теплоснабжения, а образующийся в кожухотрубном теплообменнике конденсат водяного пара отводят в сборный конденсатный бак, часть вырабатываемого в котле водяного пара подают в деаэратор для дегазации добавочной воды и конденсата, продукты сгорания природного газа после котла охлаждают в водяном экономайзере до температуры 140-160°С и по основному газоходу направляют в конденсационный поверхностный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания, где осуществляют их глубокое охлаждение до температуры 35-40°С с конденсацией части содержащихся в газах водяных паров, отличающийся тем, что для исключения конденсации в наружных газоходах и в дымовой трубе водяных паров, оставшихся в уходящих продуктах сгорания после их глубокого охлаждения до температуры 35-40°С в конденсационном поверхностном теплообменнике-утилизаторе теплоты продуктов сгорания с конденсацией части содержащихся в газах водяных паров, подогрев уходящих продуктов сгорания до температуры 65-70°С осуществляют сетевой водой из подающего трубопровода системы теплоснабжения в поверхностном теплообменнике, установленном после конденсационного поверхностного теплообменника-утилизатора теплоты продуктов сгорания на всасывающей стороне дымососа.

Изобретение относится к энергетике и может использоваться при регулировании температуры топочного газа, поступающего на катализатор восстановления оксидов азота в котлах.

Энергетическая система для обслуживания помещений // 2537321

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах и способах для передачи энергии в помещении. Двигатель размещен внутри внутреннего резервуара, который в свою очередь размещен внутри внешнего резервуара.

Паровой котел с безбарабанной сепарацией пара // 2514976

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных установках. Суть изобретения заключается в том, что в паровом котле, который содержит, по меньшей мере, два предохранительных клапана, один предохранительный клапан расположен на выходе пароперегревателя, а другой предохранительный клапан расположен на участке между выносным циклоном и входом в пароперегреватель включительно.

Парогенератор с функцией промывки // 2496053

Изобретение относится к парогенератору, в частности к промывке парогенератора. Технический результат заключается в улучшении и упрощении промывки парогенератора.

Парогенераторная установка // 2491477

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в паровых установках для приготовления пара. .

Конденсационная котельная установка (варианты) // 2489643

Изобретение относится к энергетике. .

Комплекс энергогенерирующий // 2477421

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для выработки энергоносителей, в виде электроэнергии, горячей воды, пара. .

Способ приготовления дисперсной водотопливной смеси и котельная установка с системами приготовления и сжигания указанной смеси // 2468294

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях с паросиловыми установками, работающими на твердом пылевидном (угольная пыль) или на тяжелом жидком (мазут) топливе и оборудованными системой химводоочистки (ХВО).

Котельная установка // 2454602

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для сжигания топлива, преимущественно жидкого, в топках котлов, печей, и может быть использовано для сжигания мазута и любых других жидких топлив в разных топливосжигающих устройствах.

Комплекс энерготехнологический для переработки бурых углей // 2421501

Изобретение относится к области переработки угля и производства продуктов, получаемых в результате этой переработки. .

Плазменная котельная установка // 2572472

Изобретение относится к водонагревательным устройствам. Плазменная котельная установка состоит из плазменной пароэнергетической установки и водонагревательных котлов, которые объединены в группы по типу применения. Плазменная пароэнергетическая установка включает в себя паровую турбину, электрогенератор, быстродействующие парогенераторы, плазменные пароводяные горелки, блоки питания горелок. Нагревание воды в котлах производят плазменные пароводяные горелки, блоки питания которых подключены к электрогенератору пароэнергетической установки, а пар для работы горелок вырабатывают парогенераторы установки. В горелки подается природный газ и производится принудительное нагнетание воздуха в камеры сгорания парогенераторов и котлов. Изобретение обеспечит более эффективный нагрев воды для отопления жилых домов и производственных помещений. 1 ил.

Способ работы теплогенерирующей установки // 2580844

Способ работы теплогенерирующей установки, по которому в котле вырабатывают пар, подпиточную воду готовят в вакуумном деаэраторе, в который подают исходную воду и греющий агент, в качестве которого используют перегретую относительно вакуума в деаэраторе воду, исходную воду перед подачей в вакуумный деаэратор нагревают в поверхностном теплообменнике, в качестве греющей среды в теплообменнике для нагрева исходной воды используют продувочную воду, которую после этого теплообменника направляют в вакуумный деаэратор в качестве греющего агента. Изобретение относится к области теплоснабжения и может быть использовано на теплогенерирующих установках, подключенных к закрытым системам теплоснабжения для повышения экономичности котельной установки путем исключения затрат пара на деаэрацию. 1 ил.

Котельная установка // 2580852

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на паровых котлах для повышения экономичности их работы за счет более эффективного охлаждения воды непрерывной продувки и возвращения ее теплоты в цикл котельной. Котельная установка содержит паровой котел с барабаном, к которому подключен сепаратор непрерывной продувки, подключенный к сепаратору охладитель продувочной воды, включенный по охлаждающей среде в трубопровод исходной воды перед деаэратором. В трубопровод охлажденной отсепарированной продувочной воды после охладителя продувочной воды включен поверхностный теплообменник, подключенный по охлаждающей среде в газопровод перед горелками котла. Такое выполнение позволит повысить экономичность работы тепловой электрической станции благодаря более эффективному охлаждению воды непрерывной продувки. 1 ил.

Полигенерирующий энерготехнологический комплекс // 2591075

Изобретение относится к области энергетики, в частности к области полигенерирующих энерготехнологических комплексов, производящих в едином энерготехнологическом цикле тепловую, электрическую энергию и синтез-газ, применяемый для производства синтетического жидкого топлива. Полигенерирующий энерготехнологический комплекс содержит аллотермический газогенератор, в котором водяной пар выступает одновременно в качестве теплоносителя и газифицирующего агента, в газификаторе используется перегретый до 1200-1400°C водяной пар, имеется возможность получения синтез-газа для производства синтетического жидкого топлива, получение электрической энергии осуществляется в паровой турбине, водяной пар для которой получается в установке Фишера-Тропша при производстве синтетического жидкого топлива. Согласно изобретению в полигенерирующем энерготехнологическом комплексе имеется установка брикетирования исходного сырья, паровоздушный двухзонный газогенератор, аппарат пиролиза, в котором происходит термохимическое преобразование исходного топлива с образованием пиролизного газа и коксового остатка, блок подготовки коксового остатка исходного углеродсодержащего материала, паровой газогенератор, в котором газифицируемым сырьем выступает коксовый остаток исходного материала, состоящий преимущественно из углерода и золы, конденсатор-сепаратор, блок очистки синтез-газа, блок получения холода, паровая турбина, используемая в качестве источника получения водяного пара, который в дальнейшем используется для получения перегретого пара с температурой 1200-1400°C, газопоршневая электрическая станция. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы полигенерирующего энерготехнологического комплекса. 1 ил.

Теплообменный реактор для производства водорода с помощью встроенного пучка парогенератора // 2598435

Изобретение предназначено для осуществления реакций парового риформинга и может быть использовано в химической промышленности. Теплообменный реактор содержит множество байонетных труб (4), подвешенных к верхнему своду (2), простирающихся до уровня нижнего дна (3) и заключенных в кожух (1), содержащий впускной (Е) и выпускной (S) патрубки для дымовых газов. Теплообменный реактор содержит пучок труб парогенератора, образованный множеством вертикальных труб (5), подвешенных к верхнему своду (2) и заключенных в периферийное пространство между внутренней перегородкой (Bi) и вертикальной стенкой кожуха (1). Внутренняя перегородка (Bi) содержит отверстие (Oi) для прохода дымовых газов из середины реактора к периферийному пространству. Вертикальные трубы (5) питаются водой из нижнего распределителя (9). Пароводяная смесь, выходящая из вертикальных труб (5), собирается в верхнем коллекторе (7), расположенном над верхним сводом (2). Нижняя линия (14) связывает жидкую фазу сепараторного резервуара (6) с верхним коллектором (7). Верхняя линия (13) связывает верхний коллектор (7) с паровой фазой сепараторного резервуара (6). Паровой риформинг осуществляют при скорости дымовых газов в периферийном пространстве от 20 м/сек до 80 м/сек. Дымовые газы поступают в теплообменный реактор при температуре, близкой к 1200°С, и выходят из него при температуре, меньшей 400°С. Изобретение позволяет повысить тепловую эффективность теплообменного реактора. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Установка для получения высоконапорной перегретой воды // 2604261

Изобретение предназначено для получения высоконапорной перегретой воды и может быть использовано в теплоэнергетике, в том числе в полевых условиях на месторождениях нефти. Устройство содержит парогенератор, дегазатор для подготовки питательной воды, нагнетательные насосы для питательной воды и деаэратор для подготовки воды, забираемой из природного источника, и смесительное устройство, причем для подачи воды после деаэратора в смесительное устройство используются нагнетательные насосы. Нагнетательные насосы имеют общий силовой привод в виде паровой турбины, рабочим телом для которой является пар, производимый парогенератором. Охлажденный на выходе из турбины пар используется для подогрева воды в дегазаторе и деаэраторе. Пароводяное смесительное устройство подобно камере сгорания жидкостного ракетного двигателя и имеет двухконтурную многофорсуночную головку, причем пар и вода в рабочую полость смесительного устройства подаются раздельно через центробежные форсунки своего контура. Пароводяной смеситель имеет отводящий патрубок для подачи высоконапорной перегретой воды потребителям. 2 ил.

Способ и система глубокой утилизации тепла продуктов сгорания котлов электростанций // 2607118

Изобретение относится к станционной энергетике, конкретнее к энергосбережению при эксплуатации котлов электростанций, содержащих паротурбинные установки (ПТУ). В способе глубокой утилизации осуществляют подачу конденсата ПТУ в водогазовый теплообменник (ВГТ) на выходе из котла и нагрев конденсата за счет тепла продуктов сгорания (ПС), продукты сгорания в (ВГТ) охлаждают до температуры ниже точки росы на (5-10)°C, полученный конденсат (ПС) собирают, подвергают очистке по известной технологии и направляют в конденсатную линию и далее последовательно в подогреватель конденсата, деаэратор и котел. Для реализации способа система глубокой утилизации (ГУ) включает размещенный под водогазовым теплообменником (ВГТ) резервуар для слива конденсата (ПС), баки сбора и запаса конденсата, дренажный и конденсатный насосы, а также участок обработки конденсата, соединенный с конденсатной линией станции. Кроме экономии тепла (топлива) данное решение обеспечивает снижение эмиссии токсичных оксидов NOХ и CO2 за счет подавления водяными парами, уменьшения расхода топлива, получение дополнительной воды, которая может использоваться для подпитки котла и других нужд, устраняет или сводит к минимуму конденсацию в газовом тракте и дымовой трубе, улучшают условия их службы, отпадает необходимость в рециркуляции дымовых газов для предотвращения конденсации. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ работы котельной установки // 2620611

Изобретение относится к котельным установкам, работающим на природном газе. Способ работы котельной установки, по которому основной поток вырабатываемого в паровом котле водяного пара направляют в кожухотрубный теплообменник для подогрева сетевой воды до температуры 110-120°C, нагретую в кожухотрубном теплообменнике сетевую воду направляют в подающий трубопровод системы теплоснабжения, часть вырабатываемого в паровом котле водяного пара подают в термический деаэратор для дегазации добавочной воды и конденсата, продукты сгорания природного газа после парового котла охлаждают в водяном экономайзере до 140-160°C и по основному газоходу направляют в конденсационный поверхностный теплоутилизатор, где осуществляют их глубокое охлаждение до температуры 35-40°C с конденсацией части содержащихся в продуктах сгорания водяных паров, подогревают до температуры 65-70°C и дымососом отводят в атмосферу. При этом продукты сгорания природного газа после их глубокого охлаждения до температуры 35-40°C в конденсационном поверхностном теплоутилизаторе подогревают до температуры 65-70°C конденсатом водяного пара, образующимся в кожухотрубном теплообменнике в процессе подогрева сетевой воды до температуры 110-120°C, в рекуперативном теплообменнике, установленном после конденсационного поверхностного теплоутилизатора на всасывающей стороне дымососа. Изобретение направлено на повышение экономичности котельной установки путем увеличения количества отпускаемой потребителю теплоты с сетевой водой, подогреваемой в кожухотрубном теплообменнике. 1 ил.

Способ работы котельной установки // 2620619

Изобретение относится к способу работы котельной установки, работающей на природном газе.Способ работы котельной установки, по которому в котел подают питательную воду, топливо и воздух, в котле в процессе сжигания топлива образуются продукты сгорания и вырабатывается перегретый водяной пар, образовавшиеся продукты сгорания последовательно охлаждают в пароперегревателе, водяном экономайзере, воздухоподогревателе и по основному газоходу дымососом отводят в атмосферу, в качестве топлива используют природный газ, осуществляют предварительный подогрев до температуры 20-30°C воздуха перед подачей его в воздухоподогреватель котла, работающего на природном газе, частью уходящих продуктов сгорания с их охлаждением ниже точки росы в конденсационном поверхностном теплообменнике, установленном в байпасном газоходе на всасывающей стороне дымососа. Изобретение направлено на повышение надежности котельной установки за счет исключения низкотемпературной коррозии теплообменной поверхности воздухоподогревателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Котельная установка // 2629321

Изобретение относится к котельным установкам, работающим на природном газе. Котельная установка содержит котел с газоходом уходящих газов, дымососом и дымовой трубой, деаэратор с трубопроводами отвода и подвода десорбирующего агента, подвода исходной и отвода деаэрированной воды. Деаэратор включен по десорбирующей среде в газоход уходящих газов котла между дымососом и дымовой трубой. Изобретение направлено на исключение затрат пара на деаэрацию и более полную утилизацию теплоты уходящих газов котла путем снижения их температуры перед выбросом в атмосферу в деаэраторе. 1 ил.