Теплотехнический агрегат
Изобретение относится к теплотехническому агрегату с футеровкой из легковесных волокнистых материалов. Теплотехнический агрегат содержит каркас, панели, соединенные между собой и с каркасом с образованием единой поверхности футеровки, и ограждающую поверхность, формирующую совместно с корпусом воздухопроводящий канал для подачи туда атмосферного воздуха под давлением, величина которого больше величины давления дымовых газов внутри топки, при этом в качестве панели используется предварительно сжатый модуль теплоизоляционный огнеупорный, каркас выполнен решетчатым, размер ячейки соответствует размеру модуля теплоизоляционного огнеупорного, закрепление панели на каркасе осуществляется в узлах соединения, образуемых преимущественно точечной сваркой закладных металлических деталей модуля и элементов каркаса снаружи каркаса. Обеспечивается упрощение конструкции, повышение безопасности теплотехнического агрегата при реализации в нем технологического процесса, снижение его металло- и материалоемкости, повышение ремонтопригодности за счет замены поврежденных модулей снаружи агрегата. 1 ил.
Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности, к конструкциям тепловых агрегатов с футеровкой из легковесных волокнистых материалов и может быть использовано для строительства печей в различных отраслях промышленности, в том числе и с температурой среды в топке 1000°С и выше.
Известна футеровка теплового агрегата, содержащая воздухопроводящий канал, образованный металлическим кожухом и теплоизоляцией с помощью вертикальных боковых стоек, придающих необходимую жесткость [А.С.1545062. Футеровка теплового агрегата / Гнутов В.П. - Опубл. 23.02.1990. - Режим доступа: http://www1.fips.ru]. Изобретение позволяет повысить теплозащитный эффект устройства, уменьшить теплопотери тепловыми агрегатами и выбросы тепла в производственную среду.
Известен теплотехнический агрегат, содержащий каркас и соединенные между собой и каркасом плиты, расположенные вертикально и горизонтально в ряд с образованием единой поверхности футеровки [Патент на изобретение №2380634. Российская Федерация. Теплотехнический агрегат / Арсеев Б.Н., Казяев Д.М., Казяев М.Д; патентообладатель: ООО «НПК «УралТермоКомплекс». - Опубл. 27.01.2010. - Режим доступа: http://www1.fips.ru]. Плиты выполнены в виде стеновых и сводовых панелей, включающих металлический несущий каркас панели с расположенными вдоль него длинномерными металлическими штырями, на которые надеты сложенные и уплотненные маты из керамического волокна, выступающие за габариты металлического несущего каркаса панели, каркас выполнен в виде стоек, расположенных напротив места стыка стеновых панелей и соединенных между собой ребрами жесткости.
Указанное техническое решение упрощает конструкцию каркаса теплотехнического агрегата. К числу недостатков следует отнести высокие требования к качеству монтажа на каркасе длинномерных металлических штырей с тем, чтобы обеспечить ровное и плотное примыкание панелей друг к другу, продолжительные сроки монтажа агрегата, высокую металлоемкость, необходимость замены всей стеновой или сводовой панели в случае ее повреждения, прогорания и пр. Указанный агрегат по своей сути наиболее близок к заявленному, поэтому принят в качестве прототипа.
Технической задачей заявленного изобретения является повышение безопасности теплотехнического агрегата при реализации в нем технологического процесса, снижение его металло- и материалоемкости, повышение ремонтопригодности.
Технический результат достигается за счет упрощения конструкции, использования доступных материалов массового производства, сокращение номенклатуры используемых материалов и элементов.
На фиг.1 показана схема взаимного расположения элементов боковой стенки теплотехнического агрегата, где 1 - модуль теплоизоляционный огнеупорный, 2 - элемент каркаса, 3 - узел соединения, 4 - ограждающая поверхность.
Суть заявленного изобретения состоит в следующем.
Теплотехнический агрегат содержит каркас решетчатого типа, изготовленный из металлопроката, преимущественно профильной трубы прямоугольного или квадратного сечения. Элементы каркаса соединяются таким образом, чтобы размер получаемой ячейки соответствовал размеру модуля теплоизоляционного огнеупорного. Поверхность футеровки, которая также играет роль стены агрегата, образуется путем вставки модулей в ячейки и закрепления их на каркасе. Модуль теплоизоляционный огнеупорный представляет собой прямоугольный параллелепипед, образованный укладкой слоями волокнистого огнеупорного материала, при этом со стороны одной из граней внутри него размещают закладные металлические детали, а сами слои скрепляют упаковочной лентой с предварительным их сжатием. Модулю должны быть свойственны низкая теплоемкость, сопротивление термоударам, упругость. В качестве такого модуля может применяться волокнистый Z-BLOK модуль или любой подобный, массово выпускаемый продукт. Важным условием, предъявляемым к модулям, является их предварительно сжатие и сохранение этого состояния до момента закрепления на каркасе. Узел соединения модуля с каркасом преимущественно образуется точечной сваркой закладных металлических деталей модуля и элементов каркаса. После установки и закрепления на каркасе модулей упаковочные ленты модулей удаляются. В силу упругости модулей и их предварительного сжатия после удаления лент происходит увеличение размеров модулей во всех направлениях и их плотное примыкание друг к другу, по сути, образуется герметичная поверхность, единая поверхность футеровки. На некотором расстоянии от наружной поверхности футеровки устанавливается ограждающая поверхность из профилированных металлических листов, которые отличаются повышенной поперечной жесткостью, высокой несущей способностью и возможностью формирования устойчивой конструкции. Пространство между наружной поверхностью футеровки и ограждающей поверхностью является воздухопроводящим каналом, в который во время работы агрегата подается атмосферный воздух под давлением. Давление атмосферного воздуха должно быть выше давления дымовых газов в топке. Это позволяет исключить нагрев конструкции, а также не допустить выпуск дымовых газов в окружающее пространство в случае повреждения модуля.
Внутри топки, образованной теплоизоляционными огнеупорными модулями, возможна реализация термических процессов с температурой среды более 1000°С.
Особенностью заявленного теплотехнического агрегата является повышение безопасности агрегата при реализации в нем технологического процесса (например, в случае повреждения каким-либо технологическим процессом модуля изнутри топки). Агрегат отличает высокая ремонтопригодность. В случае прогорания фрагмента блока, какого-либо его повреждения отсутствует необходимость демонтажа всей стены или большого ее фрагмента, достаточно заменить поврежденный модуль новым. Таким же образом можно провести ремонтные или другие работы без проведения работ внутри топки, все работы производятся снаружи агрегата -удаляются один-два модуля и на их место устанавливаются новые. После удаления упаковочных лент вновь установленные модули за счет своей упругости увеличиваются в размере и заполняют свободное пространство, плотно примыкая к соседним.
Заявленное изобретение отличается простотой конструкции, доступностью и дешевизной составляющих его элементов. Предложенная конструкция и сочетание материалов обеспечивают безопасную работу агрегата, в случае возникновения повреждений нет необходимости немедленно останавливать протекающий в нем технологический процесс. Так как давление воздуха между ограждающей поверхностью и наружной поверхности футеровки гораздо выше давления дымовых газов внутри топки. Возможность замены поврежденных модулей снаружи агрегата сокращает трудоемкость и материалоемкость ремонтных работ.
Теплотехнический агрегат, содержащий каркас и соединенные между собой и с каркасом панели с образованием единой поверхности футеровки, отличающийся тем, что в качестве панели используется предварительно сжатый модуль теплоизоляционный огнеупорный, каркас выполнен решетчатым, размер ячейки соответствует размеру модуля теплоизоляционного огнеупорного, закрепление панели на каркасе осуществляется в узлах соединения, образуемых преимущественно точечной сваркой закладных металлических деталей модуля и элементов каркаса снаружи каркаса, дополнительно содержит ограждающую поверхность, формирующую совместно с корпусом воздухопроводящий канал для подачи туда атмосферного воздуха под давлением, величина которого больше величины давления дымовых газов внутри топки.
