PL225907B1 - Kociol wyposazony w podgrzewacz pary zewnetrznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dziedzina wynalazku

Wynalazek dotyczy kotła wyposażonego w podgrzewacz pary zewnętrznej, w szczególności k otła z oddzielnymi przewodami spalinowymi, regulowanym przepływem i podgrzewaczem pary zewnętrznej, a więc wynalazek dotyczy dziedziny kotłów.

Opis stanu techniki

Powierzchnie grzejne obecnie wykorzystywanych dużych kotłów są zwykle wyposażone w przepływowe ogrzewacze wody, parowniki, przegrzewacze pary i przegrzewacze międzystopniowe. Stosowane sposoby regulowania temperatury pary poddanej przegrzewaniu międzystopniowemu przy wylocie przegrzewacza międzystopniowego, co ma na celu spełnienie określonych wymagań, obejm ują obracanie palnika, natryskowe schładzanie przegrzewacza międzystopniowego, recyrkulację gazów spalinowych i regulowanie temperatury z wykorzystaniem przepustnic gazów spalinowych.

W przypadku kotłów z podwójnymi przewodami spalinowymi powszechnie wykorzystywane jest regulowanie temperatury za pomocą przepustnic gazów spalinowych. Kocioł z temperaturą pary po ddanej przegrzewaniu międzystopniowemu regulowanemu za pomocą przepustnic gazów spalinowych posiada dwa końcowe przewody spalinowe, które nazywane są odpowiednio przednim końcowym przewodem spalinowym i tylnym końcowym przewodem spalinowym. W przednim końcowym przew odzie spalinowym i tylnym końcowym przewodzie spalinowym umieszczone są różne powierzchnie grzejne, zaś przepustnice sterujące temperaturą gazów spalinowych umieszczone są pod rozdzielonymi przewodami spalinowymi. Mówiąc ogólnie, kotły z temperaturą regulowaną za pomocą przepus tnic gazów spalinowych wyposażone są w dwa stopnie (lub dwie części) powierzchni grzejnych przegrzewacza międzystopniowego. Niskotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy (lub pierwsza część) umieszczony jest w przednim końcowym przewodzie spalinowym, natomiast wysokotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy (lub druga część) umieszczony jest w poziomym kanale spalinowym znajdującym się przed końcowymi kanałami spalinowymi. Niskotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy umieszczony jest w tylnym końcowym przewodzie spalinowym. Przepływowe ogrzewacze wody umieszczone są odpowiednio pod niskotemperaturowym przegrzewaczem międzystopniowym znajdującym się w przednim końcowym przewodzie spalinowym i pod niskotemperaturowym przegrzewaczem międzystopniowym znajdującym się w tylnym końcowym przewodzie spalinowym lub, jeżeli jest to wymagane, są umieszczone oddzielnie pod niskotemperaturowym przegrzewaczem międzystopniowym znajdującym się w tylnym końcowym przewodzie spalinowym. Zdolność pochłaniania ciepła przez powierzchnie grzejne znajdujące się w przednim końcowym przewodzie spalinowym i tylnym końcowym przewodzie spalinowym zmieniana jest przez regulowanie otwarcia przepustnic sterujących temperaturą gazów spalinowych i regulowanie przepływu gazów spalinowych w przednim końcowym przewodzie spalinowym i tylnym końcowym przewodzie spalinowym, przy czym zmieniana jest w szczególności zdolność pochłaniania ciepła niskotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego, dzięki czemu zapewniono możliwość regulowania temperatury pary po ddanej przegrzewaniu międzystopniowemu.

Na fig. 2 przedstawiono schemat konstrukcyjny konwencjonalnego kotła z podwójnymi przewodami spalinowymi. Para wypływająca z wysokociśnieniowego cylindra turbiny parowej wprowadzana jest do komory wlotowej pary poddanej przegrzewaniu międzystopniowemu 15, ogrzewana jest przez niskotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy 6.1, po czym wprowadzana jest do komory wyl otowej niskotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego 16. Para jest następnie kierowana za pośrednictwem rury do komory wlotowej wysokotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego 17, ogrzewana do wymaganej temperatury przez wysokotemperaturowy przegrzewacz międz ystopniowy 18, a następnie wprowadzana do komory wylotowej wysokotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego 19. Poddana przegrzewaniu międzystopniowemu para o wysokiej temperaturze spełniająca odpowiednie parametry kierowana jest do kolejnego systemu (zwykle jest to średnioc iśnieniowy cylinder turbiny parowej) w celu kolejnego wykonania pracy. Przedni przepływowy ogrzewacz wody 6.2 zamontowany jest pod niskotemperaturowym przegrzewaczem międzystopniowym 6.1, drugi niskotemperaturowy przegrzewacz pary 7.1 oddzielony jest przez przegrodę po drugiej stronie niskotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego 6.1, zaś tylny przepływowy ogrzewacz wody 7.2 zamontowany jest pod drugim niskotemperaturowym przegrzewaczem międzystopniowym 7.1.

Opisane powyżej konwencjonalne kotły z temperaturą regulowaną za pomocą przepustnic gazów spalinowych wykorzystywane są głównie w elektrowniach. Przegrzana para wytwarzana przez

PL 225 907 B1 kocioł wykonuje pracę w wysokociśnieniowym cylindrze turbiny parowej, a następnie przepływa do przegrzewacza międzystopniowego kotła w celu jej podgrzania, po czym wprowadzana jest do śre dniociśnieniowego cylindra turbiny parowej w celu kolejnego wykonania pracy. Mówiąc ogólnie, wylotowa temperatura pary poddanej przegrzewaniu międzystopniowemu jest taka sama jak wylotowa temperatura przegrzanej pary lub do niej zbliżona. Stosunek przepływu pary poddanej przegrzewaniu międzystopniowemu do przepływu przegrzanej pary nie ulega dużym zmianom związanym z obciążeniem kotła, stosunek zdolności pochłaniania ciepła przez parę poddaną przegrzewaniu międzystopniowemu do całkowitej zdolności pochłaniania ciepła przez kocioł nie ulega dużym zmianom związanym z obciążeniem kotła, bowiem zakres tych zmian jest mniejszy niż 5%.

Obecnie, w przypadku kotłów, które nie są wykorzystywane w elektrowniach, w szczególności tych wykorzystywanych w instalacjach chemicznych, parametry pary klasyfikowane są na podstawie procesów chemicznych. Część pary powinna zostać ogrzana w celu uzyskania określonych param etrów, co wiąże się ze zmiennymi wymaganiami dotyczącymi natężenia przepływu, temperatury i ciśnienia ogrzanej pary, a zatem nie występuje jej określony związek z przegrzaną parą wytwarzaną przez kotły energetyczne, w których natężenie przepływu, temperatura i ciśnienie skonfigurowane są pod kątem instalacji chemicznej. Ta pierwsza para jest zatem nazywana parą zewnętrzną. Para zewnętrzna może być dostarczana przez instalację chemiczną inną niż kocioł lub może być uzyskana przez zmniejszenie ciśnienia albo schłodzenie i zmniejszenie ciśnienia pary wytwarzanej przez kocioł, co ma na celu uzyskanie określonych parametrów. Mówiąc ogólnie, para zewnętrzna jest ogrzewana od stanu nasycenia do pewnego stopnia przegrzania lub jest ogrzewana od stosunkowo małego stopnia przegrzania do wysokiej temperatury. Wymagana temperatura wylotowa pary jest jednak nadal niższa niż temperatura wylotowa przegrzanej pary wytwarzanej przez kocioł i jest zwykle niższa niż 450°C, podczas gdy temperatura wylotowa przegrzanej pary wytwarzanej przez kocioł wynosi zwykle od 530°C do 550°C.

W obecnie znanych elektrowniach wymagana temperatura wylotowa pary poddanej przegrzewaniu międzystopniowemu jest taka sama jak temperatura wylotowa przegrzanej pary (od około 530°C do około 550°C) lub do niej zbliżona, a zatem przegrzewacze międzystopniowe posiadają zw ykle dwa stopnie (lub dwie części) powierzchni grzejnych przegrzewacza międzystopniowego. W przypadku kotłów, które nie są wykorzystywane w elektrowniach, wymagana temperatura wylotowa ogrzanej pary zewnętrznej jest stosunkowo niska (zwykle jest niższa niż 450°C). Właściwa temperatura wylotowa nie może zatem zostać uzyskana w przypadku ogrzewania pary zewnętrznej z wykorzystaniem zwykłych powierzchni grzejnych przegrzewacza międzystopniowego.

Jedno z rozwiązań ogrzewania pary zewnętrznej ujawniono we wzorze nr CN 201 149 243 Y. We wzorze opisano zastosowanie oddzielnego przegrzewacza nasyconej pary do ogrzewania pary w stopniu zapewniającym parametry wymagane w instalacji. Sposób ten wymaga jednak zastosowania pełnego zestawu systemów powiązanych z kotłem, włącznie z palnikiem, ścianą paleniska, ogrzewaczem skroplonej wody i podgrzewaczem powietrza, co wymaga zapewnienia dużej powierzchni podłogi i sprawia, że systemy te są złożone i kosztowne.

Streszczenie wynalazku

Celem niniejszego wynalazku jest rozwiązanie problemów związanych z uzyskaniem właściwej temperatury wylotowej przez ogrzanie pary zewnętrznej z wykorzystaniem zwykłych powierzchni grzejnych przegrzewacza międzystopniowego, wymaganiami dotyczącymi dużej powierzchni podłogi, wysokim stopniem złożoności systemu i wysokimi kosztami związanymi z wykorzystywaniem oddzielnego podgrzewacza nasyconej pary, przez udostępnienie kotła o prostej konstrukcji, który wymaga niewielkiej powierzchni podłogi, jest mało kosztowny i zapewnia możliwość łatwej regulacji, jak również podgrzewacza pary zewnętrznej.

Aby osiągnąć te cele, w wynalazku udostępniono kocioł posiadający podgrzewacz pary zewnętrznej i palenisko. Palenisko znajdujące się w kotle połączone jest z końcowym kanałem spalinowym, środkowa część końcowego kanału spalinowego podzielona jest z wykorzystaniem przegrody na przedni końcowy kanał spalinowy i tylny końcowy kanał spalinowy, pierwsza powierzchnia grzejna umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym, pierwsza przepustnica gazów spalin owych umieszczona jest pod pierwszą powierzchnią grzejną, druga powierzchnia grzejna umieszczona jest w tylnym końcowym kanale spalinowym, zaś druga przepustnica gazów spalinowych umieszczona jest pod drugą powierzchnią grzejną.

Kocioł charakteryzuje się tym, że powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej znajduje się jedynie w przednim końcowym kanale spalinowym lub jedynie w tylnym końcowym kanale spal i4

PL 225 907 B1 nowym, podgrzewacz pary zewnętrznej zawiera komorę wlotową podgrzewacza pary zewnętrznej i komorę wylotową podgrzewacza pary zewnętrznej, zaś komora wlotowa podgrzewacza pary zewnętrznej i komora wylotowa podgrzewacza pary zewnętrznej połączone są odpowiednio z obydwoma końcami powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej.

Pierwsza powierzchnia grzejna korzystnie ma postać powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej lub składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna korzystnie ma postać jedynie drugiego przepływowego ogrzewacza wody lub składa się z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i drugiego przepływowego ogrzewacza wody.

Pierwsza powierzchnia grzejna korzystnie ma postać jedynie pierwszego przepływowego ogrzewacza wody lub składa się z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna korzystnie ma postać powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej lub składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i drugiego przepływowego ogrzewacza wody.

Ciśnienie pary głównej w palenisku korzystnie wynosi co najmniej 8 MPa.

Co się tyczy kotła, dodano do niego powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej, powierzchnia grzejna ma postać jednostopniowej powierzchni grzejnej, zaś wylot podgrzewacza pary zewnętrznej nie jest połączony z innym powierzchniami grzejnymi kotła, a zatem oddzielony zostaje pojedynczy kanał spalinowy kotła, zaś powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umies zczona jest w oddzielonym kanale spalinowym, co zapewnia ogrzewanie pary w celu uzyskania parametrów pary wymaganych w kotłach, które nie są wykorzystywane w elektrowniach. Wykorzystywane są przepustnice regulujące temperaturę gazów spalinowych, zaś stosunek przepływu gazów spalinowych w przednim końcowym kanale spalinowym i tylnym końcowym kanale spalinowym regulowany jest przez zmienianie otwarcia przepustnicy, dzięki czemu możliwe jest regulowanie zdolności pochłaniania ciepła przez powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej, a zatem zapewnione są dobre możliwości regulowania temperatury wylotowej. W przypadku niniejszego wynalazku para o pożądanych parametrach może być wytwarzana przez kocioł bez wykorzystywania dodatkowej powierzchni podłogi lub z wykorzystaniem jedynie niewielkiej powierzchni, nie jest również konieczne dodawanie innych systemów związanych z kotłem. Kocioł według wynalazku wykazuje zatem zalety w postaci prostej konstrukcji systemu, łatwego wdrożenia i niskich kosztów.

Krótki opis rysunków

Figura 2 przedstawia schemat konstrukcyjny konwencjonalnego kotła z podwójnymi przewodami spalinowymi; i figura 1 przedstawia schemat konstrukcyjny kotła wyposażonego w podgrzewacz pary zewnętrznej.

Opis oznaczeń na załączonych rysunkach

Odnośnikiem 1 oznaczono palenisko, odnośnikiem 2 oznaczono końcowy kanał spalinowy, odnośnikiem 3 oznaczono przedni końcowy kanał spalinowy, odnośnikiem 4 oznaczono tylny końcowy kanał spalinowy, odnośnikiem 5 oznaczono przegrodę, odnośnikiem 6 oznaczono pierwszą powierzchnię grzejną, odnośnikiem 6.1 oznaczono niskotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy, odnośnikiem 6.2 oznaczono przedni przepływowy ogrzewacz wody, odnośnikiem 7 oznaczono drugą powierzchnię grzejną, odnośnikiem 7.1 oznaczono drugi niskotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy, odnośnikiem 7.2 oznaczono tylny przepływowy ogrzewacz wody, odnośnikiem 8 oznaczono pierwszą przepustnicę regulującą przepływ gazów spalinowych, odnośnikiem 9 oznaczono drugą przepustnicę regulującą przepływ gazów spalinowych, odnośnikiem 10 oznaczono grodziowy przegrzewacz pary, odnośnikiem 11 oznaczono wysokotemperaturowy przegrzewacz pary, odnośnikiem 12 oznaczono pierwszy niskotemperaturowy przegrzewacz pary, odnośnikiem 13 oznaczono komorę wlotową podgrzewacza pary zewnętrznej, odnośnikiem 14 oznaczono komorę wylotową po dgrzewacza pary zewnętrznej, odnośnikiem 15 oznaczono komorę wlotową pary poddanej przegrzewaniu międzystopniowemu, odnośnikiem 16 oznaczono komorę wylotową niskotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego, odnośnikiem 17 oznaczono komorę wlotową wysokotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego, odnośnikiem 18 oznaczono wysokotemperaturowy przegrzewacz międzystopniowy, zaś odnośnikiem 19 oznaczono komorę wylotową wysokotemperaturowego przegrzewacza międzystopniowego.

PL 225 907 B1

Opis korzystnych wykonań wynalazku

W celu zapewnienia lepszego zrozumienia wynalazku zostanie on poniżej szczegółowo opisany w odniesieniu do załączonych rysunków i korzystnych wykonań wynalazku.

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej przeznaczony do wytwarzania pary głównej (przegrzanej pary) o ciśnieniu nie mniejszym niż 8,0 MPa. W wynalazku do pierwotnego osprzętu kotła energetycznego dodano stopień powierzchni grzejnej, który przezn aczony jest do ogrzewania pary zewnętrznej w celu uzyskania wymaganych parametrów. Część końcowa pierwotnego kotła energetycznego posiada pojedynczy kanał spalinowy, w którym umieszczony jest przepływowy ogrzewacz wody. Pierwotny końcowy kanał spalinowy 2 podzielony jest na przedni końcowy kanał spalinowy 3 i tylny końcowy kanał spalinowy, co ma na celu zapewnienie ogrzewania pary zewnętrznej. Powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w jednym z oddzielonych kanałów spalinowych, tj. pierwsza powierzchnia grzejna 6 lub druga powierzchnia grzejna 7 zawiera powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej, zaś powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej znajduje się jedynie w pierwszej powierzchni grzejnej 6 lub drugiej powierzchni grzejnej 7. Powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej ma postać jednostopniowej powierzchni grzejnej, zaś czynnik roboczy znajdujący się w powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej posiada oddzielny wlot i wylot, tj. komorę wlotową podgrzewacza pary zewnętrznej 13 i komorę wylotową podgrzewacza pary zewnętrznej 14. Komora wlotowa podgrzewacza pary zewnętrznej 13 i komora wylotowa podgrzewacza pary zewnętrznej 14 połączone są odpowiednio z obydwoma końcami powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i nie są połączone z innymi powierzchniami grzejnymi kotła, dzięki czemu parametry wylotowego czynnika roboczego spełniają wymagania kolejnego systemu.

Para zewnętrzna kierowana jest do komory wlotowej podgrzewacza pary zewnętrznej 13 i ogrzewana z wykorzystaniem powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej w celu osiągnięcia wymaganej temperatury pary, po czym wprowadzana jest do komory wylotowej podgrzewacza pary zewnętrznej 14, skąd przepływa za pośrednictwem rury do kolejnego systemu przetwórczego.

Na figurze 1 przedstawiono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej. Palenisko 1 połączone jest z końcowym kanałem spalinowym 2, środkowa część końcowego kanału spalinowego 2 kotła wytwarzającego przegrzaną parę o wymaganych parametrach podzielona jest z wykorzystaniem przegrody 5 na przedni końcowy kanał spalinowy 3 i tylny końcowy kanał spalinowy 4, pierwsza powierzchnia grzejna 6 umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3, pierwsza przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych 8 umieszczona jest pod pierwszą powierzchnią grzejną 6, druga powierzchnia grzejna 7 umieszczona jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, druga przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych 9 umieszczona jest pod drugą powierzchnią grzejną 7, zaś dolne części przedniego końcowego kanału spalinowego 3 i tylnego końcowego kanału spalinowego 4 zbiegają się w końcowym kanale spalinowym 2.

Powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej może być umieszczona w dowolnym z oddzielonych kanałów spalinowych, a mianowicie w przednim końcowym kanale spalinowym 3 lub tylnym końcowym kanale spalinowym 4, w zależności od kierunku rozciągania się wlotowej rury pary i warunków montażowych. Przepływowy ogrzewacz wody może być umieszczony na dolnej części powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. W zależności od wymagań konstrukcyjnych kotła, przepływowy ogrzewacz wody w kotle może zostać umieszczony w innym oddzielonym kanale spalinowym, przegrzewacz pary kotła może być umieszczony na górnej części, zaś przepływowy ogrzewacz pary kotła może zostać umieszczony na części dolnej. Jedna z pierwszej powierzchni grzejnej 6 i drugiej powierzchni grzejnej 7 stanowi zatem oddzielną powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej zaś druga stanowi oddzielny przepływowy ogrzewacz wody lub połączenie n iskotemperaturowego przegrzewacza pary i przepływowego ogrzewacza wody. Para pochodząca z wylotu podgrzewacza pary zewnętrznej wypływa z kanału spalinowego kotła 2. Para może wypływać z przedniej ściany końcowego kanału spalinowego lub sklepienia paleniska końcowego kanału spal inowego, jeżeli powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w tylnym końcowym przewodzie spalinowym 4. Powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej wykorzystywana jest do ogrzewania pary pochodzącej z systemu innego niż kocioł lub do ogrzewania pary pochodzącej z kotła i posiadającej parametry inne niż para pierwotna na skutek zmniejszenia ciśnienia albo schłodzenia i zmniejszenia ciśnienia pary w celu uzyskania wymaganej temperatury, przy czym parametrem wlotowym jest tu stan nasycony lub stan przegrzany, zaś parametrem wylotowym jest stan przegrzany, zmniejszenie ciśnienia albo schłodzenie i zmniejszenie ciśnienia pary wytwarzanej

PL 225 907 B1 przez kocioł, co ma na celu uzyskanie wymaganej temperatury, przy czym parametrem wlotowym jest tu stan nasycony lub stan przegrzany, zaś parametrem wylotowym jest stan przegrzany. Czynnik roboczy znajdujący się w powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej posiada oddzielny wlot i wylot, przy czym wylot ten nie jest połączony z innymi powierzchniami grzejnymi kotła. Do regulowania temperatury pary pochodzącej z wylotu podgrzewacza pary zewnętrznej w celu uzyskania wartości znamionowej wykorzystywana jest przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych. Parametry czynnika roboczego pochodzącego z wylotu podgrzewacza pary zewnętrznej regulowane są z wykorzystaniem przepustnicy regulującej przepływ gazów spalinowych. Parametry gazów spalinowych wypływających z przedniego końcowego kanału spalinowego 3 i tylnego końcowego kanału spalinowego 4 regulowane są przez zmienianie otwarcia przepustnic regulujących przepływ gazów spalinowych, co zapewnia regulowanie zdolności pochłaniania ciepła przez powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej i uzyskanie wymaganej temperatury wylotowej czynnika roboczego.

P r z y k ł a d 1

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, który zawiera palenisko 1 i końcowy przewód spalinowy 2. Paliwo umożliwia wytwarzanie gazów spalinowych, które powstają po spaleniu paliwa w palenisku 1. Tak jak to przedstawiono na fig. 1, gdzie widoczna jest strzałka wskazująca kierunek przepływu gazów spalinowych, gazy spalinowe wprowadzane są do końcowego przewodu spalinowego 2, przy czym grodziowy przegrzewacz pary 10, wysokotemperaturowy przegrzewacz pary 11 i pierwszy niskotemperaturowy przegrzewacz pary 12 rozmieszczone są kolejno między górną częścią paleniska 1 a końcowym przewodem spalinowym 2, biorąc pod uwagę kierunek przepływu gazów spalinowych. Końcowy kanał spalinowy 2 podzielony jest z wykorzystanie m przegrody 5 na przedni końcowy kanał spalinowy 3 i tylny końcowy kanał spalinowy 4, przy czym w przednim końcowym kanale spalinowym 3 umieszczony jest przepływowy ogrzewacz wody, zaś w tylnym końcowym kanale spalinowym 4 umieszczona jest powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej. Pierwsza przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych 8 i druga przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych 9 umieszczone są odpowiednio w dolnych częściach prze dniego końcowego kanału spalinowego 3 i tylnego końcowego kanału spalinowego 4, zaś strumienie gazów spalinowych łączą się w końcowym przewodzie spalinowym 2 po przepłynięciu przez pierwszą przepustnicę regulującą przepływ gazów spalinowych 8 i drugą przepustnicę regulującą przepływ gazów spalinowych 9. Gazy spalinowe pochodzące z wylotu są usuwane z kotła po przepłynięciu przez podgrzewacz powietrza.

W tym przykładzie kocioł wytwarza parę o dwóch poziomach parametrów, przy czym pierwszym poziomem parametrów są parametry przegrzanej pary o wysokim ciśnieniu, czyli przegrzana para o wysokim ciśnieniu wytwarzana jest przez ogrzanie wody zasilającej kocioł wysokociśnieniowy (ciśnienie: 14,0 MPa, temperatura 200°C) z wykorzystaniem przepływowego ogrzewacza wody, paro wnika i przegrzewacza pary. Parametry wylotowe przegrzanej party są następujące: natężenie przepływu wynosi 600 t/h, ciśnienie wynosi 12,5 MPa, zaś temperatura wynosi 540°C. Przepływowy ogrzewacz wody, grodziowy przegrzewacz pary 10, wysokotemperaturowy przegrzewacz pary 11 i pierwszy niskotemperaturowy przegrzewacz pary 12 należą do powierzchni grzejnych działających z takim poziomem parametrów. Drugim poziomem parametrów są parametry średniociśnieniowe, czyli natężenie przepływu wynosi 250 t/h, ciśnienie wynosi 2,6 MPa, temperatura wlotowa jest temperaturą nasycenia, zaś temperatura wylotowa wynosi 340°C. Para o parametrach średniociśnieniowych pochodzi z innych procesów systemowych niż kocioł i pochłania ciepło w kotle z wykorzystaniem powierzchni grzejnych podgrzewacza pary zewnętrznej.

Temperatura przegrzanej pary i temperatura pary o średnim ciśnieniu muszą być regulowane równocześnie w celu uzyskania wartości znamionowych podczas działania kotła. Ciśnienie i temperatura pary o parametrach średniociśnieniowych są stałe. Natężenie przepływu zmienia się w granicach od 200 do 300 t/h wraz zapotrzebowaniami procesów systemowych innych niż kocioł, przy czym nie występuje tu określony związek z natężeniem przepływu pary przez wylot przegrzanej pary z kotła i obciążeniem kotła, zaś natężenie przepływu nie ulega zmniejszeniu wraz ze zmniejszeniem się obciążenia kotła. W celu uzyskania pewności, że kocioł działa z dowolnym obciążeniem w zakresie od 50% do 100%, strumień pary o średnim ciśnieniu może osiągać wymaganą temperaturę wylotową pary w zakresie fluktuacji, przy czym w tym celu wykorzystywana jest pierwsza przepustnica reguluj ąca przepływ gazów spalinowych 8 i druga przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych 9. Natężenie przepływu gazów spalinowych przepływających przez powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej jest regulowane przez zmienianie stopnia otwarcia przepustnic regulujących przePL 225 907 B1 pływ gazów spalinowych, co dokonywane jest w przypadku zmian obciążenia kotła, temperatury gazów spalinowych oraz natężenia przepływu pary o średnim ciśnieniu i zapewnia regulowanie zdolności pochłaniania ciepła przez powierzchnię grzejną podgrzewacza pary zewnętrznej oraz regulowanie temperatury wylotowej podgrzewacza pary zewnętrznej. Ponieważ ilość gazów spalinowych przepływających przez przepływowy ogrzewacz wody znajdujący się w przednim końcowym kanale spalinowym 3 zmienia się wraz ze zmianami stopnia otwarcia przepustnic regulujących przepływ gazów sp alinowych i wpływa na zdolność pochłaniania ciepła w przepływowym ogrzewaczu wody, temperatura przegrzanej pary regulowana jest dwustopniowo z wykorzystaniem schładzacza natryskowego skonfigurowanego pod kątem systemu wytwarzającego przegrzaną parę, dzięki czemu uzyskiwana jest pewność, że temperatura pary przy wylocie przegrzanej pary osiąga wartość znamionową.

P r z y k ł a d 2

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3, przegrzewacz pary kotła umieszczony jest na górnej części przepływowego ogrzewacza wody, powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, zaś przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest na dolnej części powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Pierwsza powierzchnia grzejna 6 składa się zatem z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna 7 składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i drugiego przepływowego ogrzewacza wody. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 3

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3, powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, zaś przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest na dolnej części powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Pierwsza powierzchnia grzejna 6 ma zatem postać oddzielnego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna 7 składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i drugiego przepływowego ogrzewacza wody. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 4

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3, przegrzewacz pary kotła umieszczony jest na górnej części przepływowego ogrzewacza wody, zaś powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4. Pierwsza powierzchnia grzejna 6 składa się zatem z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna 7 ma postać oddzielnej powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 5

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, przegrzewacz pary kotła umieszczony jest na górnej części przepływowego ogrzewacza wody, powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3, zaś przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest na dolnej części powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Druga powierzchnia grzejna 7 składa się zatem z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i drugiego przepływowego ogrzewacza wody, zaś pierwsza powierzchnia grzejna 6 składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i pierwszego przepływ owego ogrzewacza wody. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 6

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, zaś powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3. Druga powierzchnia grzejna 7 ma zatem postać oddzielnego drugiego przepływowego ogrzewacza wody, zaś pierwsza powierzchnia grzejna 6 ma postać oddzielnej powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

PL 225 907 B1

P r z y k ł a d 7

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3, zaś przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest na dolnej części powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Druga powierzchnia grzejna 7 ma zatem postać oddzielnego drugiego przepływowego ogrzewacza wody, zaś pierwsza powierzchnia grzejna 6 składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 8

W wynalazku udostępniono kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej, przy czym przepływowy ogrzewacz wody umieszczony jest w tylnym końcowym kanale spalinowym 4, przegrzewacz pary kotła umieszczony jest na górnej części przepływowego ogrzewacza wody, zaś powierzc hnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym 3. Druga powierzchnia grzejna 7 składa się zatem z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i drugiego przepływowego ogrzewacza wody, zaś pierwsza powierzchnia grzejna 6 ma postać oddzielnej powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej. Inne elementy są takie same jak w przykładzie 1.

Claims (4)

1. Kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej zawierający palenisko (1), gdzie palenisko (1) połączone jest z końcowym kanałem spalinowym (2), środkowa część końcowego kanału spalinowego (2) podzielona jest z wykorzystaniem przegrody (5) na przedni końcowy kanał spalinowy (3) i tylny końcowy kanał spalinowy (4), pierwsza powierzchnia grzejna (6) umieszczona jest w przednim końcowym kanale spalinowym (3), pierwsza przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych (8) umieszczona jest pod pierwszą powierzchnią grzejną (6), druga powierzchnia grzejna (7) umieszczona jest w tylnym końcowym kanale spalinowym (4), zaś druga przepustnica regulująca przepływ gazów spalinowych (9) umieszczona jest pod drugą powierzchnią grzejną (7), znamienny tym, że powierzchnia grzejna podgrzewacza pary zewnętrznej znajduje się jedynie w pierwszej powierzchni grzejnej (6) lub jedynie w drugiej powierzchni grzejnej (7), podgrzewacz pary zewnętrznej zawiera komorę wlotową podgrzewacza pary zewnętrznej i komorę wylotową podgrzewacza pary zewnętrznej (14), zaś komora wlotowa podgrzewacza pary zewnętrznej (13) i komora wylotowa podgrzewacza pary zewnętrznej połączone są odpowiednio z obydwoma końcami powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej.

2. Kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że pierwsza powierzchnia grzejna (6) ma postać oddzielnej powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej lub składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna (7) ma postać oddzielnego drugiego przepływowego ogrzewacza wody lub składa się z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i drugiego przepływowego ogrzewacza wody.

3. Kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że pierwsza powierzchnia grzejna (6) ma postać oddzielnego pierwszego przepływowego ogrzewacza wody lub składa się z niskotemperaturowego przegrzewacza pary i pierwszego przepływowego ogrzewacza wody, zaś druga powierzchnia grzejna (7) ma postać oddzielnej powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej lub składa się z powierzchni grzejnej podgrzewacza pary zewnętrznej i drugiego przepływowego ogrzewacza wody.

4. Kocioł wyposażony w podgrzewacz pary zewnętrznej według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że ciśnienie pary głównej w palenisku (1) wynosi co najmniej 8 MPa.