Результат интеллектуальной деятельности: Котельная установка

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использована в котельных установках, работающих на природном газе.

Известен аналог - котельная установка с барабаном и топкой, содержащая горелку с трубопроводами подвода топлива и воздуха, подключенные к топке котла, газоход уходящих газов, подключенный к топке котла, и включенный в него дымосос (Арефьев С.Д. Эксплуатация отопительных котлов на газовом топливе. Челябинск. Кн. изд., 1963. Рис. 81 на с. 144). Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостаток аналога и прототипа заключается в пониженной экологической безопасности и недостаточной экономичности работы котельной установки в связи с повышенным содержанием вредных веществ при сгорании топлива, в частности, оксидов азота NO_x, в уходящих газах котла, а также недостаточным использованием теплоты уходящих газов.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является разработка котельной установки с повышенной экономичностью и экологической безопасностью.

Технический результат - повышение экологической безопасности и экономичности котельной установки путем снижения температуры горения в наиболее теплонапряженной части топки и уменьшения концентрации оксидов азота NO_x в уходящих газах, а также более полная утилизация теплоты уходящих газов.

Для достижения этого результата предложена котельная установка с барабаном и топкой, содержащая горелку с трубопроводами подвода топлива и воздуха, подключенные к топке котла, газоход уходящих газов, подключенный к топке котла, и включенный в него дымосос.

Особенность заключается в том, что к трубопроводу подвода топлива перед горелкой котла подключен трубопровод продувочной воды, а в газоход уходящих газов между топкой котла и дымососом включен конденсатор содержащихся в уходящих газах водяных паров, включенный по охлаждающей среде в трубопровод исходной воды перед деаэратором и связанный с деаэратором конденсатопроводом.

Предложенная котельная установка позволяет снизить выделение оксидов азота NO_x при сгорании топлива за счет снижения температуры горения в топке путем введения продувочной воды в трубопровод подвода топлива, а также полностью утилизировать теплоту испарившейся в топке продувочной воды.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого изобретения с получением искомого технического результата.

Принципиальная схема котельной установки приведена на чертеже.

Котельная установка содержит паровой котел 1 с топкой 2. К барабану 3 котла 1 подключен трубопровод 4 продувочной воды. Дутьевой вентилятор 5 связан воздуховодом с воздухоподогревателем 6, который в свою очередь, соединен воздуховодом горячего воздуха с горелкой 7 котла 1. Котел 1 соединен с газоходом 8 уходящих газов, в который включен дымосос 9. К горелке 7 котла 1 подключен трубопровод 10 подвода топлива, в который включен трубопровод 4 продувочной воды. В газоход 8 уходящих газов между топкой 2 и дымососом 9 включен конденсатор 11 водяных паров. По охлаждающей среде конденсатор 11 водяных паров включен в трубопровод 12 исходной воды, который соединен с деаэратором 13. К конденсатору 11 водяных паров подключен конденсатопровод 14, который также соединен с деаэратором 13.

Котельная установка работает следующим образом.

В топку 2 котла 1 к горелке 7 подают топливо и воздух. Первичный воздух забирается из атмосферы при помощи дутьевого вентилятора 5 и перед подачей к горелке 7 подогревается в воздухоподогревателе 6. Топливо к горелке 7 поступает по трубопроводу 10 подвода топлива. Уходящие газы котла 1 по газоходу 8 уходящих газов при помощи дымососа 9 отводятся из газового тракта котла 1 в дымовую трубу.

Из барабана 3 котла 1 по трубопроводу 4 продувочная вода поступает в трубопровод 10 подвода топлива, где смешивается с природным газом. Полученная таким образом смесь продувочной воды и природного газа через горелку 7 подается в топку 2 котла 1. Введение части продувочной воды в трубопровод 10 подвода топлива позволяет снизить температуру горения топлива и предотвратить тем самым образование термических оксидов азота.

Перед выбросом в атмосферу уходящие газы проходят через конденсатор 11 водяных паров в целях утилизации теплоты испарения введенной в топку 2 продувочной воды и водяных паров, образовавшихся в процессе горения природного газа в топке 2 котла 1. Конденсатор 11 водяных паров охлаждается исходной водой, подаваемой по трубопроводу 12 исходной воды. После конденсатора 11 водяных паров исходная вода направляется в деаэратор 13 по трубопроводу 12 исходной воды. Образующийся вследствие конденсации водяных паров конденсат из конденсатора 11 по конденсатопроводу 14 направляется в деаэратор 13.

Предложенная котельная установка позволяет повысить экономичность и экологическую безопасность работы котельной установки за счет снижения выбросов NO_x в атмосферу и полностью утилизировать теплоту конденсации водяных паров в уходящих газах, образовавшихся в топке при испарении продувочной воды и при сгорании природного газа.

Таким образом, предложенная котельная установка позволяет достичь заявленный технический результат.