|
|
Предлагаемая продукция - конденсационные котлы ВПКГ
|
|
Конденсационные котлы ВПКГ (водогрейные поверхностно-контактные газовые) представляют собой особый класс водонагревательных устройств, в которых используются два способа теплопередачи между жидкостью и газами, воплощенные в две последующие, одна за другой, ступени нагрева воды:
1. Предварительная ступень – на поверхности керамической теплоутилизационной насадки при непосредственном контакте нагреваемой воды с продуктом сгорания (контактный способ); 2. Вторая ступень – догрев воды до барометрической температуры кипения, и деаэрация ее в теплопередающей поверхности водоохлаждаемой топочной камеры и конвективного газотрубного пучка. В котлах ВПКГ теплообмен между средами производится при атмосферном давлении. Удачное сочетание двух способов теплопередачи позволяет иметь на всех режимах работы продукционную воду, соответствующую требованиям стандартов к качеству сетевой воды при коэффициенте использования температуры сгорания топлива на 15 – 17% более высоким, чем у традиционных водогрейных котлов (видимый КПД = 108,72% по Qн или 97,3% по Qв). Более высокий коэффициент использования теплоты сгорания топлива в котлах ВПКГ достигается благодаря глубокому охлаждению продуктов сгорания нагреваемой водой на поверхности контактной насадки, в результате чего часть водяных паров, содержащихся в газах, конденсируется, а скрытая теплота конденсации используется для нагрева воды. Одновременно происходит и подпитка нагреваемой воды конденсатом из продуктов сгорания. Количество передаваемого тепла при конденсации зависит от температуры исходной питательной воды, и чем она ниже, тем выше эффективность процесса в целом. Котел ВПКГ (рис.1) состоит из цилиндрического вертикального корпуса с размещенной в нем водоохлаждаемой топочной камерой, снабженной газогорелочным устройством и расположенной над ней контактной утилизационной насадки из керамических колец Рашига. На топочной камере в верхней конической крышке вварены трубы конвективного газотрубного пучка, причем верхние торцы труб выведены на одну горизонтальную плоскость и не имеют ограничений при температурном расширении. По периметру газотрубного пучка ниже верхних торцов труб установлена цилиндрическая перегородка, обеспечивающая уровень в зоне нагрева воды и ее перелив в водосборник продукционной воды. Непосредственно над газотрубным конвективным пучком под контактной насадкой установлен водоотражательный козырек, предназначенный для направления в опускные трубы стекающей из контактной насадки воды и предотвращения ее попадания в трубы пучка.
Процесс нагрева воды в котле производится по следующей схеме. Питательная вода через водораспределительное устройство (система перфорированных труб) подается на поверхность контактной насадки, где осуществляется ее предварительный нагрев в контакте с парогазовой смесью, состоящей из продуктов сгорания, охлажденных в газотрубном конвективном пучке, и выпара от кипящей воды. Предварительно нагретая вода по опускным трубам отводится в нижнюю часть полости, образованной корпусом котла и топочной камеры, и поднимаясь, последовательно нагревается от стенки топочной камеры и труб конвективного газотрубного пучка до барометрической температуры кипения и кипит. Кипение воды обеспечивается «лишней» поверхностью нагрева конвективного газотрубного пучка. Нагретая вода поступает через переливную перегородку в водосборник продукционной воды, откуда она отводится потребителю. Топливосберегающая технология теплоснабжения (рис.3) обеспечивается установкой за котлом ВПКГ теплоутилизационного теплообменника нагрева воды для нужд ГВС. Поскольку уходящие газы из котла ВПКГ имеют 100% влажность, при входе в теплоутилизационный теплообменник сразу же начинается процесс конденсации водяных паров из газов, благодаря чему значительно интенсифицируется теплообмен и не требуется громоздкая поверхность нагрева. Нагретая в теплоутилизационном теплообменнике вода поступает для окончательного догрева до 60°С в теплообменник ГВС и сливается, а затем насосами подается потребителям. Температура подаваемой в сеть горячей воды всегда постоянна и поддерживается на уровне 60 градусов С.
Рис. 3. Схема котельной с 3-я котлами ВПКГ
Перед выбросом в атмосферу отработанные и охлажденные газы из теплоутилизационного теплообменника перед выходом в дымосос разбавляются холодным воздухом из атмосферы. Это позволяет дополнительно получить некоторое количество конденсата для подпитки сети и одновременно поддерживать заданное разряжение в топке котла. В среднем количество «наработанного» конденсата в течение отопительного сезона находится на уровне 0,25% от часового расхода сетевой воды. Однако главное преимущество предлагаемой технологии это все же экономия природного газа, которая, как уже указывалось, достигает 15% по сравнению с лучшими образцами зарубежной котельной техники. При этом КПД технологии находится, по существу, на пределе максимального возможного значения (рис. 2; таб.I.)
Еще одно преимущество предлагаемой технологии – пониженное, более чем в 3 раза, содержание вредных выбросов в уходящих газах (таб.I). Объясняется это с одной стороны уменьшением расхода топлива, а с другой – эффективной организацией процесса его сгорания. Так как процесс нагрева воды в котлах ВПКГ производится при атмосферном давлении сред, а конструкция обеспечивает свободные температурные расширения основных узлов и деталей относительно друг друга, его безопасность и надежность находится на самом высоком уровне. За 10 лет эксплуатации головного котла ВПКГ-2,5 не было ни одной внеплановой остановки по причине неисправности котла. При этом следует отметить, что котлы ВПКГ имеют высокую степень ремонтопригодности, а ко всем основным узлам имеется доступ для визуального наблюдения. В то же время конструкция котла достаточно проста, а стоимость его изготовления ниже, чем у обычных котлов той же мощности. Это объясняется как пониженной металлоемкостью, так и отсутствием дефицитных материалов и технологичностью сборки. |
