схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов высокого давления

Формула изобретения

1. Схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов высокого давления, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через первую ступень основного экономайзера и конденсатную установку котла с второй ступенью основного экономайзера котла, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей подогреватель высокого давления с первой ступенью основного экономайзера котла, установлена встроенная в водяной тракт котла в качестве замыкающей поверхности котла по газам дополнительная ступень экономайзера высокого давления, непосредственно соединенная с первой ступенью основного экономайзера и сообщенная с установленным непосредственно перед ней воздушно-водяным теплообменником, соединенным по воде с подогревателем высокого давления.

2. Схема по п.1, отличающаяся тем, что линия, соединяющая подогреватель высокого давления с воздушно-водяным теплообменником сообщена непосредственно с первой ступенью основного экономайзера через регулирующий клапан.

3. Схема по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей конденсатную установку с второй ступенью основного экономайзера котла установлен воздушно-водяной теплообменник, последовательно соединенный по воздуху с воздушно-водяным теплообменником, расположенным перед дополнительной ступенью водяного экономайзера.

4. Схема по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей конденсатную установку котла с второй ступенью основного экономайзера котла установлен газо-водяной теплообменник для подогрева доменного газа.

5. Схема по п.3, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей воздушно-водяной теплообменник с второй ступенью основного экономайзера котла установлен газо-водяной теплообменник для подогрева доменного газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на паровых котлах высокого давления, работающих как на органических топливах, так и на вторичных энергоресурсах металлургических производств (доменный и коксовый газы).

Известна схема подогрева воздуха, содержащая котел с воздухоподогревателем, калорифер предварительного подогрева воздуха теплом пара отборов и теплообменник турбопривода вспомогательных агрегатов, установленный в газоходе котла, включенный по газам параллельно воздухоподогревателю (А.С. СССР №357355, МПК: F01к 17/00, опубликовано 27.11.1972).

Недостатком известной схемы является возможность сернокислотной коррозии и загрязнений воздухоподогревателя и газоходов уходящих газов после воздухоподогревателя при сжигании серосодержащих топлив (высокосернистый мазут, коксовый газ и др.), а также усложнение схемы за счет установки турбопривода воздуходувки для подачи воздуха в калорифер.

Известна схема подогрева воздуха и воды, включающая деаэратор в сочетании с дополнительным экономайзером высокого давления, включенным по газам параллельно воздухоподогревателю, а по воде - параллельно подогревателям воды высокого давления (Л.Е.Апатовский, В.Н.Фомина, В.А.Халупович «Подогрев воздуха на тепловых электростанциях». Москва, Энергоатомиздат, 1985, стр.69-70, рис.3.14).

По совокупности признаков эта известная схема является наиболее близкой к заявляемой и принимается за прототип.

Недостатками известной схемы подогрева воздуха и воды, принятой за прототип, являются высокая температура дымовых газов за дополнительным экономайзером (до 190-200°С) и соответствующее снижение экономичности, сложность перераспределения потоков дымовых газов между воздухоподогревателем и дополнительным экономайзером при переменных режимах работы котла, кроме того, возможность сернокислотной коррозии и загрязнений воздухоподогревателя и газоходов уходящих газов после воздухоподогревателя при сжигании серосодержащих топлив (высокосернистый мазут, коксовый газ и др.), а также нерасчетный режим подогревателей высокого давления с частичным пропуском воды через них при нерегулируемых отборах пара на подогреватели высокого давления.

Заявляемое решение позволяет повысить надежность работы котлоагрегата за счет полного исключения в схеме подогрева воздуха элементов, подверженных коррозии при сжигании серосодержащих топлив, исключения внутренней и внешней коррозии дополнительного экономайзера высокого давления при подаче в него воды с температурой выше температуры точки росы дымовых газов, а также значительного снижения среднего паросодержания на выходе из основного экономайзера высокого давления при сжигании смеси топлив с большой долей доменного газа и высоковлажных топлив. Кроме того, при установленном оптимальном значении температуры воды на входе в дополнительный экономайзер и выбранном соотношении величин поверхностей нагрева ступеней дополнительного экономайзера, воздушно-водяных и газоводяного теплообменников значительно повышается экономичность котла за счет снижения температуры уходящих газов.

Предложена схема подогрева воздуха и воды для паровых котлов высокого давления, включающая деаэратор и подогреватель высокого давления, последовательно соединенные через первую ступень основного экономайзера и конденсатную установку котла с второй ступенью экономайзера котла, при этом на линии, соединяющей подогреватель высокого давления с первой ступенью основного экономайзера котла, установлена встроенная в водяной тракт в качестве замыкающей поверхности нагрева котла по дымовым газам дополнительная ступень водяного экономайзера высокого давления, непосредственно соединенная с первой ступенью основного экономайзера и сообщенная с установленным непосредственно перед ней воздушно-водяным теплообменником, соединенным по воде с подогревателем высокого давления. Кроме того, линия, соединяющая подогреватель высокого давления с воздушно-водяным теплообменником, сообщена непосредственно с первой ступенью основного экономайзера через регулирующий клапан. При этом на линии, соединяющей конденсатную установку котла с второй ступенью основного экономайзера, установлен воздушно-водяной теплообменник, последовательно соединенный по воздуху с воздушно-водяным теплообменником, расположенным перед дополнительной ступенью водяного экономайзера. Кроме того, на линии, соединяющей конденсатную установку котла с второй ступенью основного экономайзера котла, установлен газоводяной теплообменник для подогрева доменного газа. При этом газоводяной теплообменник может быть установлен на линии, соединяющей воздушно-водяной теплообменник с второй ступенью основного экономайзера котла.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Схема подогрева воздуха и воды включает деаэратор 1 и подогреватель высокого давления 2, последовательно соединенные через первую ступень 3 основного экономайзера и конденсатную установку 4 с второй ступенью 5 основного экономайзера котла. На линии, соединяющей подогреватель высокого давления 2 с первой ступенью 3 основного экономайзера, установлена в качестве замыкающей поверхности котла по газам, встроенная в водяной тракт котла дополнительная ступень 6 водяного экономайзера высокого давления, непосредственно соединенная с первой ступенью 3 основного экономайзера и сообщенная с установленным непосредственно перед ней воздушно- водяным теплообменником 7, соединенным по воде с подогревателем высокого давления 2.

Воздушно-водяной теплообменник 7 соединен с дутьевым вентилятором 8. При этом схема включает байпас 9 воздушно-водяного теплообменника по воздуху, а линия, соединяющая подогреватель высокого давления 2 с воздушно-водяным теплообменником 7 сообщена непосредственно с первой ступенью 3 основного экономайзера через регулирующий клапан 10. На линии, соединяющей конденсатную установку 4 котла с второй ступенью 5 основного экономайзера котла, установлен воздушно-водяной теплообменник 11, последовательно соединенный по воздуху с воздушно-водяным теплообменником 7, расположенным перед дополнительной ступенью 6 водяного экономайзера. На линии, соединяющей воздушно-водяной теплообменник 11 с второй ступенью 5 основного экономайзера котла, установлен газоводяной теплообменник 12 для подогрева доменного газа.

Схема подогрева воздуха и воды работает следующим образом. Питательная вода после деаэратора 1 и подогревателя высокого давления 2 разделяется на два потока. Часть питательной воды поступает в воздушно-водяной теплообменник 7, являющийся первой ступенью подогрева воздуха, и далее - в последнюю по ходу дымовых газов дополнительную ступень 6 водяного экономайзера высокого давления, а остальная часть воды через байпас подается непосредственно в следующую по ходу воды первую ступень 3 основного экономайзера, где смешивается с первым потоком воды из дополнительного экономайзера 6. При этом расход воды через воздушно-водяной теплообменник 7 и дополнительную ступень 6 водяного экономайзера устанавливается таким образом, чтобы ее температура после воздушно-водяного теплообменника 7 не превышала минимально необходимый уровень, достаточный по условиям надежной работы последней по ходу газов дополнительной ступени 6 экономайзера при сжигании серосодержащих топлив. Кроме того, температура воды перед дополнительной ступенью 6 водяного экономайзера может корректироваться с помощью байпаса 9 по воздуху воздушно-водяного теплообменника 7. При этом одновременно обеспечивается высокая экономичность работы котла.

После второй по ходу воды ступени 3 основного экономайзера вода последовательно проходит конденсатную установку 4 котла, вторую ступень подогрева воздуха в воздушно-водяном теплообменнике 11 и поступает в газоводяной теплообменник 12, после чего направляется во вторую ступень 5 основного экономайзера высокого давления котла. При этом обеспечивается эффективное снижение температуры воды на участке конденсатная установка котла 4 - вторая ступень 5 основного экономайзера и, тем самым, минимальное паросодержание воды на выходе из последней ступени экономайзера. Воздух от дутьевого вентилятора 8 поступает в воздушно-водяной теплообменник 7 и далее в воздушно-водяной теплообменник 11 и в топку котла.