ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкции газовых контактных водонагревателей из "Газовые контактные водонагреватели" Большая эффективность теплообмена, возникающего при непосредственном контакте между водой и нагретыми газами, явилась основной причиной разработки специальных конструкций газовых водонагревателей. Первые аппараты такого типа появились в конце XIX в. В 1883 г. О. Хильденбрауд получил в Германии патент 25046 на водонагреватель контактного принципа действия (рис. 22,а). [c.87] В этом аппарате для сжигания газа применялась диффузионная горелка 2. Воздух для горения поступал через отверстия 1. Топка 3 имела вид конуса. Пространство между стенкой топки 3 и наружным кожухом 11 использовалось в качестве сборника горячей воды. Уровень воды показывало водомерное стекло 12. С целью предупреждения попадания воды из сборника в топку была установлена сигнальная переливная труба 9. Холодная вода поступала в бачок 14, откуда через трубки 6 стекала вниз по спиралям 5. Потом через сетку 13 и трубки 4 попадала в сборник горячей воды. Сетка 13 предназначена для удержания возможных механических примесей. [c.87] Продукты сгорания из топки поднимались вверх, проходили между спиралями, вступали в контакт с водой, в результате чего температура последней повышалась. Отвод горячей воды производился по трубе 10. [c.87] На рис. 22, в показан каскадно-дисковый контактный водонагреватель. Холодная вода в этот аппарат поступала через патрубок 7 и входила в водяную рубашку 1, расположенную вокруг контактной камеры. Из верхней зоны рубашки 6 вода стекала на диски 2, затем попадала на надтопочный диск 8 и собиралась а нижней зоне аппарата 3. Разбор горячей воды производился через патрубок 6. Сжигание газа производилось в диффузионной горелке 5. Продукты сгорания газа при выходе из топки обтекали надтопочный диск и потом вступали в непосредственный контакт с водой, стекающей с дисков. Охладившись в контактной камере до низкой температуры, газы через патрубок 9 выходили в атмосферу. [c.89] Позднее в 1895 г. В. Блоссфельдт получил в Германии патент Ко 87189 на контактный водонагреватель насадочного типа (рис. 22,г). В качестве насадки применялась нержавеющая тонкая металлическая проволока или рыхло уложенная металлическая стружка 7. Холодная вода равномерно разбрызгивалась крестовиной 5 и затем стекала по насадке 7 в сборник горячей воды 2. Слой насадки способствовал интенсивному контакту продуктов сгорания с водой. Для защиты горелки 1 от попадания на нее воды применялся диск 8. Металлическая стружка или проволока укладывалась на решетку 4, которая держалась на уголках, приваренных к кожуху 3. [c.89] За счет расхода электроэнергии на компрессию воздуха, необходимого для сжигания газа, общий энергетический коэффициент полезного действия контактных установок с погружными горелками снижается. Кроме того, наличие в них таких узлов, как система электрического зажигания газовоздушной смеси, турбовоздуходувок для нагнетания воздуха в камеру сгорания, сложной защитной и терморегулирующей автоматики, делают установки с погружными горелками дорогими в изготовлении и их производство возможно только на специализированных заводах. [c.90] Несмотря на высокое значение параметра сжигание сланцевого газа происходило устойчиво и без потерь тепла от химического недожога. Это объясняется следующими причинами. Топка водонагревателя не имела экранных поверхностей нагрева, за исключением охлаждаемого водой надтопочного диска. Внутренняя ее поверхность представляла собой огнеупорную футеровку. В основании топки была выложена горка из битого шамота. При работе горелок футеровка топки и шамотная горка нагревались до красного каления. Огнеупоры, обладающие сравнительно малой теплопроводностью, уменьшают потери тепла в окружающее зону горения пространство. Благодаря этому в топочном (реакционном) объеме поддерживается более высокая температура, чем могла бы быть при отсутствии огнеупоров. Огнеупорная поверхность получала тепло конвекцией и излучением от раскаленных продуктов горения, накаливалась и облучала поступающую из отверстий горелок холодную газовоздущную смесь, ускоряя ее нагрев и активацию. Наличие аккумулированного тепла в виде раскаленной огнеупорной поверхности обеспечивает стабильность зажигания газовоздушной смеси при возможных изменениях тепловой нагрузки, составе и теплотворной способности горючей смеси. Впоследствии эти аппараты испытывались на природном газе. Так же как и на сланцевом газе, топки аппаратов работали устойчиво и без потерь тепла от химического недожога. [c.92] Продукты сгорания, выйдя из топки, проходят контактную камеру снизу вверх. При этом в промежутках между дисками они входят в непосредственное соприкосновение с мелкими струями воды и нагревают ее. Нагрев воды происходит также через днища дисков и через стенку рубашки, но при этом эффективность передачи тепла конвекцией от газов к металлическим стенкам крайне мала из-за незначительной скорости продуктов сгорания. В центре корпуса контактной камеры проходит перепускная труба, внутренний диаметр которой равен 60 мм. Аппарат с такой контактной камерой может работать и без дымососа. Для этого открывается шибер перепускной трубы и часть продуктов сгорания (5—7%), прямо из топки, устремляется в дымовую трубу. В трубе происходит смешение части топочных газов с основной массой продуктов сгорания, вступивших в контакт со струями воды и имеющих температуру 30—35° С. После смешения двух газовых потоков температура отходящих газов в дымовой трубе оказывается равной 50—100° С. [c.93] Исследования воды, нагретой в каскадно-дисковом аппарате, показали, что ее физико-химические свойства существенно не изменяются (табл. 3). В связи с тем что продукты полного сгорания газа не содержат даже следов сажи, цвет нагретой воды, ее прозрачность, количество взвешенных в ней веществ остаются неизменными. Общая жесткость воды и ее окисляемость изменяются незначительно. Из рассмотрения табл. 3 видно, что в нагретой воде увеличивается содержание свободной углекислоты и уменьшается содержание кислорода. Увеличение концентрации СОг в воде, при отсутствии бикарбонатов, приводит к снижению концентрации водородных ионов рн. Если в исходной воде pH = 7,2, то в нагретой pH колеблется от 6,4 до 6,9. При оценке воды по индексу Ланжелье оказывается, что и исходная, и нагретая вода являются коррозионно-агрессивными средами. Поэтому для увеличения срока службы каскадно-дискового аппарата все узлы его следует выполнять из нержавеющей стали. Ленинградский научно-исследовательский институт санитарной гигиены дал заключение, в котором указывается, что вода, нагретая контактным способом, может быть использована для бань, прачечных, ванн и других хозяйственных нужд. Каскадно-дисковый водонагреватель может применяться для целей горячего водоснабжения жилых домов, бань и душевых павильонов. [c.95] Если / 0, то вода не является коррозионно-агрессивной. [c.95] Если КО, то вода агрессивна. [c.95] Таким образом орошаемая насадка в верхней зоне форсуночной камеры способствует увеличению степени использования скрытой теплоты конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. [c.99] Крест обычно выполняется на белом матовом кружке. Прозрачность воды находится в обратной зависимости от содержания в ней грубодисперсных примесей. Прозрачность по шрифту — аналогичный показатель, когда под дно трубки подложен специальный печатный шрифт. [c.101] Примечание. I — холодная вода, поступающая в контактный аппарат П — нагретая вода непосредственно после контактного аппарата. [c.102] В сборный бак подается нагретая до 65—80° С вода, насыщенная в основном углекислым газом. Сразу же при поступлении в дегазатор вода попадает на перфорированные лотки и мелко разбрызгивается, благодаря чему в значительной степени возрастает ее поверхность. Струи воды падают вниз и собираются в нижней части бака-дегазатора. В баке искусственно поддерживается небольшое разрежение (около 40 мм вод. ст.), которое способствует десорбции из мелких капель и водяных брызг растворенной в них углекислоты и удалению последней через отсасывающий рукав вытяжного устройства. [c.103] В связи с тем что молекулярный вес углекислоты (44) больше молекулярного веса водяного пара, а также кислорода (32) и азота (28), то углекислый газ как наиболее тяжелый компонент парогазовой смеси начинает накапливаться над уровнем воды в сборном баке. При этом концентрация его над водой увеличивается, а движущая сила десорбции, т. е. разность парциальных давлений углекислоты, растворенной в воде и находящейся над водой, уменьшается. Это приводит к общему замедлению процесса декарбонизации воды. Чтобы уменьшить концентрацию СОг над поверхностью воды, в баке-дега-заторе создают с помощью вытяжного вентилятора интенсивные очаги отсоса. Они представляют собой открытые концы резиновых шлангов. [c.103] Перфорированные лотки водоразбрызгивающего устройства изготовляются из листовой оцинкованной стали толщиной 0,8—1 мм. Перфорацию нужно производить не сверлением, а методом пробивки отверстий таким образом, чтобы острые кромки не позволяли струйкам сливаться между собой. Поплавок в форме, близкой к параллелепипеду, сваривается из листовой стали и защищается от коррозии. Габаритные размеры поплавка 500X350X150 мм. На верхней плоскости поплавка привариваются хомуты из полос для крепления резиновых шлангов. На торце поплавка крепятся кронштейны для присоединения рычага. Рычаг поплавка изготавливается из отрезка газовой полдюймовой трубы. К обоим концам трубы привариваются головки с запрессованными в них бронзовыми втулками. Рычаг соединяется бронзовыми пальцами, входящими во втулки, одним концом с поплавком, другим —с кронштейном, укрепленным на стенке бака. После монтажа поплавка с рычагом и шлангами производится монтаж перфорированных лотков. [c.105] Работа дегазатора исследовалась институтом Мосгаз-проект. В результате испытаний выяснилось, что дегазатор существенно снижает содержание углекислоты в горячей воде, нагретой контактным способом. Из рис. 27 видно, что количество остаточной углекислоты в воде, направляемой к потребителю, во многом зависит от температуры ее нагрева в контактном аппарате. [c.106] Например, при температуре горячей воды /в = 60° С количество растворенной СОг в воде, на выходе из сборного бака, было равно 26 мг л, а при /в=90°С содержание СОг снижалось до 9—10 мг л. Содержание кислорода в нагретой воде практически не зависит от действия дегазатора и находится в пределах 1,8—2,3 лг/л. [c.106] Вернуться к основной статье