экономайзер котла

Формула изобретения

1. Экономайзер, содержащий входные и выходные коллекторы, соединенные с пакетами горизонтальных труб, расположенных в одной плоскости, отличающийся тем, что коллекторы выполнены в виде вертикальных цилиндрических патрубков, примыкающих с двух сторон к трубам пакета, причем выходной патрубок одного пакета труб соединен с входным патрубком смежного пакета труб посредством перепускной трубы.

2. Экономайзер по п. 1, отличающийся тем, что перепускные трубы пакетов экономайзера расположены снизу.

3. Экономайзер по п. 2, отличающийся тем, что перепускные трубы пакетов экономайзера расположены сбоку, соединяя попарно с каждой стороны соседние цилиндрические коллекторы.

4. Экономайзер по пп. 1 3, отличающийся тем, что горизонтальные трубы пакета смещены в вертикальной плоскости относительно предшествующего и последующего пакетов, при этом трубы располагаются в шахматном порядке.

5. Экономайзер по п. 3, отличающийся тем, что коллекторы и соединяющие их ряды труб установлены в экономайзере, чередуясь вертикально и горизонтально.

6. Экономайзер по пп. 1 4, отличающийся тем, что имеет между пакетами газонаправляющие перегородки.

7. Экономайзер по пп. 1 6, отличающийся тем, что выполнен из антикоррозионного материала.

8. Экономайзер по пп. 1 6, отличающийся тем, что покрыт защитным антикоррозионным слоем.

9. Экономайзер по пп. 1 8, отличающийся тем, что теплообменные трубы и коллекторы имеют оребрение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к конструкции экономайзера котла, используемого для подогрева питательной или циркуляционной воды перед паровыми или водогрейными котлами.

Известен чугунный водяной экономайзер в виде трубного теплообменника (И. И. Павлов, М.Н.Федоров "Котельные установки и тепловые сети". М. Стройиздат, 1986, стр. 108-110, фиг. (IV39,а), выполненный из чугунных ребристых труб с фланцами, которые соединяются между собой с помощью чугунных колен (калачей). Чугунные оребренные трубы поставляются длиной 2000 мм и 3000 мм с площадью поверхности нагрева с газовой стороны соответственно 2,95 и 4,49 м². Необходимая полная поверхность нагрева такого экономайзера составляется из соответствующего количества ребристых труб, которые собирают в колонку, состоящую из горизонтальных и вертикальных рядов. Вода движется последовательно по всем трубам экономайзера снизу вверх. Газы, омывая ребристые трубы снаружи, движутся вертикально сверху вниз. При такой схеме движения газов и воды (противотоке) обеспечивается лучшее удаление воздуха из системы экономайзера. Чугунные экономайзеры выпускают с рабочим давлением меньше 2,4 МПа, экономайзеры изготавливаются некипящего типа и вода, проходящая через экономайзер, максимально подогревается на 20-30^oС ниже температуры кипения, что не допустит парообразования в экономайзере, а также исключит гидравлические удары.

Недостатками чугунных экономайзеров является громоздкость, особенно при боль- ших площадях нагрева, низкая теплопередача и большая чувствительность к гидравлическим ударам, что не позволяет нагреть в них воду до кипения. Наличие нестандартного газохода экономайзера увеличивает металлоемкость конструкции и затраты на его изготовление и монтаж, увеличивает присосы воздуха и потери тепла в окружающую среду; быстрое загрязнение чугунных ребристых труб золой и сажей снижают технико-экономические показатели чугунных экономайзеров.

Наиболее близким к предлагаемому решению является стальной водяной экономайзер, представляющий собой трубчатый теплообменник с повышенным рабочим давлением воды больше 2,4 МПа по сравнению с чугунным экономайзером (Н.И. Павлов, М. Н. Федоров "Котельные установки и тепловые сети". М. Стройиздат, 1986, стр.109-110, рис.IV 40а). Стальной экономайзер по конструкции состоит из гнутых змеевиковых стальных труб малого диаметра (28-30 мм), концы которых приварены к сборным коллекторам. Коллектора изготавливают из труб диаметром 200-300 мм. Змеевики расположены горизонтально в шахматном порядке и омываются снаружи вертикальным потоком продуктов сгорания. В зависимости от площади поверхности змеевиковых труб экономайзер может комплектоваться (по ходу газов) в отдельные пакеты высотой 0,9-1,5 м. Питательная вода поступает в нижний коллектор, где распределяется по параллельно включенным змеевикам, пройдя их, нагретая вода собирается в верхнем коллекторе, откуда поступает в котел. Скорость движения воды в экономайзере определяется числом параллельных змеевиков. Стальные экономайзеры кипящего типа составляют одно целое с котлом. Змеевики стального экономайзера крепят с помощью опорных стоек, эти стойки опираются на полые, охлаждаемые воздухом балки, располагающиеся под экономайзером внутри газохода. Стойки имеют специально приваренные к ним крюки (гребенки), на которые опираются трубки змеевиков.

Недостатками стальных змеевиковых экономайзеров является наличие конвективной шахты, значительная металлоемкость, увеличением габаритов котельной установки и тепловых потерь в окружающую среду.

Целью предложенного решения является установка конструкции экономайзера после парового или водогрейного котла, или группы котлов с повышением КПД котельной установки на 7-10%

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый экономайзер котла является трубным теплообменником и содержит вертикально установленные коллектора, соединенные горизонтальными рядами труб, два вертикальных коллектора, соединенные рядом труб, образуют пакет экономайзера. Полностью экономайзер набирается из нескольких пакетов, причем каждый последующий пакет соединен с предыдущим перепускной трубой или несколькими перепускными трубами, а горизонтальные трубы, соединенные с вертикальными коллекторами, и перепускные трубы омываются поперечно горизонтальным потоком продуктов сгорания, при установке в экономайзере перегородки поток переходит из горизонтального в вертикальный. Трубы, соединяющие вертикальные коллектора, расставляются в каждом пакете экономайзера таким образом, чтобы соблюдалось шахматное расположение труб в экономайзере, горизонтальному потоку продуктов сгорания.

Предлагаемый экономайзер котла иллюстрируется чертежами

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного экономайзера, вертикальные коллекторы 1, соединенные между собой горизонтальным рядом труб 2, образуют пакет экономайзера, каждый пакет экономайзера соединен перепускной трубой 3 (или трубами на фиг.1 не показано), которая соединяет вертикальные коллектора, входной и выходной коллектор каждого пакета экономайзера котла.

На фиг. 2 показаны вертикальные цилиндрические коллекторы 1, горизонтальные трубы 2, перепускные 3.

На фиг.3 показано нижнее расположение перепускных труб 3 экономайзера.

На фиг.4 показано расположение труб 3 в экономайзере в чередующемся порядке вертикально.

Экономайзер котла работает следующим образом.

Нагреваемая вода поступает во входной вертикальный коллектор 1 пакета экономайзера котла и, двигаясь по горизонтальному ряду труб, приходит в выходной вертикальный коллектор 2 пакета экономайзера котла, откуда через перепускную трубу 3 поступает во входной вертикальный коллектор следующего пакета экономайзера, пройдя последовательно все пакеты экономайзера, нагретая вода поступает в котел, при этом вода движется противотоком относительно продуктов сгорания, которые омывают снаружи вертикальные коллекторы пакета, горизонтальные ряды труб и перепускные трубы.