RU147898U1

RU147898U1 - BLOCK BOILER

Info

Publication number: RU147898U1
Application number: RU2014126698/06U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Пузырев; Михаил Евгеньевич Пузырев; Константин Сергеевич Афанасьев
Original assignee: Евгений Михайлович Пузырев; Михаил Евгеньевич Пузырев; Константин Сергеевич Афанасьев
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2014-11-20

Abstract

1. Блочный котел, включающий выполненные в транспортабельных габаритах блоки, конвективный и подключенные к нему, по меньшей мере, два топочных блока, объединенные в контуры циркуляции теплоносителя перепускными трубами.2. Блочный котел по п. 1, отличающийся тем, что экраны и испарительные поверхности блоков объединены коллекторами и включены перепускными трубами в контуры естественной циркуляции через барабан и/или вынесенные циклоны.1. A block boiler, comprising convective-sized blocks, convective and at least two furnace blocks connected to it, combined into by-pass pipes into the coolant circulation circuits. 2. Block boiler according to claim 1, characterized in that the screens and evaporative surfaces of the blocks are connected by collectors and included bypass pipes in the natural circulation circuits through the drum and / or remote cyclones.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, конкретно к котлостроению и может использоваться в производстве водотрубных котлов средней мощности и при строительстве котельных.The utility model relates to a power system, specifically to boiler building and can be used in the production of medium-capacity water tube boilers and in the construction of boiler rooms.

Известен водотрубный паровой котел марки Е-75-3,9-440КБДТ (БКЗ-75-39ФБ) [Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог - М.: НИИЭИНФОРМЭШРГОМАШ, 1987, с. 63-65, рис. 56]. Котел паровой, однобарабанный, П-образной конструкции высотой 26 м, опирается на каркас. Котел имеет топочную камеру глубиной 5 м и конвективный газоход примерно в три раза меньшего размера (1,7 м) по глубине при примерно одинаковой их ширине. Котел выполнен с естественной циркуляцией. Экраны, испарительные поверхности блоков, объединены нижними и верхними коллекторами, включены в контуры естественной циркуляции через барабан и вынесенные циклоны перепускными трубами.Known water-tube steam boiler brand E-75-3.9-440KBDT (BKZ-75-39FB) [Small and medium-capacity boilers and furnace devices. The industry catalog - M .: NIIEINFORMESHRGOMASH, 1987, p. 63-65, fig. 56]. The steam boiler, single-drum, U-shaped design with a height of 26 m, is supported by a frame. The boiler has a combustion chamber of 5 m depth and a convective gas duct approximately three times smaller (1.7 m) in depth with approximately the same width. The boiler is made with natural circulation. Screens, evaporative surfaces of blocks, are combined by lower and upper collectors, are included in the natural circulation circuits through the drum and remote cyclones bypass pipes.

Паропроизводительность котла 75 т/час, соответственно его тепловая мощность около 50МВт.Котел поставляется многочисленными блоками и отдельными элементами, которые устанавливают в громоздком каркасе: блоки конвективного газохода, блоки экранов топки (9 шт.), барабан, перепускные (водоопускные и пароотводящие) трубы и др.The boiler has a steam production capacity of 75 t / h and, accordingly, its thermal capacity is about 50 MW. The boiler is supplied with numerous blocks and individual elements that are installed in a bulky frame: convective gas duct blocks, furnace screen blocks (9 pcs.), Drum, overflow (water discharge and steam exhaust) pipes and etc.

Недостатками этого котла является его высокая стоимость, повышающая и стоимость котельной в целом. Кацитальные затраты высоки, потому что котел имеет сложную в изготовлении, транспортировке и монтаже каркасную конструкцию с большими габаритами, весом и многомесячными затратами времени на монтажные работы. Конструкция котла включает установленные в каркасе блоки конвективного газохода и высокие блоки панелей экранов, образующих топочную камеру с холодной воронкой. Кроме того, капитальные затраты высоки из-за большого объема строительной части - ограждающих конструкций здания котельной, в которой размещается котел.The disadvantages of this boiler is its high cost, which increases the cost of the boiler room as a whole. Catsital costs are high because the boiler has a frame structure that is difficult to manufacture, transport, and install with large dimensions, weight, and many months of installation time. The boiler design includes convective gas duct blocks installed in the frame and high blocks of screen panels forming a combustion chamber with a cold funnel. In addition, capital costs are high due to the large volume of the construction part - the enclosing structures of the boiler building in which the boiler is located.

Известны одноблочные двухбарабанные паровые котлы малой мощности. Это твердотопливные котлы типа КЕ (от КЕ-2,5, до КЕ-10) паропроизводительностью до 10 т/час [Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог - М: НИИЭИНФОРМЭШРГОМАШ, 1987, с. 8-17, рис. 1 и 2] и газомазутные котлы типа ДЕ (от ДЕ-2,5, до ДЕ-25) паропроизводительностью до 25 т/час [Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог - М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987, с. 23-29, рис. 15 и 16]. Котлы с естественной циркуляцией выполнены в виде одного транспортабельного блока, плотно вписанного в поперечное сечение железнодорожного (ж/д) габарита, причем включая и два их барабана. Они легко и быстро монтируются, причем в зданиях небольших котельных, так как они бескаркасные и компактны. Эти котлы качественные, так как выполнены в заводской готовности и недороги.Known single-block double-drum steam boilers of low power. These are solid fuel boilers of the KE type (from KE-2.5 to KE-10) with a steam capacity of up to 10 t / h [Small and medium capacity boilers and furnace devices. The industry catalog - M: NIIEINFORMESHRGOMASH, 1987, p. 8-17, fig. 1 and 2] and gas-oil boilers of type DE (from DE-2.5, to DE-25) with a steam capacity of up to 25 t / h [Small and medium-capacity boilers and furnace devices. The industry catalog - M .: NIIEINFORMENERGOMASH, 1987, p. 23-29, fig. 15 and 16]. Boilers with natural circulation are made in the form of one transportable unit, tightly inscribed in the cross section of the railway (railway) dimension, including two of their drums. They are easily and quickly mounted, and in buildings of small boiler rooms, as they are frameless and compact. These boilers are of high quality, as they are prefabricated and inexpensive.

Недостатками этой полезной модели является малая производительность котлов, в том числе и потому, что значительная часть поперечного сечения ж/д габарита занята барабанами, не используется для организации горения и пропуска дымовых газов. Кроме того, эти котлы имеют малый диапазон регулирования нагрузки.The disadvantages of this utility model is the low productivity of the boilers, including because a significant part of the cross section of the railway gauge is occupied by drums, it is not used for the organization of combustion and passage of flue gases. In addition, these boilers have a small load control range.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, которое выбрано прототипом, является более мощный блочный котел КВ-Р-23,26-150П [Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог - М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987, с. 89-92, рис. 71]. Этот водотрубный котел водогрейного типа имеет мощность - 23,26 МВт и состоит из двух транспортабельных блоков, топочного и конвективного, соединенных по воде одной перепускной трубой, причем топочный блок плотно вписан в сечение железнодорожного габарита. Конвективный блок при одинаковой ширине этих блоков заполняет примерно только третью часть сечения ж/д габарита. Исполнение блочного котла в виде бескаркасной конструкции из двух, причем транспортабельных блоков позволяет быстро их доставить и создать путем соединения блоков перепускной трубой малогабаритный котел. Таким образом, резко сокращаются стоимости котла и котельной в целом, а также время монтажа, что важно, например, для отдаленных северных территорий.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed device, which is selected as a prototype, is a more powerful block boiler KV-R-23,26-150P [Boilers of small and medium power and furnace devices. The industry catalog - M .: NIIEINFORMENERGOMASH, 1987, p. 89-92, fig. 71]. This water-tube boiler of a water-heating type has a capacity of 23.26 MW and consists of two transportable blocks, a furnace and convective, connected by water to one bypass pipe, and the furnace block is tightly inscribed in the cross section of the railway gauge. A convective block with the same width of these blocks fills only about a third of the cross section of the railway dimension. The execution of the block boiler in the form of a frameless structure of two, more portable blocks allows you to quickly deliver them and create by connecting the blocks bypass pipe small-sized boiler. Thus, the cost of the boiler and boiler room as a whole, as well as the installation time, are sharply reduced, which is important, for example, for remote northern territories.

Недостатками этой полезной модели, прототипа, является малая производительность котла, малый диапазон регулирования нагрузки и неприспособленность котла для получения пара по наиболее надежной схеме с естественной циркуляцией.The disadvantages of this utility model, the prototype, is the low productivity of the boiler, a small range of load control and the inability of the boiler to produce steam according to the most reliable scheme with natural circulation.

Задачей полезной модели является создание блочного котла с повышенной производительностью и расширенным диапазоном регулирования нагрузки, причем малогабаритного, бескаркасной конструкции, собираемого из малого количества транспортабельных блоков, в том числе парового, с естественной циркуляцией.The objective of the utility model is to create a block boiler with increased productivity and an extended range of load control, moreover, of a small-sized, frameless structure assembled from a small number of transportable units, including steam, with natural circulation.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, выражается в применении блочной, бескаркасной конструкции котла, включающей несколько, не менее двух, блоков камер сгорания, объединенных совместно с конвективным блоком перепускными трубами в контуры естественной циркуляции теплоносителя. Типично, например, в рассмотренных выше котлах Е-75-3,9-440КБДТ и КВ-Р-23,26-150П [Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог - М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987, рис. 56 и рис. 71], что в поперечном сечении конвективный блок имеет примерно в три раза меньшую площадь в сравнении с площадью поперечного сечении камеры сгорания. Соответственно, к одному транспортабельному конвективному блоку можно подключить до двух-четырех транспортабельных топочных блоков и за счет этого увеличить производительность котла в два-четыре раза. Так как котел может работать и на одной из камер сгорания, при прочих равных условиях минимальная мощность котла снижается в два-четыре раза с соответствующим увеличением диапазона регулирования также в два-четыре раза.The technical result, which provides a solution to the problem, is expressed in the use of a block, frameless boiler design, including several, at least two, blocks of combustion chambers, combined together with a convection block bypass pipes in the natural coolant circulation circuits. Typically, for example, in the E-75-3.9-440KBDT and KV-R-23.26-150P boilers discussed above [Small and medium-capacity boilers and furnace devices. The industry catalog - M .: NIIEINFORMENERGOMASH, 1987, fig. 56 and fig. 71] that in the cross section the convection unit has approximately three times smaller area in comparison with the cross-sectional area of the combustion chamber. Accordingly, up to two to four transportable furnace blocks can be connected to one transportable convective unit and, due to this, increase the boiler productivity by two to four times. Since the boiler can operate on one of the combustion chambers, ceteris paribus, the minimum boiler power is reduced by two to four times with a corresponding increase in the control range also by two to four times.

Касаясь транспортных габаритов, отметим, что имеются автомобильные, контейнерные и железнодорожные (ж/д) габариты. Из них наибольшее сечение имеют ж/д габариты, и именно ж/д габариты типично рассматриваются при проектировании транспортабельных блоков котлов.Concerning the transport dimensions, we note that there are automobile, container and railway (railway) dimensions. Of these, railway dimensions have the largest cross-section, and railway dimensions are typically considered in the design of transportable boiler units.

Схема включения блоков прототипа с принудительной циркуляцией может использоваться как в водогрейных, так и в прямоточных паровых котлах. Дополнительно предлагается экраны и другие испарительные поверхности блоков объединять верхними и нижними коллекторами и включать их в контуры естественной циркуляции перепускными трубами через вынесенные барабан и/или циклоны. Таким образом, в предлагаемых паровых блочных котлах с повышенной производительностью для получения пара будет использоваться наиболее надежная схема с естественной циркуляцией. Вынесенные барабан, циклоны при этом не занимают сечения блоков, что позволяет в отличие от котлов КЕ и ДЕ иметь максимальную производительность топочных и конвективного блоков при небольших общих габаритах котла и затратах на его монтаж.The inclusion scheme of the prototype units with forced circulation can be used both in hot water and direct-flow steam boilers. Additionally, it is proposed that the screens and other evaporative surfaces of the units be combined with the upper and lower collectors and included in the natural circulation circuits by bypass pipes through the remote drum and / or cyclones. Thus, in the proposed steam block boilers with increased productivity, the most reliable scheme with natural circulation will be used to produce steam. Remote drum and cyclones do not occupy block sections, which, in contrast to KE and DE boilers, allows maximum productivity of furnace and convective blocks at small overall dimensions of the boiler and the cost of its installation.

Сопоставительный анализ признаков заявленного устройства с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed device with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the proposed technical solution to the criterion of "novelty."

Заявленные признаки решают следующие функциональные задачи.The claimed features solve the following functional tasks.

Признак «блочный котел, включающий конвективный блок и подключенные к нему, по меньшей мере, два топочных блока, объединенных в контуры циркуляции теплоносителя перепускными трубами» обеспечивает в сравнении с прототипом кратное повышение, как производительности, так и диапазона регулирования котла в два-четыре раза соответственно при использовании двух-четырех топочных блоков.The sign "block boiler, including a convective block and at least two furnace blocks connected to it, combined into bypass pipes in the coolant circulation circuits" provides a two-four-fold increase in both the productivity and the regulation range of the boiler in comparison with the prototype respectively, when using two to four furnace blocks.

Дополнительный признак «экраны и испарительные поверхности блоков объединены коллекторами и включены в контуры естественной циркуляции через барабан и/или вынесенные циклоны перепускными трубами» обеспечивает возможность использования в блочном котле наиболее надежной схемы парового котла с естественной циркуляцией.An additional feature “screens and evaporative surfaces of the units are combined by collectors and included in the natural circulation circuits through the drum and / or remote cyclones by bypass pipes” makes it possible to use the most reliable natural circulation steam boiler circuit in a block boiler.

Полезная модель поясняется схематическими чертежами предлагаемого блочного котла с двумя топочными блоками в варианте газомазутного парового котла: на фиг. 1 показан его вид А с фронта и на фиг. 2 вид Б сбоку.The utility model is illustrated by schematic drawings of the proposed block boiler with two furnace blocks in the embodiment of a gas-oil steam boiler: in FIG. 1 shows a front view of A, and in FIG. 2 side view B.

Блочный котел включает, два топочных блока 1, которые подключены по дымовым газам к общему конвективному блоку 2 с обеих сторон через газоперепускные окна 3, указанные пунктиром. Таким образом, две топки обеспечивают двукратное повышение мощности котла. Топочные блоки 1 для обеспечения высокой производительности выполнены в транспортабельных габаритах, они максимально плотно вписаны в поперечное сечение ж/д габарита 4, он показан пунктиром. Отметим, что по длине ж/д габарит большой, 12 и более метров, и не лимитирует мощность котлов.The block boiler includes two furnace blocks 1, which are connected via flue gases to the common convection block 2 on both sides through the gas transfer windows 3, indicated by a dotted line. Thus, two furnaces provide a twofold increase in boiler power. Furnace blocks 1 for ensuring high performance are made in transportable dimensions, they are most densely inscribed in the cross section of the railway dimension 4, it is shown by a dotted line. Note that the length of the railway is large, 12 meters or more, and does not limit the capacity of the boilers.

С фронта в топочных блоках 1 установлены газомазутные горелки 5. Экраны и испарительные поверхности блоков объединены нижними 6 и 7 коллекторами и включены в контуры естественной циркуляции через барабан 8 перепускными трубами: водоопускными 9 и пароотводящими 10 в контуры естественной циркуляции. Кроме того блочный котел имеет опоры 11, дымоход 12 для подключения к дымососу и другие необходимые элементы.Oil-and-gas burners 5 are installed from the front in furnace blocks 1. The screens and evaporating surfaces of the blocks are combined by lower 6 and 7 collectors and are included in the natural circulation circuits through the drum by 8 bypass pipes: water pipes 9 and steam pipes 10 into the natural circulation circuits. In addition, the block boiler has supports 11, a chimney 12 for connecting to a smoke exhauster and other necessary elements.

Предлагаемый котел монтируется и работает следующим образом.The proposed boiler is mounted and operates as follows.

Блочный котел поставляется малым числом блоков, здесь 4 шт., выполненных с высокой заводской готовностью и в транспортабельных габаритах 4. При монтаже котла блоки 1, 2 и барабан 8 устанавливаются на опоры 11, герметично стыкуются по контурам газоперепускных окон 3 и обвязываются между собой перепускными трубами 9 и 10, дымоходом 12 подключаются к дымососу соответственно при минимальных затратах.A block boiler is supplied with a small number of blocks, here 4 pcs., Made with high factory readiness and in transportable dimensions 4. When installing the boiler, blocks 1, 2 and drum 8 are mounted on supports 11, hermetically joined along the contours of the gas transfer windows 3 and are interconnected by bypass pipes 9 and 10, the chimney 12 are connected to the exhaust fan, respectively, at minimal cost.

Собственно работа котла заключается в том, что топливо, жидкое или газ, вместе с воздухом подается через горелки 5 и горит в топочных блоках 1. Выделяющееся от сгорания тепло через стенки труб экранов и других поверхностей нагрева, размещенных в блоках 1 и 2, передается циркулирующей воде и используется для получения пара. При этом пароводяная смесь циркулирует по контурам естественной циркуляции: из барабана 8 по водоопускным 9 трубам в нижние коллекторы 6, через испарительные поверхности нагрева в верхние коллекторы 7 и по пароотводящим 10 трубам обратно в барабан 8, из которого пар подается потребителю.The actual operation of the boiler is that fuel, liquid or gas, together with air, is supplied through burners 5 and burns in the furnace blocks 1. Heat generated from combustion through the walls of the tubes of screens and other heating surfaces located in blocks 1 and 2 is circulated water and is used to produce steam. In this case, the steam-water mixture circulates along the natural circulation circuits: from the drum 8 through the water discharge 9 pipes to the lower collectors 6, through the evaporating heating surfaces to the upper collectors 7 and through the steam exhaust 10 pipes back to the drum 8, from which the steam is supplied to the consumer.

Характерно, что котел может надежно работать и на одном из топочных блоков 1 с нагрузкой 50%. При возможности работы топочного устройства блоков с минимальной нагрузкой, например, в 40% минимальная нагрузка предлагаемого котла может снижаться и до 20%, то есть диапазон регулирования нагрузки увеличивается в два раза. Число блоков до 4 шт.It is typical that the boiler can operate reliably on one of the furnace blocks 1 with a load of 50%. If it is possible for the furnace device to operate with minimum load, for example, 40%, the minimum load of the proposed boiler can be reduced up to 20%, that is, the load control range is doubled. Number of blocks up to 4 pcs.

Таким образом, использование предлагаемого блочного котла в сравнении с прототипом, блочным котлом КВ-Р-23,26-150П [Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог - М.: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987, с. 89-92, рис. 71] позволяет:Thus, the use of the proposed block boiler in comparison with the prototype, block boiler KV-R-23,26-150P [Boilers of low and medium power and furnace devices. The industry catalog - M .: NIIEINFORMENERGOMASH, 1987, p. 89-92, fig. 71] allows you to:

- повысить в два-четыре раза производительность блочного котла;- increase the productivity of a block boiler by two to four times;

- в два-четыре раза увеличить диапазон регулирования его нагрузки;- two to four times increase the range of regulation of its load;

- использовать котел для получения пара по наиболее надежной схеме с естественной циркуляцией.- use the boiler to produce steam according to the most reliable scheme with natural circulation.

Claims

1. A block boiler, including convective-sized blocks, convective and at least two furnace blocks connected to it, combined in by-pass pipes into the coolant circulation circuits.

2. Block boiler according to claim 1, characterized in that the screens and evaporative surfaces of the blocks are combined by collectors and included bypass pipes in the natural circulation circuits through the drum and / or remote cyclones.