RU2059938C1

RU2059938C1 - Steel hot-water boiler

Info

Publication number: RU2059938C1
Application number: RU93002776A
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Гроздов
Original assignee: Борис Николаевич Гроздов
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: hot-water boilers. SUBSTANCE: steel hot-water boiler has screened furnace; screens of the furnace are integrated into several units. Internal unit has ceiling screen tubes, side screens and bottom screen. External unit has tubes of side screen and their tubes of front screen. The other internal unit has tubes of the second ceiling screen and the second rare screen. EFFECT: improved reliability; reduced specific quantity of metal. 4 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции водогрейного стального котла, используемого в теплоснабжении коммунальных, промышленных и сельских объектов. The invention relates to a power system, in particular, to the design of a steel steel boiler used in the heat supply of communal, industrial and rural facilities.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является газовый водогрейный котел типа ТВГ-8М. Котел ТВГ-8М теплофикационный с расчетной теплопроизводительностью 8,3 Гкал/ч. Особенностью котла является развитая радиационная поверхность нагрева, которая состоит из пяти вертикальных секций трубных экранов и односветных потолочно-фронтовых трубных экранов. Три средних центральных, объединенных горизонтальными коллекторами, двусветных экрана, облучаемые с двух сторон, делят топку котла на четыре отсека секции по 740 мм. Два односветных вертикальных экрана расположены у боковых стенок котла. Потолочный экран переходит во фронтальный, достигающий только верхнего уровня лазов в секционную топку с четырьмя горелками. Конвективная поверхность, состоящая из трубчатых змеевиков диаметром 28 мм, вваренных в вертикальные коллекторы, расположена за разделительной перегородкой. Отходящие газы поступают в конвективный газоход через проем высотой 800 мм над разделительной стенкой. Температура отходящих газов за котлом 190-210^оС. Для осмотра и ремонта экранов и топки в фронтальной стенке котла между топочными экранами предусмотрены лазы. Для этой же цели могут быть использованы два взрывных клапана, расположенные в задней стенке конвективного газохода. Все трубные экраны котла объединены горизонтальными коллекторами.Closest to the proposed technical solution is a gas boiler type TVG-8M. The TVG-8M boiler is heating with an estimated heating capacity of 8.3 Gcal / h. The boiler feature is a developed radiation heating surface, which consists of five vertical sections of tube screens and single-lined ceiling-front tube screens. Three middle central, united by horizontal collectors, double-screen screens, irradiated from both sides, divide the boiler furnace into four compartment sections of 740 mm each. Two single-color vertical screens are located at the side walls of the boiler. The ceiling screen goes into the front, reaching only the upper level of the manholes in a sectional furnace with four burners. A convective surface consisting of tubular coils 28 mm in diameter welded into vertical collectors is located behind the dividing wall. Exhaust gases enter the convection duct through an opening 800 mm high above the dividing wall. The temperature of the flue gases from the boiler 190-210 ^C. For inspection and repair of screens and the front wall of the furnace in the boiler flue screens are provided between manholes. For this purpose, two explosive valves located in the rear wall of the convective gas duct can be used. All boiler tube screens are connected by horizontal collectors.

Вода в прототипе проходит последовательно через конвективную часть, потолочно-фронтовой экран, топочные экраны и выходит в верхней части последнего экрана. Верхние коллекторы вертикальных экранов разделены на две части глухими заглушками (шайбами), и вода по трубам одной половины каждой из секций проходит сверху вниз, и по трубам другой половины поднимается вверх. Между собой трубные секции экраны соединены с коллекторами, а верхние коллекторы соединены с помощью перепускных труб, проходящих вне котла. The water in the prototype passes sequentially through the convective part, the front-ceiling screen, the furnace screens and exits at the top of the last screen. The upper collectors of the vertical screens are divided into two parts with blank plugs (washers), and water flows through the pipes of one half of each section from top to bottom, and rises upward through the pipes of the other half. Between each other, the pipe sections of the screens are connected to the collectors, and the upper collectors are connected using the bypass pipes passing outside the boiler.

Недостатками известной конструкции котла прототипа являются: отсутствие заднего экрана топочной камеры, наличие необогреваемых перепускных труб, неиспользование части тепла от излучения факела горелок, расположенных в поде котла между кирпичной кладкой (щелью), большое гидравлическое сопротивление котла, обусловленное установкой пяти поворотных заглушек, малая степень экранирования фронтального экрана, высокий коэффициент избытка воздуха в четырех подщелевых горелках, большое количество изолированных коллекторов повышает металлоемкость, трудоемкость изготовления котла и снижает теплотехническую характеристику и КПД котла в целом. The disadvantages of the known design of the boiler of the prototype are: the lack of a rear screen of the combustion chamber, the presence of unheated bypass pipes, the non-use of part of the heat from the radiation of the torch of the burners located in the bottom of the boiler between the brickwork (slit), the large hydraulic resistance of the boiler, due to the installation of five rotary plugs, a small degree shielding of the front screen, high coefficient of excess air in four sub-slot burners, a large number of insulated collectors increases metal capacity, the complexity of manufacturing the boiler and reduces the thermal performance and efficiency of the boiler as a whole.

Целью изобретения является экономия сжигаемого топлива, повышение КПД котельной установки, сокращение тепловых потерь в окружающую среду, подогрев воздуха, подаваемого вентилятором на горелку, уменьшение металлоемкости и габаритов котла, улучшение качества подпиточной воды от деаэрационной приставки при замкнутых тепловых сетях и экологическом выбросе продуктов сгорания. Возможность более простого способа автоматизации процесса сжигания топлива в одной мощной горелке. The aim of the invention is to save combustible fuel, increase the efficiency of the boiler installation, reduce heat loss to the environment, heat the air supplied by the fan to the burner, reduce the metal consumption and dimensions of the boiler, improve the quality of make-up water from the deaeration unit with closed heating networks and the environmental emission of combustion products. The possibility of an easier way to automate the process of burning fuel in one powerful burner.

Указанная цель достигается тем, что в стальном водогрейном котле, содержащем топочную часть, устройство для подачи и сжигания топлива, однорядные боковые, потолочный, фронтальный топочные экраны, состоящие из горизонтальных и вертикальных труб и вертикальных и горизонтальных верхних и нижних коллекторов, топочная часть выполнена односекционно-камерной и ограничена горизонтальными и вертикальными топочными экранами, а устройство для подачи и сжигания топлива состоит из одной горелки. При этом топочные экраны односветные и дополнительно содержат задний двухрядный внутренний и внешний экраны и второй внешний ряд боковых и потолочных экранов с коллекторами, соединенными между собой горизонтальными и вертикальными трубами топочных экранов, а фронтальный и дополнительный подовый однорядный экраны соединены между собой горизонтальными и вертикальными коллекторами, причем нижний горизонтальный коллектор заднего вертикального экрана соединен с верхним горизонтальным коллектором внешним рядом труб потолочного экрана, а этот последний коллектор в свою очередь соединен с двумя вертикальными коллекторами фронтального экрана, которые соединены фронтальными, двумя боковыми внешними экранами и задним внутренним экраном с вертикальным коллектором, расположенным сзади по центру топочной камеры, причем этот центральный вертикальный коллектор соединен с нижним горизонтальным коллектором, который в свою очередь соединен с верхним горизонтальным коллектором котла посредством подового экрана внутреннего ряда двух боковых и внутреннего ряда потолочного экранов. This goal is achieved by the fact that in a steel water boiler containing a furnace part, a device for supplying and burning fuel, single-row side, ceiling, front furnace screens, consisting of horizontal and vertical pipes and vertical and horizontal upper and lower headers, the furnace part is made in one section - chamber and is limited by horizontal and vertical furnace screens, and the device for supplying and burning fuel consists of one burner. At the same time, the furnace screens are single-color and additionally contain a rear two-row internal and external screens and a second external row of side and ceiling screens with collectors interconnected by horizontal and vertical pipes of the furnace screens, and the front and additional hearth single-row screens are interconnected by horizontal and vertical collectors, moreover, the lower horizontal collector of the rear vertical screen is connected to the upper horizontal collector by the outer row of pipes of the ceiling screen and this last collector, in turn, is connected to two vertical front-screen collectors, which are connected by frontal, two side external screens and a rear inner screen with a vertical collector located at the rear in the center of the combustion chamber, and this central vertical collector is connected to the lower horizontal collector, which in turn is connected to the upper horizontal collector of the boiler by means of a hearth screen of the inner row of the two side and inner row of the ceiling wounds.

Другими словами, котел конструктивно имеет три экранированных блока, один из которых расположен внутри другого и оба блока сзади и сверху накрыты третьим блоком. При такой компоновке топочная камера котла для мощной горелки находится внутри блоков, что приводит к двойной клетчатой экранизации топочного пространства. За перегородкой последнего заднего экрана котла установлен конвективный экономайзер. Нагрев воды в котле обеспечивает горелка с принудительной подачей подогретого воздуха, часть тепла используется в специальном деаэраторе, выпар с которого подается в топочную камеру. Котел имеет рециркуляцию продуктов сгорания 1-1,5% Такая конструкция котельного агрегата позволит эффективно использовать топливо и снизить габариты и металлоемкость на единицу отпускаемой тепловой энергии. In other words, the boiler structurally has three shielded blocks, one of which is located inside the other and both blocks are covered by a third block at the back and top. With this arrangement, the boiler combustion chamber for a powerful burner is located inside the blocks, which leads to a double checkered screening of the furnace space. Behind the partition of the last rear screen of the boiler, a convective economizer is installed. Water heating in the boiler is provided by a burner with forced supply of heated air, part of the heat is used in a special deaerator, the vapor from which is supplied to the combustion chamber. The boiler has a recirculation of combustion products of 1-1.5%. Such a design of the boiler unit will allow efficient use of fuel and reduce the size and metal consumption per unit of released heat energy.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device meets the criteria of the invention of "Novelty."

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать выбор о соответствии критерию "изобретательский уровень". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the proposed solution from the prototype, which allows you to make a choice about meeting the criterion of "inventive step".

На фиг.1 изображена схема блока А; на фиг.2 схема блока Б; на фиг.3 схема блока В; на фиг.4 общий вид котла. Figure 1 shows a diagram of block A; figure 2 diagram of the block B; figure 3 circuit block; figure 4 General view of the boiler.

Стальной водогрейный котел содержит горизонтальные коллекторы 1 и 2, соединенные трубной поверхностью, вертикальные коллекторы 3, 4 и 5, также соединенные между собой трубной поверхностью, образуя фронтальный, задний и вторичные боковые экраны топочной камеры (фиг.2). Горизонтальные коллекторы 6 и 7 соединены между собой трубной поверхностью, которая образует подовый, потолочный и два боковых экрана топочной камеры котла (фиг.1). Steel boiler contains horizontal collectors 1 and 2 connected by a pipe surface, vertical collectors 3, 4 and 5, also connected by a pipe surface, forming the front, rear and secondary side screens of the combustion chamber (figure 2). Horizontal collectors 6 and 7 are interconnected by a pipe surface that forms a hearth, ceiling and two side screens of the boiler combustion chamber (Fig. 1).

Блок А с коридорным расположением трубной поверхности находится внутри блока Б с горизонтальным расположением труб и оба экранных блока А и Б закрыты потолочным и задним экранами блока В. Таким образом получается двойное экранирование топочной камеры трубами, расположенными перпендикулярно друг другу. Внутреннее пространство блока А служит топочной камерой котла, в подовой части которой под нижним экраном блока А расположена система подогрева воздуха, подаваемого вентилятором на горелку 8. Block A with a corridor arrangement of the pipe surface is located inside block B with a horizontal arrangement of pipes and both screen blocks A and B are closed by the ceiling and rear screens of block B. Thus, double screening of the combustion chamber with pipes arranged perpendicular to each other is obtained. The internal space of block A serves as the combustion chamber of the boiler, in the bottom of which under the lower screen of block A there is a system for heating the air supplied by the fan to the burner 8.

Коллекторы 1 и 2 соединены с трубной поверхностью блока В, коллекторы 3, 4 и 5 блока Б, а коллекторы 6 и 7 блока А. The collectors 1 and 2 are connected to the pipe surface of block B, the collectors 3, 4 and 5 of block B, and the collectors 6 and 7 of block A.

Трубная поверхность блока В с горизонтальными коллекторами 1 и 2 как бы накрывает блоки А и Б, образуя при этом второй потолочный и второй задний экраны. Сзади экранной части котла, после второго заднего экрана блока В установлена газонаправляющая перегородка для направления потока продуктов сгорания топлива в конвективный экономайзер (на общем виде котла перегородка не показана). The pipe surface of block B with horizontal collectors 1 and 2, as it were, covers blocks A and B, forming a second ceiling and second rear screens. Behind the boiler screen, after the second rear screen of unit B, a gas guide wall is installed to direct the flow of fuel combustion products to the convective economizer (the partition is not shown in the general view of the boiler).

Стальной водогрейный котел работает следующим образом. Steel boiler operates as follows.

Нагреваемая вода от циркуляционного насоса (не показан) поступает в конвективный экономайзер, который может быть практически любого типа (чугунный, стальной, совмещенный, блочный и т.д.) и, пройдя через его поверхности нагрева, поступает в нижний горизонтальный коллектор 1 второго заднего экрана блока В. Двигаясь, вода проходит второй задний и второй потолочный экраны и поступает в коллектор 2, горизонтально расположенный на фронте котла (первая ступень нагрева котла). Из второго горизонтального коллектора нагреваемая вода поступает в вертикальные коллекторы 3 и 5 блока Б и по вторичным боковым горизонтальным экранам и первому заднему экрану поступает в вертикальный коллектор 4 того же блока Б (вторая ступень нагрева котла). Heated water from a circulation pump (not shown) enters the convective economizer, which can be of almost any type (cast iron, steel, combined, block, etc.) and, passing through its heating surface, enters the lower horizontal collector 1 of the second rear block B. screen. Moving, the water passes the second rear and second ceiling screens and enters the collector 2, horizontally located on the front of the boiler (the first stage of heating the boiler). From the second horizontal collector, the heated water enters the vertical collectors 3 and 5 of block B and through the secondary side horizontal screens and the first rear screen enters the vertical collector 4 of the same block B (second stage of boiler heating).

Из вертикального коллектора 4 блока Б нагреваемая вода поступает в горизонтальный коллектор 6 блока А и по системе вертикальных труб, образующих подовый, боковые и потолочный экраны, вода входит в выходной коллектор 7 котла, из которого направляется к потребителю (третья ступень нагрева котла). From the vertical collector 4 of block B, the heated water enters the horizontal collector 6 of block A and through a system of vertical pipes forming a hearth, side and ceiling screens, water enters the outlet collector 7 of the boiler, from which it is directed to the consumer (the third stage of heating the boiler).

Типовая газовая горелка РГМГ-10 с принудительной подачей подогретого воздуха обеспечит надежную и экономичную работу котла при светящемся факеле и коэффициенте избытка воздуха α= 1,05 в экранированной топочной камере. A typical gas burner RGMG-10 with forced supply of heated air will ensure reliable and economical operation of the boiler with a luminous torch and an excess air coefficient of α = 1.05 in a shielded combustion chamber.

Конструкция котла предусматривает деаэрационную установку контактного типа. Такая конструкция стального водогрейного котельного агрегата позволит снабдить теплом потребителей с максимальной отдачей тепла от сжигания топлива, уменьшить тепловые потери котла в окружающую среду, увеличить КПД котельной установки. The boiler design provides for a contact type deaeration plant. Such a design of a steel water-heating boiler unit will allow supplying consumers with maximum heat transfer from burning fuel, reducing heat losses of the boiler to the environment, and increasing the efficiency of the boiler installation.

Блочный котел обладает высокой надежностью и меньшей металлоемкостью. Block boiler has high reliability and lower metal consumption.

Claims

STEEL WATER BOILER comprising a furnace part, a device for supplying and burning fuel, single-row side, ceiling, front furnace screens, consisting of horizontal and vertical pipes and vertical and horizontal upper and lower headers, characterized in that the furnace part of the boiler is made of a single-section chamber and limited by horizontal and vertical furnace screens, and the device for supplying and burning fuel consists of one burner, the furnace screens are single-color and additionally contain rear double-row internal and external screens and a second external row of side and ceiling screens with collectors interconnected by horizontal and vertical pipes of the furnace screens, and the front and additional hearth single-row screens are interconnected by horizontal and vertical collectors, while the lower horizontal collector of the rear vertical screen is connected with the upper horizontal collector by the outer row of pipes of the ceiling screen, and this last collector is connected to two vertical collectors the front screen supports, which are connected by the front, two side external screens and the rear internal screen with a vertical manifold located rearward in the center of the combustion chamber, and this central vertical collector is connected to the lower horizontal collector, which is connected to the upper horizontal collector of the boiler through the bottom row of the inner row two side and inner row of ceiling screens.