RU118033U1

RU118033U1 - WATER-SOLID FUEL BOILER

Info

Publication number: RU118033U1
Application number: RU2012108940/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Хорохорин
Original assignee: Владимир Николаевич Хорохорин
Priority date: 2012-03-11
Filing date: 2012-03-11
Publication date: 2012-07-10

Abstract

Водогрейный твердотопливный котел, содержащий зольник, корпус, включающий топочную камеру с колосниковым барабаном, имеющим привод, и теплообменник с блоком мультициклонов, а также топливный бункер с загрузочным люком, расположенный над топочной камерой, механизм подачи и дозировки топлива и систему вытяжки и очистки дымовых газов, при этом на одной стороне топочной камеры расположен смотровой люк, а трубки запальников вварены в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры, отличающийся тем, что теплообменник разделен перегородкой на две секции, топливный бункер расположен над топочной камерой с зазором, заполненным термоизоляционным материалом, блок мультициклонов выполнен в виде отдельного узла, расположенного на теплообменнике с общей откидывающейся верхней крышкой, трубки запальников вварены в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры с зазором 13 мм между трубкой и нижней частью рубашки, привод вращения колосникового барабана установлен на удлиненных кронштейнах и вынесен из зоны интенсивного нагрева топочной камеры, а опоры вращения колосникового барабана выполнены из стали с легкозаменяемыми чугунными втулками, при этом на второй стороне топочной камеры расположен дополнительный смотровой люк, а на боковых сторонах зольника, топочной камеры и задней стенке теплообменника симметрично установлены по два штуцера, закрытых резьбовыми пробками, кроме того, загрузочный люк топливного бункера имеет овальную форму. A solid fuel boiler containing an ash pan, a housing including a combustion chamber with a grate with a drive and a heat exchanger with a multicyclone block, as well as a fuel hopper with a loading hatch located above the combustion chamber, a fuel supply and metering mechanism, and a flue gas exhaust and purification system moreover, on one side of the combustion chamber there is an inspection hatch, and igniter tubes are welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber, characterized in that the heat exchanger is divided by a partition two sections, the fuel hopper is located above the combustion chamber with a gap filled with heat-insulating material, the multicyclone block is made in the form of a separate unit located on the heat exchanger with a common hinged top cover, the ignition tubes are welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber with a gap of 13 mm between the pipe and the bottom of the shirt, the rotation drive of the grate drum is mounted on elongated brackets and removed from the zone of intensive heating of the combustion chamber, and the rotation support of the grate bar the bans are made of steel with easily replaceable cast iron bushings, while on the second side of the combustion chamber there is an additional inspection hatch, and on the sides of the ash pan, the combustion chamber and the rear wall of the heat exchanger, two fittings are closed symmetrically with threaded plugs, in addition, the loading hatch of the fuel hopper has an oval shape.

Description

Полезная модель относится к энергетике, в частности, к устройствам для получения тепловой энергии в виде жидкого теплоносителя (обычно вода), используемой для отопления жилых домов, зданий производственного, общественного и другого назначения в условиях, когда не требуется постоянное присутствие обслуживающего персонала.The utility model relates to energy, in particular, to devices for generating thermal energy in the form of a liquid coolant (usually water), used for heating residential buildings, industrial, public and other buildings in conditions where the constant presence of maintenance personnel is not required.

Известен стальной водогрейный котел малой мощности для слоевого сжигания твердого топлива, содержащий корпус со стальными теплоизолированными стенками, систему подачи топлива в засыпную топочную камеру с экранами из стальных труб и колосниковой решеткой, под которой расположен зольный бункер с системой золоудаления, трубопровод подвода холодной воды и трубопровод отвода горячей воды (патент RU №2238480, МПК F24H 1/12, опубл. 20.10.2004).Known steel hot water boiler for low-power burning of solid fuel, containing a housing with steel insulated walls, a fuel supply system in the charging furnace chamber with shields of steel pipes and a grate, under which there is an ash bin with an ash removal system, a cold water supply pipe and a pipeline drainage of hot water (patent RU No. 2238480, IPC F24H 1/12, publ. 20.10.2004).

Недостатком известного котла является низкая эффективность сжигания углей, особенно низкокачественных, высокая загрязненность поверхностей нагрева, снижающая эффективность теплопередачи, неудобство обслуживания в процессе эксплуатации.A disadvantage of the known boiler is the low efficiency of burning coal, especially of low quality, high contamination of the heating surfaces, reducing the heat transfer efficiency, inconvenience of maintenance during operation.

Наиболее близким техническим решением является твердотопливный котел типа «CARBOROBOT», содержащий корпус, включающий топочную камеру с колосниковым барабаном, имеющим привод, под которой расположен зольник, и теплообменник с блоком мультициклона, а также топливный бункер с загрузочным люком, расположенный над топочной камерой, механизм подачи и дозировки топлива и систему вытяжки и очистки дымовых газов, при этом на одной стороне теплообменника расположен смотровой люк, а трубка запальника вварена в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры с зазором между трубкой и нижней частью рубашки. (http://www.carborobot.com)The closest technical solution is a solid fuel boiler of the "CARBOROBOT" type, comprising a housing including a combustion chamber with a grate drum having a drive under which an ash pan is located, and a heat exchanger with a multicyclone block, as well as a fuel hopper with a loading hatch located above the combustion chamber, mechanism supply and metering of fuel and a system for extracting and cleaning flue gases, while on one side of the heat exchanger there is an inspection hatch, and the pilot tube is welded into the side walls of the water jacket chamber with clearance between the tube and the bottom of the shirt. (http://www.carborobot.com)

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсификация процессов теплообмена, следовательно, недостаточная величина КПД, возможность зависания топлива из-за перегрева корпуса топливного бункера и перегревание привода вращения колосникового барабана, что может привести к сокращению срока службы котла, недостаточное удобство обслуживания.A disadvantage of the known device is the lack of intensification of heat transfer processes, therefore, the insufficient value of efficiency, the possibility of freezing of fuel due to overheating of the housing of the fuel hopper and overheating of the rotation drive of the grate drum, which can lead to a reduction in the life of the boiler, insufficient ease of maintenance.

Технической задачей, для решения которой предлагается данное устройство, является интенсификация процессов горения и теплообмена, повышение эффективности сгорания топлива и накопления тепловой энергии, создание оптимальных условий для смывания водяных рубашек и водонагревательных труб топливными горячими газами, улучшение циркуляции воды при ее нагревании в котле, облегчение доступа к внутренним поверхностям нагрева при их очистке в процессе эксплуатации, исключение возможности зависания топлива, повышение эксплуатационной надежности и уменьшение затрат времени на производство работ по обслуживанию и ремонту котла.The technical problem for which this device is proposed is the intensification of combustion and heat transfer processes, increasing the efficiency of fuel combustion and thermal energy storage, creating optimal conditions for washing water jackets and water heating pipes with hot fuel gases, improving the water circulation when it is heated in the boiler, facilitating access to internal heating surfaces when they are cleaned during operation, eliminating the possibility of freezing of fuel, increasing operational reliability spine and reducing time spent on production maintenance and repair of the boiler.

Техническая задача решается за счет того, что в водогрейном твердотопливном котле, содержащем зольник, корпус, включающий топочную камеру с колосниковым барабаном, имеющим привод, и теплообменник с блоком мультициклонов, а также топливный бункер с загрузочным люком, расположенный над топочной камерой, механизм подачи и дозировки топлива и систему вытяжки и очистки дымовых газов, при этом на одной стороне топочной камеры расположен смотровой люк, а трубки запальников вварены в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры, согласно полезной модели, теплообменник разделен перегородкой на две секции, топливный бункер расположен над топочной камерой с зазором, заполненным термоизоляционным материалом, блок мультициклонов выполнен в виде отдельного узла, расположенного на теплообменнике, с общей откидывающейся верхней крышкой, трубки запальников вварены в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры с зазором 13 мм между трубкой и нижней частью рубашки, привод вращения колосникового барабана установлен на удлиненных кронштейнах и вынесен из зоны интенсивного нагрева топочной камеры, а опоры вращения колосникового барабана выполнены из стали с легкозаменяемыми чугунными втулками, при этом на второй стороне топочной камеры расположен дополнительный смотровой люк, а на боковых сторонах зольника, топочной камеры и задней стенке теплообменника симметрично установлены по два штуцера, закрытых резьбовыми пробками, кроме того загрузочный люк топливного бункера имеет овальную форму.The technical problem is solved due to the fact that in a solid fuel boiler containing an ash pan, a housing including a combustion chamber with a grate drum with a drive and a heat exchanger with a multicyclone block, as well as a fuel hopper with a loading hatch located above the combustion chamber, a feeding mechanism and fuel dosages and a system for extracting and cleaning flue gases, while on one side of the combustion chamber there is an inspection hatch, and pilot tubes are welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber, according to the field of the model, the heat exchanger is divided by a partition into two sections, the fuel hopper is located above the combustion chamber with a gap filled with heat-insulating material, the multicyclone unit is made as a separate unit located on the heat exchanger, with a common hinged top cover, igniter tubes are welded into the side walls of the furnace water jacket cameras with a gap of 13 mm between the tube and the bottom of the shirt, the rotation drive of the grate drum is mounted on elongated brackets and removed from the zone of intense heating of the combustion chamber, and the supports of rotation of the grate drum are made of steel with easily replaceable cast iron bushings, while on the second side of the combustion chamber there is an additional inspection hatch, and on the sides of the ash pan, the combustion chamber and the rear wall of the heat exchanger, two fittings closed by threaded plugs are symmetrically installed, in addition, the fuel tank loading hatch has an oval shape.

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами. На фиг.1 представлена конструктивная схема котла, фиг.2 изображен общий вид котла.The essence of the utility model is illustrated by drawings. Figure 1 presents a structural diagram of the boiler, figure 2 shows a General view of the boiler.

Водогрейный твердотопливный котел содержит зольник 1 корпус, в котором расположены топочная камера 2, теплообменник 3, разделенный перегородкой 4 на две секции, механизм подачи и дозировки топлива и систему вытяжки и очистки дымовых газов (на чертеже не показаны). Блок мультициклонов 5 выполнен в виде отдельного узла, который расположен на теплообменнике 3 и закрывающийся откидывающейся общей крышкой 6. Топливный бункер 7 с загрузочным люком 8, имеющим овальную форму, расположен с зазором 9, заполненным термоизоляционным материалом, над топочной камерой 2. Привод вращения 10 колосникового барабана крепится на удлиненных кронштейнах 11, присоединенных к корпусу котла, и вынесен из зоны интенсивного нагрева топочной камеры 2. Опоры вращения 12 колосникового барабана выполнены из стали с легкозаменяемыми чугунными втулками. С двух сторон топочной камеры 2 расположены смотровые люки 13, через которые также производится и очистка поверхности колосникового барабана. На боковых сторонах зольника 1, топочной камеры 2 и задней стенке теплообменника 3 симметрично установлены по два штуцера 14, закрытых резьбовыми пробками. Трубки запальников 15 вварены в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры 2 с зазором 13 мм между трубкой и нижней частью рубашки.The solid fuel boiler contains an ash pan 1 body, in which there is a combustion chamber 2, a heat exchanger 3, divided by a partition 4 into two sections, a fuel supply and metering mechanism, and a flue gas exhaust and purification system (not shown in the drawing). The unit of multicyclones 5 is made in the form of a separate unit, which is located on the heat exchanger 3 and closed by a hinged common lid 6. The fuel hopper 7 with a loading hatch 8 having an oval shape is located with a gap 9 filled with heat-insulating material above the combustion chamber 2. Rotation drive 10 the grate drum is mounted on elongated brackets 11 connected to the boiler body, and is removed from the zone of intense heating of the combustion chamber 2. The rotation supports 12 of the grate drum are made of steel with easily replaceable Ugunai sleeves. On both sides of the combustion chamber 2 there are inspection hatches 13, through which the surface of the grate drum is also cleaned. On the sides of the ash pan 1, the combustion chamber 2 and the rear wall of the heat exchanger 3 are symmetrically installed two fittings 14, closed by threaded plugs. Ignition tubes 15 are welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber 2 with a gap of 13 mm between the tube and the bottom of the jacket.

Принцип работы котла заключается в следующем. Подсоединенный к внешнему тепловому контуру заполненный жидким теплоносителем и подключенный к источнику электроснабжения котел загружают каменным или бурым углем с размером фракций от 5 до 25 мм и производят его растопку. Трубка запальника 15 вварена в боковые стенки водяной рубашки топочной камеры 1 с зазором равным 13 мм между трубкой и нижней частью рубашки. Увеличенный зазор, не засоряясь отложениями накипи, позволяет теплоносителю свободно циркулировать не вызывая местного перегрева металла. Одновременно включается электропитание вытяжного вентилятора (дымососа). Наружный воздух через патрубки и колосниковый барабан поступает в топочную камеру 2, где на поверхности колосникового барабана происходит активация процесса горения с выделением тепла и дымовых газов, движущихся к своду топочной камеры 2. Топливный бункер 7, во избежание чрезмерного нагрева стенок и днища и, как следствие, коксования и прилипания к нагретому металлу слоя угля в бункере 7, расположен с зазором, примерно 20 мм, над топочной камерой, который должен быть заполнен термоизоляционным материалом. Дымовые газы, смешиваясь с поступающим через устройство вторичного воздуха воздухом, продолжают процесс горения с выделением дополнительного количества тепловой энергии.The principle of operation of the boiler is as follows. Connected to the external heat circuit, the boiler filled with liquid heat carrier and connected to the power supply source is loaded with coal or brown coal with a size of fractions from 5 to 25 mm and it is kindled. The igniter tube 15 is welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber 1 with a gap of 13 mm between the tube and the bottom of the jacket. The increased gap, without clogging with scale deposits, allows the coolant to circulate freely without causing local metal overheating. At the same time, the power supply for the exhaust fan (exhaust fan) is turned on. External air through the nozzles and the grate drum enters the combustion chamber 2, where the combustion process is activated on the surface of the grate drum with the release of heat and flue gases moving to the roof of the combustion chamber 2. The fuel hopper 7, in order to avoid excessive heating of the walls and bottom and, as consequence, coking and adhesion of the coal layer to the heated metal in the hopper 7, is located with a gap of approximately 20 mm above the combustion chamber, which must be filled with thermal insulation material. Flue gases, mixing with the air entering through the secondary air device, continue the combustion process with the release of an additional amount of thermal energy.

Выделенное тепло передается теплоносителю на своде и части боковых стенок топочной камеры 2, а также в теплообменнике 3, в каждой трубе которого с целью максимальной отдачи тепла установлены завихрители. Теплообменник 3 разделен перегородкой 4 на две части для управления движением потока теплоносителя и более полного отъема тепла от дымовых газов, что повышает КПД котла. Охлажденные дымовые газы входят в блок мультициклона 5, где, резко изменяя направление и теряя скорость, оставляют в осадке твердые летучие продукты сгорания топлива, а очищенные дымовые газы отсасываются на выход в дымовую трубу. Для удобства обслуживания блок мультициклонов 5 выполнен отдельным узлом, смонтированным на теплообменнике 3 с общей откидывающейся верхней крышкой 6. Для контроля состояния и обслуживания участка интенсивного горения топлива и колосникового барабана с обеих сторон топочной камеры 2 выполнены смотровые люки 13, закрытые жаропрочными стеклами. Во избежание перегрева и ускоренного выхода из строя привод вращения 10 колосникового барабана вынесен из зоны интенсивного нагрева путем его монтажа на удлиненных кронштейнах 11, снижающих теплопередачу от раскаленных стенок котла до элементов привода-редуктора и электродвигателя. Ввиду короткого срока службы опор вращения 12 колосникового барабана данный узел выполнен из стали с легкозаменяемыми чугунными втулками, замена которых не потребует длительной остановки котла. Для улучшения обслуживания, а именно, с целью быстрой и эффективной чистки и промывки котла от шламовых отложений установлены шесть (симметрично по три с каждой боковой стороны) штуцеров 14, закрытых резьбовыми пробками. Для повышения эксплуатационных качеств загрузочный люк 8 топливного бункера 7 имеет овальную форму, которая позволяет быстрее и более аккуратно загружать бункер 7, в том числе механизированным способом (в частности, ковшовым погрузчиком).The generated heat is transferred to the heat carrier on the arch and part of the side walls of the combustion chamber 2, as well as in the heat exchanger 3, in each tube of which swirls are installed in order to maximize heat transfer. The heat exchanger 3 is divided by a partition 4 into two parts for controlling the movement of the coolant flow and more complete removal of heat from flue gases, which increases the efficiency of the boiler. Cooled flue gases enter the block of the multicyclone 5, where, drastically changing direction and losing speed, solid volatile products of fuel combustion are left in the sediment, and the cleaned flue gases are sucked out to the chimney. For ease of maintenance, the multicyclone unit 5 is made up of a separate assembly mounted on the heat exchanger 3 with a common hinged top cover 6. To monitor the condition and maintain the site of intense combustion of fuel and the grate drum, inspection hatches 13 are closed on both sides of the combustion chamber 2 by heat-resistant glass. In order to avoid overheating and accelerated failure, the rotary drive 10 of the grate drum is removed from the intensive heating zone by mounting it on elongated brackets 11, which reduce heat transfer from the heated walls of the boiler to the elements of the drive gearbox and electric motor. Due to the short service life of the rotation supports 12 of the grate drum, this unit is made of steel with easily replaceable cast iron bushings, the replacement of which does not require a long stop of the boiler. To improve service, namely, with the aim of quick and efficient cleaning and washing the boiler from sludge deposits, six (symmetrically three from each side) fittings 14 are closed with threaded plugs. To improve performance, the loading hatch 8 of the fuel hopper 7 has an oval shape, which allows faster and more accurate loading of the hopper 7, including a mechanized method (in particular, a bucket loader).

Предлагаемая совокупность признаков водогрейного твердотопливного котла позволяет устранить существующие недостатки аналогичных котлов, связанные с недостаточно высокой интенсивностью процесса теплообмена, случаями зависания объемов угля на внутренних поверхностях бункера, возникающих из-за прилипания слоя угля к раскаленному металлу стенок, наличием застойных зон в объеме циркулирующей внутри котла жидкости, нарушающей ее циркуляцию и способствующей возникновению зон термических разрушений металла, трудностью доступа к внутренним поверхностям нагрева при их очистке от продуктов сгорания и к возможным зонам застоя и ошлаковывания участков водяной рубашки.The proposed set of features of a solid fuel boiler allows eliminating the existing shortcomings of similar boilers related to the insufficiently high heat exchange process, cases of hanging volumes of coal on the inner surfaces of the hopper, arising due to adhesion of the coal layer to the hot metal walls, the presence of stagnant zones in the volume circulating inside the boiler liquid that disrupts its circulation and contributes to the emergence of zones of thermal destruction of the metal, the difficulty of access to the inside These heating surfaces during their purification from the products of combustion and possible zones of stagnation and slagging portions of the water jacket.

Claims

A solid fuel boiler containing an ash pan, a housing including a combustion chamber with a grate drum with a drive and a heat exchanger with a multicyclone block, as well as a fuel hopper with a loading hatch located above the combustion chamber, a fuel supply and metering mechanism, and a flue gas exhaust and purification system moreover, on one side of the combustion chamber there is an inspection hatch, and pilot tubes are welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber, characterized in that the heat exchanger is divided by a partition two sections, the fuel hopper is located above the combustion chamber with a gap filled with heat-insulating material, the multicyclone block is made in the form of a separate unit located on the heat exchanger with a common hinged top cover, the ignition tubes are welded into the side walls of the water jacket of the combustion chamber with a gap of 13 mm between the tube and the bottom of the shirt, the rotation drive of the grate drum is mounted on elongated brackets and removed from the zone of intensive heating of the combustion chamber, and the rotation support of the grate bar the bans are made of steel with easily replaceable cast iron bushings, while on the second side of the combustion chamber there is an additional inspection hatch, and on the sides of the ash pan, the combustion chamber and the rear wall of the heat exchanger, two fittings are closed symmetrically with threaded plugs, in addition, the loading hatch of the fuel hopper has an oval shape.