RU145822U1

RU145822U1 - HEAT WATER BOILER CIRCUIT

Info

Publication number: RU145822U1
Application number: RU2014115504/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Васильев; Алена Алексеевна Гуськова; Александр Васильевич Банников
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2014-09-27

Abstract

Тепловая схема водогрейной котельной, включающая водогрейный котел, соединенный с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой и рециркуляционный насос, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды, химводоочистку, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор и подпиточный насос, контур низкокипящего рабочего агента, включающий турбину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и питательный насос, причем вход турбины соединен с выходом теплообменника-испарителя, а выход турбины - с входом конденсатора, выход которого соединен с входом теплообменника-испарителя через питательный насос, отличающаяся тем, что дополнительно содержит поверхностный теплообменный аппарат, встроенный в газоход водогрейного котла, при этом выход поверхностного теплообменного аппарата соединен с входом теплообменника-испарителя, а вход через рециркуляционный насос и систему трубопроводов соединен с выходом теплообменника-испарителя.The thermal diagram of the boiler house, which includes a boiler connected to the supply and return pipelines of the heating system’s network water, the network and recirculation pump, the makeup water treatment system, which contains the raw water heater, chemical water treatment, chemical water heater, vacuum deaerator and make-up pump, low boiling water circuit agent, including a turbine with an electric generator, a heat exchanger-evaporator, a condenser and a feed pump, and the turbine inlet is connected to the heat output the exchanger-evaporator, and the turbine outlet is connected to the condenser inlet, the outlet of which is connected to the inlet of the heat exchanger-evaporator through a feed pump, characterized in that it further comprises a surface heat exchanger integrated in the gas duct of the boiler, while the output of the surface heat exchanger is connected to the inlet of the heat exchanger -evaporator, and the inlet through the recirculation pump and the piping system is connected to the outlet of the heat exchanger-evaporator.

Description

Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетике, в частности, к водогрейным котлам.The utility model relates to industrial heat power engineering, in particular, to hot water boilers.

Известна пиковая водогрейная котельная (Патент на изобретение RU №2184309, МПК F22D 1/00, F24H 1/00, 2002 г.), содержащая включенный в сетевой трубопровод водогрейный котел, вакуумный деаэратор подпиточной воды с трубопроводами исходной воды, греющего агента и деаэрированной подпиточной воды, последний из которых подключен к сетевому трубопроводу. Трубопровод греющего агента подключен к вакуумному деаэратору через расположенный в газоходе водогрейного котла первый по ходу уходящих газов поверхностный теплообменник, а трубопровод деаэрированной подпиточной воды подключен к сетевому трубопроводу через расположенный в этом же газоходе второй по ходу уходящих газов поверхностный теплообменник.A well-known peak boiler house (Patent for invention RU No. 2184309, IPC F22D 1/00, F24H 1/00, 2002), containing a boiler included in the network pipeline, a vacuum makeup water deaerator with piping of the source water, heating agent and deaerated makeup water, the last of which is connected to the network pipeline. The heating agent pipeline is connected to the vacuum deaerator through the first surface heat exchanger located in the flue of the boiler, and the deaerated make-up water pipe is connected to the network pipeline through the second surface heat exchanger located in the same flue.

Недостатком указанной водогрейной котельной является жесткая зависимость ее работы от внешних источников электроснабжения. В случае аварии в системе электроснабжения в зимний период возможны прекращения работы водогрейной котельной, что может привести к аварийной ситуации уже в системе теплоснабжения в результате охлаждения и замерзания воды в теплотрассах и отопительных приборах.The disadvantage of this boiler is the strict dependence of its operation on external sources of power supply. In the event of an accident in the power supply system in the winter, it is possible to stop the operation of the boiler, which can lead to an emergency in the heat supply system as a result of cooling and freezing of water in heating mains and heating appliances.

Известна тепловая схема водогрейной котельной (Патент на полезную модель RU №32861, МПК F22B 33/18, 2003 г.), принятая за прототип, включающая водогрейный котел, соединенный с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой и рециркуляционный насос, систему подготовки подпиточной воды, содержащая подогреватель сырой воды, химводоочистку, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор и подпиточный насос, контур, включающий турбину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и питательный насос, причем вход турбины соединен с выходом теплообменника-испарителя, а выход турбины - с входом конденсатора, выход которого соединен с выходом теплообменника-испарителя через питательный насос, кроме того, вход теплообменника-испарителя соединен с выходом водогрейного котла трубопроводом горячей воды, а выход - с входом водогрейного котла через рециркуляционный насос трубопроводом охлажденной воды.The known thermal circuit of a boiler house (Utility Model Patent RU No. 32861, IPC F22B 33/18, 2003), adopted as a prototype, includes a boiler connected to the supply and return pipelines of the network water of the heating system, network and recirculation pump, system preparation of make-up water, containing a raw water heater, chemical water treatment, a chemically purified water heater, a vacuum deaerator and a make-up pump, a circuit including a turbine with an electric generator, a heat exchanger-evaporator, a condenser and a feed os, and the turbine inlet is connected to the outlet of the heat exchanger-evaporator, and the turbine outlet is connected to the inlet of the condenser, the outlet of which is connected to the outlet of the heat exchanger-evaporator through a feed pump, in addition, the inlet of the heat exchanger-evaporator is connected to the outlet of the boiler by a hot water pipeline, and the outlet - with the inlet of the boiler through the recirculation pump by the chilled water pipeline.

Недостатком указанной тепловой схемы является снижение экономичности водогрейной котельной вследствие отбора большого количества высокотемпературной сетевой воды после котла в контур низкокипящего рабочего агента (контур обеспечения независимого электроснабжения).The disadvantage of this thermal scheme is a decrease in the efficiency of the boiler room due to the selection of a large amount of high-temperature network water after the boiler into the low-boiling agent circuit (independent power supply circuit).

Техническим результатом, достигаемый полезной моделью, является повышение энергетической эффективности котельной за счет утилизации теплоты уходящих газов.The technical result achieved by the utility model is to increase the energy efficiency of the boiler room by utilizing the heat of the flue gases.

Технический результат достигается тем, что тепловая схема водогрейной котельной, включающая водогрейный котел, соединенный с подающим и обратным трубопроводами сетевой воды системы теплоснабжения, сетевой и рециркуляционный насос, систему подготовки подпиточной воды, содержащую подогреватель сырой воды, химводоочистку, подогреватель химочищенной воды, вакуумный деаэратор и подпиточный насос, контур низкокипящего рабочего агента, включающий турбину с электрогенератором, теплообменник-испаритель, конденсатор и питательный насос, причем вход турбины соединен с выходом теплообменника-испарителя, а выход турбины - с входом конденсатора, выход которого соединен с входом теплообменника-испарителя через питательный насос, дополнительно содержит поверхностный теплообменный аппарат, встроенный в газоход водогрейного котла, при этом выход поверхностного теплообменного аппарата соединен с входом теплообменника-испарителя, а вход через рециркуляционный насос и систему трубопроводов соединен с выходом теплообменника-испарителя.The technical result is achieved by the fact that the thermal circuit of the boiler house, including a boiler connected to the supply and return pipelines of the network water of the heating system, a network and recirculation pump, a make-up water preparation system containing a raw water heater, chemical water treatment, chemically purified water heater, a vacuum deaerator and make-up pump, low-boiling working agent circuit, including a turbine with an electric generator, a heat exchanger-evaporator, a condenser and a feed pump, etc. wherein the turbine inlet is connected to the outlet of the heat exchanger-evaporator, and the turbine outlet is connected to the inlet of the condenser, the outlet of which is connected to the inlet of the heat exchanger-evaporator through a feed pump, further comprises a surface heat exchanger integrated into the gas duct of the boiler, while the output of the surface heat exchanger is connected to the input of the heat exchanger-evaporator, and the input through the recirculation pump and the piping system is connected to the output of the heat exchanger-evaporator.

Благодаря подогреву обратной сетевой воды в поверхностном теплообменном аппарате, встроенном в газоход водогрейного котла, обеспечивается требуемая температура воды для нагрева низкокипящего рабочего агента в контуре обеспечения независимого электроснабжения. Это так же позволяет полезно использовать теплоту уходящих газов, исключая использование высокотемпературной сетевой вода в качестве греющего агента, тем самым повысив экономическую эффективность водогрейной котельной.Thanks to the heating of the return network water in the surface heat exchanger built into the gas duct of the boiler, the required water temperature is provided for heating the low-boiling working agent in the independent power supply circuit. It also makes it possible to use the heat of flue gases in a beneficial way, eliminating the use of high-temperature network water as a heating agent, thereby increasing the economic efficiency of the boiler.

На рисунке представлена тепловая схема водогрейной котельной, которая содержит: водогрейный котел 1, сетевой насос 2, рециркуляционный насос 3, подогреватель сырой воды 4, подогреватель химочищенной воды 5, фильтры химочистки 6, подпиточный насос 7, вакуумный деаэратор 8, охладитель выпара 9, водоструйный эжектор 10, расходный бак эжектора 11, насос подачи воды к эжектору 12, теплообменник-испаритель 13, турбина 14, электрогенератор 15, конденсатор 16, питательный насос 17, поверхностный теплообменный аппарат 18, регулировочно-запорная арматура 19.The figure shows the thermal diagram of a boiler house, which contains: a boiler 1, a network pump 2, a recirculation pump 3, a raw water heater 4, a chemically purified water heater 5, dry cleaning filters 6, a boost pump 7, a vacuum deaerator 8, a vapor cooler 9, a water-jet the ejector 10, the supply tank of the ejector 11, a pump for supplying water to the ejector 12, a heat exchanger-evaporator 13, a turbine 14, an electric generator 15, a condenser 16, a feed pump 17, a surface heat exchanger 18, and control and shutoff valves 19.

Тепловая схема водогрейной котельной содержит водогрейный котел 1 с встроенным в газоход поверхностным теплообменным аппаратом 18, сетевой насос 2 и рециркуляционный насос 3, систему подготовки подпиточной воды, включающую подогреватель сырой воды 4, фильтры химочистки 6, подогреватель химочищенной воды 5, вакуумный деаэратор 8 и подпиточный насос 7, а также контур с низкокипящим рабочим агентом, состоящий из турбины 14 с электрогенератором 15, теплообменника-испарителя 13, конденсатора 16 и питательного насоса 17, при этом для нагрева рабочего агента в низкокипящем контуре используется вода, взятая из обратного трубопровода сетевой воды и нагретая в поверхностном теплообменном аппарате 18 уходящими газами. Использование теплоты уходящих газов для подогрева обратной сетевой воды позволяет обеспечить необходимую температуру воды для нагрева рабочего агента и, следовательно, отказаться от использования в качестве греющего агента высокотемпературной сетевой воды после водогрейного котла, т.е. повысить энергетическую эффективность котельной.The thermal diagram of the boiler house contains a boiler 1 with a surface heat exchanger 18 integrated into the gas duct, a network pump 2 and a recirculation pump 3, a make-up water preparation system including a raw water heater 4, dry cleaning filters 6, a purified water heater 5, a vacuum deaerator 8 and a make-up pump 7, as well as a circuit with a low boiling working agent, consisting of a turbine 14 with an electric generator 15, a heat exchanger-evaporator 13, a condenser 16 and a feed pump 17, while for heating the working a cient circuit used in a low boiling water taken from the return pipe network water and heated in a heat exchanger surface 18 leaving gases. Using the heat of the exhaust gases to heat the return network water allows us to provide the necessary water temperature for heating the working agent and, therefore, to refuse to use high-temperature network water as a heating agent after the boiler, i.e. increase the energy efficiency of the boiler room.

Водогрейная котельная работает следующим образом. Вода из обратной линии тепловой сети смешивается с подпиточной водой, и сетевым насосом 2 подается в водогрейный котел 1, где осуществляется ее нагрев до 150°C.Hot water boiler works as follows. The water from the return line of the heating network is mixed with make-up water, and the mains pump 2 is fed into the boiler 1, where it is heated to 150 ° C.

Поток горячей воды на выходе из водогрейного котла 1 разделяется на две части: одна часть теплоносителя направляется в подающую линию тепловой сети, а другая часть проходит через подогреватель химочищенной воды 5, затем через подогреватель сырой воды 4 и с помощью рециркуляционного насоса 3 подается в контур сетевой воды в трубопровод после сетевого насоса 2.The flow of hot water at the outlet of the boiler 1 is divided into two parts: one part of the coolant is sent to the supply line of the heating network, and the other part passes through the chemically purified water heater 5, then through the raw water heater 4 and using a recirculation pump 3 is fed into the network circuit water into the pipeline after the mains pump 2.

Сырая вода из водопровода подогревается в подогревателе сырой воды 4, проходит химочистку в фильтре химочистки 6, дополнительно подогревается в подогревателе химочищенной воды 5 и поступает в вакуумный деаэратор 8, где происходит дегазация.Raw water from the water supply is heated in a raw water heater 4, it is dry cleaned in a dry cleaning filter 6, it is additionally heated in a dry water heater 5 and enters a vacuum deaerator 8, where degassing takes place.

Паровоздушная смесь из вакуумного деаэратора 8 поступает в охладитель выпара 9, где водяные пары конденсируются и стекают обратно в колонку вакуумного деаэратора 8.The vapor-air mixture from the vacuum deaerator 8 enters the vapor cooler 9, where water vapor condenses and flows back to the column of the vacuum deaerator 8.

Вакуум в деаэраторе создается водоструйным эжектором 10, в контур которого включен расходный бак эжектора 11 и насос подачи воды к эжектору 12.The vacuum in the deaerator is created by a water-jet ejector 10, in the circuit of which is included the supply tank of the ejector 11 and the pump for supplying water to the ejector 12.

После вакуумного деаэратора 8 подпиточная вода с помощью подпиточного насоса 7 направляется в трубопровод обратной сетевой воды до сетевого насоса 2.After the vacuum deaerator 8, make-up water is fed through the make-up pump 7 to the return mains water pipe to the mains pump 2.

Поток воды обратного трубопровода на входе в водогрейный котел 1 разделяется на две части: одна часть направляется в котел, а другая часть, проходя через поверхностный теплообменный аппарат 18, встроенный в газоход водогрейного котла 1, подается в теплообменник-испаритель 13, таким образом, утилизируемая теплота уходящих газов обеспечивает достижение технического результата. В теплообеннике-испарителе 13 осуществляется подогрев, парообразование и перегрев низкокипящего рабочего агента (например, бутана).The water flow of the return pipe at the entrance to the boiler 1 is divided into two parts: one part is sent to the boiler, and the other part, passing through the surface heat exchanger 18, built into the gas duct of the boiler 1, is fed into the heat exchanger-evaporator 13, thus the heat of the exhaust gases ensures the achievement of a technical result. In the heat exchanger-evaporator 13, heating, vaporization and overheating of a low-boiling working agent (for example, butane) are carried out.

Охлажденная в теплообменнике-испарителе 13 вода поступает во всасывающий патрубок рециркуляционного насоса 3.The water cooled in the heat exchanger-evaporator 13 enters the suction pipe of the recirculation pump 3.

Перешедший в газообразное состояние и затем перегретый в теплообменнике-испарителе 13 рабочий агент направляется в турбину 14 с электрогенератором 15 для производства электроэнергии.Transformed into a gaseous state and then overheated in the heat exchanger-evaporator 13, the working agent is sent to the turbine 14 with an electric generator 15 to generate electricity.

После турбины 14 пар направляется в конденсатор 16, где происходит его конденсация за счет отвода тепла охлаждающей водой. Полученный конденсат поступает в питательный насос 17, где его давление повышается, после чего рабочий агент поступает в теплообменник-испаритель 13.After the turbine 14, steam is sent to the condenser 16, where it is condensed due to the removal of heat by cooling water. The resulting condensate enters the feed pump 17, where its pressure rises, after which the working agent enters the heat exchanger-evaporator 13.

Таким образом, предлагаемая тепловая схема водогрейной котельной обеспечивает повышение энергетической эффективности котельной за счет утилизации теплоты уходящих газов.Thus, the proposed thermal scheme of the boiler house provides an increase in the energy efficiency of the boiler room by utilizing the heat of the flue gases.

Claims

The thermal diagram of the boiler house, which includes a boiler connected to the supply and return pipelines of the heating system’s network water, the network and recirculation pump, the makeup water treatment system, which contains the raw water heater, chemical water treatment, chemical water heater, vacuum deaerator and make-up pump, low boiling water circuit agent, including a turbine with an electric generator, a heat exchanger-evaporator, a condenser and a feed pump, and the turbine inlet is connected to the heat output the exchanger-evaporator, and the turbine outlet is connected to the condenser inlet, the outlet of which is connected to the inlet of the heat exchanger-evaporator through a feed pump, characterized in that it further comprises a surface heat exchanger integrated in the gas duct of the boiler, while the output of the surface heat exchanger is connected to the inlet of the heat exchanger -evaporator, and the inlet through the recirculation pump and the piping system is connected to the outlet of the heat exchanger-evaporator.