ГАЗОВОДЯНОЙ ТЕПЛООБМЕННИК С ЗАЩИТОЙ ОТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРОЗИИ С ГАЗОВОЙ СТОРОНЫ

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в водогрейных котлах, водогрейных промышленных котлах-утилизаторах, в газовых подогревателях конденсата, сетевой и подпиточной воды котлов-утилизаторов, устанавливаемых за газовыми турбинами и дизельными двигателями, и т.п. для защиты газоводяных теплообменников от низкотемпературной коррозии с газовой стороны, возникающей в результате конденсации на холодной теплообменной поверхности содержащихся в дымовых газах водяных паров, при номинальной мощности, а также для обеспечения заданного закона изменения температуры воды на выходе из теплообменника при снижении его тепловой мощности.

Известен газоводяной теплообменник, содержащий теплообменную поверхность, трубопровод подачи в теплообменник холодной воды и средство повышения температуры холодной воды на входе в теплообменник до значения, превышающего точку росы водяных паров в греющих газах ([1] - аналог). Средство повышения температуры холодной воды на входе в теплообменник согласно [1] выполнено в виде снабженного насосом рециркуляционного трубопровода, соединяющего выход горячей воды теплообменника с трубопроводом холодной воды. Теплообменник представляет собой водогрейный котел, снабженный экономайзером, включенным в рециркуляционный контур, причем рециркуляционный трубопровод нагретой в водогрейном котле воды подключен на вход водяного экономайзера.

Недостатками известного теплообменника [1] являются необходимость применения рециркуляционного насоса большей производительности, значительные затраты энергии на создание расхода рециркуляции, необходимого для нагрева поступающей в котел воды до безопасной по условиям низкотемпературной коррозии температуры.

Известен наиболее близкий по назначению и достигаемому эффекту газоводяной теплообменник, содержащий разделенную по меньшей мере на две последовательно включенные по воде секции теплообменную поверхность, трубопровод подачи холодной воды в первую секцию, байпасный трубопровод для подмешивания холодной воды по каскадной схеме во все остальные секции и средство повышения температуры холодной воды на входе в первую из упомянутых секций до значения, превышающего точку росы водяных паров в греющих газах ([2] - прототип). Средство повышения температуры холодной воды согласно [2] так же, как в [1], представляет собой снабженный насосом рециркуляционный трубопровод. За счет уменьшения количества рециркулируемой воды в результате подмешивания холодной воды во все секции теплообменной поверхности техническое решение [2] позволяет уменьшить затраты энергии на рециркуляцию, но не может исключить полностью потребность в рециркуляционном насосе.

Достигаемым результатом изобретения является полное устранение необходимости в циркуляционном насосе с соответственно полным устранением капитальных затрат на его приобретение и эксплуатационных энергетических затрат на привод насоса.

Получение указанного результата обеспечивается тем, что в газоводяном теплообменнике, содержащем разделенную по меньшей мере на две последовательно включенные по воде секции теплообменную поверхность, трубопровод подачи холодной воды в первую секцию, байпасный трубопровод для подмешивания холодной воды по каскадной схеме во все остальные секции и средство повышения температуры холодной воды на входе в первую из упомянутых секций до значения, превышающего точку росы водяных паров в греющих газах, согласно изобретению упомянутое средство выполнено в виде водо-водяного преднагревателя холодной воды, подключенного по греющей среде к выходу горячей воды из последней секции теплообменной поверхности.

На чертеже в качестве примера изображена схема включения газоводяного теплообменника (газового подогревателя конденсата) согласно изобретению по нагреваемой стороне (по воде) и греющей стороне (дымовым газам).

Теплообменник в частном случае содержит четыре трубные секции 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 теплообменной поверхности, соединенные последовательно по воде линиями 2 основного потока конденсата и омываемые параллельно потоком 3 дымовых газов, трубопровод 4 подачи холодной воды в первую секцию 1.1, байпасный трубопровод 5 для подмешивания холодной воды по каскадной схеме во все остальные секции 1.2-1.4 и средство повышения температуры холодной воды на входе в первую секцию 1.1 до значения, превышающего точку росы водяных паров в греющих газах (в данном примере 60°С), причем упомянутое средство выполнено в виде водо-водяного преднагревателя 6 холодной воды, подключенного по греющей среде линией 7 к выходу горячей воды из последней секции 1.4 теплообменной поверхности, а по нагреваемой среде - в рассечку трубопровода 4 подачи холодной воды в первую секцию 1.1. Линии 4 и 5 подключены к общему подающему трубопроводу 8 холодной воды, снабженному насосом 9.

Работа газоводяного теплообменника согласно изобретению осуществляется следующим образом. Насосом 9 холодная вода (конденсат) нагнетается по трубопроводу 4 в преднагреватель 6, после которого, нагретая до безопасной по условиям коррозии температуры (в данном примере до 60°С), она поступает на вход первой секции 1.1 теплообменной поверхности газового подогревателя конденсата. Пройдя последовательно секции 1.1-1.4 теплообменной поверхности подогревателя, горячий конденсат в качестве греющей среды подается в преднагреватель 6, после охлаждения в котором до температуры 160°С поступает к потребителю. Часть холодного конденсата по трубопроводу 5 по каскадной схеме подмешивается на вход каждой из секций 1.2-1.4.

Таким образом, согласно изобретению по всему тракту нагрева конденсата его температура превышает на заданную величину температуру точки росы водяных паров в дымовых (греющих) газах, что обеспечивает защиту теплообменной поверхности от низкотемпературной коррозии с газовой стороны без необходимости применения рециркуляционного насоса. Это сокращает расход энергии и повышает надежность работы теплообменника.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР №1390489, 4 F 24 H 1/00, 1986.

2. Заявка №2003111636 от 25.04.2003 на выдачу патента РФ на полезную модель.