Устройство защиты от коррозии при переходе от сжигания природного газа на сжигание мазута экономайзера-конденсатора и экономайзер-конденсатор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ СЖИГАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА СЖИГАНИЕ МАЗУТА ЭКОНОМАЙЗЕРА-КОНДЕНСАТОРА И ЭКОНОМАЙЗЕР-КОНДЕНСАТОР(71) Заявитель Проектное научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие БелНИПИэнергопром(72) Авторы Внуков Алексей Карлович Розанова Фаина Алексеевна(73) Патентообладатель Проектное научноисследовательское республиканское унитарное предприятие БелНИПИэнергопром(57) 1. Устройство защиты от коррозии при переходе от сжигания природного газа на сжигание мазута экономайзера-конденсатора для системы теплоснабжения с нагревательным котлом, имеющего вход и выход для отходящих газов и вход и выход для теплоносителя,содержащее входной и выходной клапаны и элемент шунтирования с третьим управляемым клапаном, отличающееся тем, что входной и выходной управляемые клапаны выполнены для установки на входе и выходе экономайзера-конденсатора для теплоносителя,а элемент шунтирования включен между указанными клапанами, причем устройство снабжено разгрузочным приспособлением для компенсации расширения остаточного теплоносителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что теплоносителем является вода. 84412012.08.30 3. Экономайзер-конденсатор для системы теплоснабжения с нагревательным котлом,представляющий собой объем, ограниченный стенками и выполненный со входом для подачи отходящих газов от водогрейного котла и с выходом для вывода указанных газов, содержащий теплообменник, размещенный в указанном объеме и выполненный с выводами для подачи и вывода теплоносителя, и устройство защиты при переходе от сжигания природного газа на сжигание мазута экономайзера-конденсатора от коррозии,содержащее входной и выходной клапаны и элемент шунтирования с третьим управляемым клапаном, отличающийся тем, что указанные входной и выходной управляемые клапаны установлены на входе и выходе экономайзера-конденсатора для теплоносителя,а элемент шунтирования включен между указанными клапанами, причем вход и выход объема экономайзера конденсатора выполнены для непосредственного прохода отходящих газов, а устройство защиты снабжено разгрузочным приспособлением для компенсации расширения остаточного теплоносителя из теплообменника. 4. Экономайзер-конденсатор по п. 3, отличающийся тем, что теплоносителем является вода.(56) 1. Патент РФ 2089790, 1997. 2. Патент РФ 2331818, 2008. 3. Жигурс А., Церс А. и др. Утилизация тепла дымовых газов на теплоисточниках г. Риги // Новости теплоснабжения. -5. - 2010 (прототип). 4. Внуков А.К. Теплохимические процессы в газовом тракте паровых котлов. - М. Энергоиздат, 1981. Полезная модель относится к теплоэнергетике и предназначена для использования при эксплуатации централизованных и автономных систем теплоснабжения с нагревательным котлом. Широко известны системы теплоснабжения с использованием более чем одного источника тепла, как, например, 1, 2. Следует учесть, что при сжигании природного газа 12 его энергии теряется с водяными парами отходящих газов. Одним из вариантов утилизации энергии отходящих газов является использование экономайзера-конденсатора, описанное, например в 3. Описанная система отопления содержит нагревательный котел, связанный с замкнутой отопительной сетью, которая имеет приточную и обратную ветви, а также экономайзерконденсатор, вход которого связан с выводом отходящих газов котла, а выход предназначен для вывода охлажденных отходящих газов. В экономайзере-конденсаторе размещен теплообменник, связанный с обратной ветвью отопительной сети. Описанный экономайзер-конденсатор является наиболее близким к заявленному. Даже при использовании в качестве топлива природного газа конденсация водяных паров сопровождается растворением в этом конденсате 2 и 2 и конденсат становится раствором с 24, что, в свою очередь, приводит к недопустимо быстрой коррозии малоуглеродистых сталей. Применение нержавеющих сталей считалось нерентабельным в связи с их дороговизной по отношению к топливу. При переходе на резервное топливо - мазут - в конденсате водяных паров растворяются оксиды серы 2, и даже нержавеющая сталь быстро корродирует. Для предотвращения коррозии в описанной в 3 системе применено шунтирование экономайзера-конденсатора по отходящим газам, для чего она содержит устройство защиты экономайзера-конденсатора от коррозии, наиболее близкое к заявленному. Указанное устройство защиты содержит управляемые клапаны, установленные на входе и выходе экономайзера-конденсатора, а шунтирование производят посредством шунтирующего 2 84412012.08.30 элемента - трубопровода, соединяющего напрямую выход котла и вывод для отходящих газов. В этот шунтирующий элемент последовательно включен третий управляемый клапан. Недостатками описанного технического решения являются усложнение и удорожание экономайзера-конденсатора и необходимость применения плотных шиберов в качестве управляемых клапанов. Задачей настоящей полезной модели является создание простого, экономичного устройства для защиты от коррозии экономайзера-конденсатора и экономайзера-конденсатора с таким устройством. Поставленная задача в устройстве защиты от коррозии при переходе от сжигания природного газа на сжигание мазута экономайзера-конденсатора для системы теплоснабжения с нагревательным котлом, имеющего вход и выход для отходящих газов и вход и выход для теплоносителя, содержащим входной и выходной клапаны и элемент шунтирования с третьим управляемым клапаном, решена тем, что входной и выходной управляемые клапаны выполнены для установки на входе и выходе экономайзера-конденсатора для теплоносителя, а элемент шунтирования включен между указанными клапанами, причем устройство снабжено разгрузочным приспособлением для компенсации расширения остаточного теплоносителя. Поставленная задача в экономайзере-конденсаторе для системы теплоснабжения с нагревательным котлом, представляющем собой объем, ограниченный стенками и выполненный со входом для подачи отходящих газов от водогрейного котла и с выходом для вывода указанных газов, содержащем теплообменник, размещенный в указанном объеме и выполненный с выводами для подачи и вывода теплоносителя, и устройство защиты при переходе от сжигания природного газа на сжигание мазута экономайзера-конденсатора от коррозии, содержащее входной и выходной клапаны и элемент шунтирования с третьим управляемым клапаном, решена тем, что указанные входной и выходной управляемые клапаны установлены на входе и выходе экономайзера-конденсатора для теплоносителя, а элемент шунтирования включен между указанными клапанами, причем вход и выход объема экономайзера-конденсатора выполнены для непосредственного прохода отходящих газов, а устройство защиты от коррозии снабжено разгрузочным приспособлением для компенсации расширения остаточного теплоносителя. Теплоносителем предпочтительно является вода. На фигуре представлено схематическое изображение неограничивающего примера реализации системы теплоснабжения с заявленным экономайзером-конденсатором, снабженным заявленным устройством защиты от коррозии. Система теплоснабжения, в которой использован заявленный экономайзер-конденсатор 1, содержит отопительный котел 2, связанный с замкнутой сетью теплоснабжения,которая имеет приточную 3 и обратную 4 ветви. Экономайзер-конденсатор 1 представляет собой объем, ограниченный стенками, и имеет вход 5, непосредственно соединенный с выводом 6 отходящих газов котла 2 и выходом 7 для непосредственного вывода отходящих газов. В экономайзере-конденсаторе 1 размещен теплообменник 8, связанный с обратной ветвью 4 отопительной сети выводами входом 9 для подачи теплоносителя и выходом 10 для вывода теплоносителя. Имеется также заявленное устройство защиты экономайзера-конденсатора 1 от коррозии, содержащее входной 11 и выходной 12 управляемые клапаны и элемент 13 шунтирования с третьим управляемым клапаном 14. Входной 11 и выходной 12 клапаны установлены на входе 9 и выходе 10 экономайзераконденсатора 1 для теплоносителя, а элемент 13 шунтирования в виде трубопровода с управляемым клапаном 14 включен между указанными клапанами 11 и 12. Как известно 4, расчетная формула массопереноса водяных паров между дымовыми газами и стенкой записывается выражением П(Ргаз-Рст), кг,3(Ргаз-Рст) - потенциал массопереноса, разность парциальных давлений паров воды в дымовых газах и давления насыщения водяных паров при температуре стенки, ата. При (Ргаз-Рст)0 массоперенос прекращается. Утилизацию тепла водяных паров осуществляют в течение достаточно продолжительной части отопительного периода. При работе нагревательного котла на природном газе клапаны 11 и 12 открыты, клапан 14 закрыт и теплоноситель в обратной ветви 4 отопительной сети протекает через теплообменник 8, который в объеме экономайзера-конденсатора 1 омывается нагретыми отводящими газами, проходящими через вывод 6 котла 2, вход 5 экономайзераконденсатора 1 на его выход 7. При переходе на резервное топливо теплоноситель пропускают в обход экономайзераконденсатора 1 (клапаны 11, 12 закрыты, клапан 14 открыт). Отходящие газы продолжают пропускать через экономайзер-конденсатор 1, где они нагревают теплоноситель, содержащийся в теплообменнике 8, сам теплообменник 8 и стенки экономайзера-конденсатора 1 до температуры этих газов, что делает массоперенос водяных паров между дымовыми газами и стенкой невозможным, т.к. выполняется условие (Ргаз-Рст)0. Поскольку массоперенос водяных паров между дымовыми газами и стенкой прекращается, коррозия стенок экономайзера-конденсатора и теплообменника не происходит, т.е выполняется назначение заявленного способа и заявленного устройства экономайзер-конденсатор защищен от коррозии. Поскольку температура отходящих газов может достигать 200 С, замкнутый в пространстве теплообменника 8 теплоноситель будет расширяться. Во избежание разрыва металла устройство оснащено разгрузочным приспособлением 15 для дренирования расширившегося теплоносителя или отвода его трубкой малого сечения (на фигуре не показано) в приточную 3 или обратную 4 ветви сети теплоснабжения. Поскольку в заявленных технических решениях переключают теплоноситель, а не горячие газы, управляемые клапаны для этого выполнены гораздо меньшими по размерам и более простыми, чем шиберы, используемые в ближайшем аналоге. Управление теплоносителем, которым чаще всего является вода с температурой 50-55 С, также является значительно более простым и безопасным процессом, чем управление горячими газами с температурой до 200 С. Таким образом, созданы простое, экономичное устройство для защиты от коррозии экономайзера-конденсатора и экономайзер-конденсатор с таким устройством. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4