Установка для утилизации тепла

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Гудымов Эрнест Андреевич Родионов Борис НиколаевичЮрша Иосиф Антонович Сурба Анатолий Константинович Антонов Николай Анатольевич Сурус Леонид Иванович Поляков Николай Васильевич Огурцов Николай Константинович Пугач Федор Владимирович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(57) Установка для утилизации тепла, содержащая газоход, теплообменную поверхность со входным и выходным коллекторами, сепаратор для разделения пароводяной эмульсии,трубопровод от выходного коллектора теплообменной поверхности к сепаратору, циркуляционный насос, трубопровод от нижней части сепаратора к всасу циркуляционного насоса, трубопровод от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности, питательный насос, трубопровод от питательного насоса, смеситель питательной и циркуляционной воды, отличающаяся тем, что установка для утилизации тепла содержит водо-водяной теплообменник, расположенный на трубопроводе от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности, при этом смеситель питательной и циркуляционной воды расположен на том же трубопроводе после водо-водяного теплообменника, а трубопровод от питательного насоса разделен на две ветви одна из которых идет к смесителю, а вторая к сепаратору для разделения пароводяной эмульсии.(56) 1. Сидельковский Л.Н. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты.- М. Энергоатомиздат, 1998. - С. 58, рис. 3.17. 2.2254,С 1, МПК 28 В 1/00,28 7/00, 1998 (прототип). Полезная модель относится к установкам для утилизации тепла отходящих газов, в частности продуктов сгорания, с целью получения насыщенного пара и может быть использована в любой отрасли промышленности, где есть отходящие газы повышенной температуры и требуется насыщенный пар. Известна установка для утилизации тепла, содержащая газоход, теплообменную поверхность со входным и выходным коллекторами, сепаратор для разделения пароводяной эмульсии, трубопровод от выходного коллектора теплообменной поверхности к сепаратору, циркуляционный насос, трубопровод от нижней части сепаратора к всасу циркуляционного насоса, трубопровод от нагревательного патрубка циркуляционного насоса,питательный насос, трубопровод от питательного насоса. При этом установка для утилизации содержит экономайзер для подогрева смеси питательной и циркуляционной воды со входным и выходным коллекторами, трубопровод от выходного коллектора экономайзера ко входному коллектору теплообменной поверхности, а трубопровод от питательного насоса выходным концом присоединен к сепаратору пароводяной эмульсии, трубопровод от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса выходным концом присоединен ко входному коллектору экономайзера 1. Эта установка для утилизации тепла обладает низкой надежностью в работе, особенно при получении пара низкого давления. Вследствие того, что установка для утилизации содержит экономайзер для подогрева смеси питательной и циркуляционной воды со входным и выходным коллекторами, трубопровод от выходного коллектора экономайзера ко входному коллектору теплообменной поверхности, а трубопровод от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса выходным концом присоединен ко входному коллектору экономайзера, смесь циркуляционной и питательной воды перед входом в основную теплообменную поверхность подогревается, и поэтому на выходе из теплообменной поверхности имеет место не пароводяная эмульсия, а поток пара, содержащий капельки воды, особенно при низких давлениях получаемого пара. Это приводит, с одной стороны, к эрозии трубы изнутри, а с другой стороны, к перегреву трубы из-за снижения коэффициента теплоотдачи также изнутри. А все это вместе взятое приводит к выходу установки из строя. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является установка для утилизации тепла, содержащая газоход, теплообменную поверхность со входным и выходным коллекторами, сепаратор для разделения пароводяной эмульсии, трубопровод от выходного коллектора теплообменной поверхности к сепаратору, циркуляционный насос, трубопровод от нижней части сепаратора к всасу циркуляционного насоса, трубопровод от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности, питательный насос, трубопровод от питательного насоса, смеситель питательной и циркуляционной воды, при этом установка для утилизации тепла содержит экономайзер для подогрева питательной воды со входным и выходным коллекторами, трубопровод от выходного коллектора экономайзера к смесителю, дроссельное устройство на трубопроводе от выходного коллектора теплообменной поверхности к сепаратору, а трубопровод от питательного насоса присоединен ко входному коллектору экономайзера, смеситель расположен на трубопроводе от сепаратора к циркуляционному насосу 2. Эта теплоутилизационная установка также обладает низкой надежностью в работе,особенно при получении пара низкого давления. 2 859 Вследствие того, что установка для утилизации тепла содержит экономайзер для подогрева питательной воды со входным и выходным коллекторами, трубопровод от выходного коллектора экономайзера к смесителю, а трубопровод от питательного насоса присоединен ко входному коллектору экономайзера, смеситель расположен на трубопроводе от сепаратора к циркуляционному насосу, вся питательная вода подогревается и во входной патрубок основной теплообменной поверхности подается горячая смесь циркуляционной и питательной воды, которая может вскипеть в этой поверхности, на что она не расчитана. Это приводит к выходу поверхности и всей установки в целом из строя. Вследствие того, что установка для утилизации тепла содержит дроссельное устройство на трубопроводе от выходного коллектора теплообменной поверхности к сепаратору,в нем происходит бурное вскипание воды с образованием потока пара, содержащего капельки воды. Причем объемное содержание пара тем больше, чем ниже его давление. Этот, содержащий капельки воды, поток пара будет действовать разрушающе, как само дроссельное устройство, так и на расположенный после него трубопровод. Задачей полезной модели является повышение надежности работы установки для утилизации тепла. Для решения поставленной задачи в установке для утилизации тепла, содержащей газоход, теплообменную поверхность со входным и выходным коллекторами, сепаратор для разделения пароводяной эмульсии, трубопровод от выходного коллектора теплообменной поверхности к сепаратору, циркуляционный насос, трубопровод от нижней части сепаратора к всасу циркуляционного насоса, трубопровод от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности, питательный насос,трубопровод от питательного насоса, смеситель питательной и циркуляционной воды, согласно полезной модели, установка для утилизации тепла содержит водяной теплообменник, расположенный на трубопроводе от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности, смеситель питательной и циркуляционной воды расположен на том же трубопроводе после водо-водяного теплообменника, а трубопровод от питательного насоса разбивается на две ветви одна из которых идет к смесителю, а вторая к сепаратору для разделения пароводяной эмульсии. Благодаря тому, что установка для утилизации тепла содержит водо-водяной теплообменник, расположенный на трубопроводе от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности, поступающая ко входному коллектору вода охлаждается, что приводит к снижению объемного расхода пара на выходе из теплообменной поверхности и повышению надежности ее работы. Благодаря тому, что в установке для утилизации тепла смеситель питательной и циркуляционной воды расположен на трубопроводе от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса ко входному коллектору теплообменной поверхности после водо-водяного теплообменника, а трубопровод от питательного насоса разбивается на две ветви, одна из которых идет к смесителю, смесь циркуляционной и питательной воды дополнительно охлаждается за счет того, что температура питательной воды намного ниже циркуляционной. Это приводит к повышению надежности работы теплообменной поверхности и всей установки в целом. На фигуре представлена установка для утилизации тепла. Установка для утилизации тепла содержит газоход 1, теплообменную поверхность 2 со входным 3 и выходным 4 коллекторами, сепаратор 5 для разделения пароводяной эмульсии, трубопровод 6 от выходного коллектора 4 к сепаратору 5, циркуляционный насос 7, трубопровод 8 от сепаратора 5 к всасу циркуляционного насоса 7, трубопровод 9 от нагнетательного патрубка циркуляционного насоса 7 ко входному коллектору 3, питательный насос 10, трубопровод 11 от питательного насоса 10, смеситель 12 питательной и циркуляционной воды. Кроме того установка содержит водо-водяной теплообменник 13,расположенный на трубопроводе 9. А трубопровод 11 питательной воды разбивается на 3 859 две ветви 14 и 15 по ветви 14 питательная вода подается в смеситель 12, а по ветви 15 в сепаратор 5. Установка для утилизации тепла работает следующим образом. Через газоход 1 осуществляют подачу горячих отходящих газов (например, продуктов сгорания). Циркуляционный насос 7 осуществляет подсос смеси циркуляционной и части питательной воды из сепаратора 5 по трубопроводу 8, направляя ее по трубопроводу 9 (через теплообменник 13 и смеситель 12) ко входному патрубку 3 поверхности 2. Насос питательной воды 10 подает воду в трубопровод 11, из которого часть воды по ветви 15 подается в сепаратор 5 для предотвращения вскипания циркуляционной воды в трубопроводе 8 и насосе 7, а часть питательной воды по ветви 14 подается в смеситель 12. Через теплообменник 13 по другой стороне теплообменной его поверхности осуществляют подачу нагреваемой (например, сетевой) воды. Вода, пройдя через теплообменную поверхность 2, частично вскипает и поступает в коллектор 4, из которого по трубопроводу 6 подается в сепаратор 5. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4