RU208313U1

RU208313U1 - GAS GENERATOR

Info

Publication number: RU208313U1
Application number: RU2021129170U
Authority: RU
Inventors: Расуль Тимергалиевич Хамзин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лайнер"
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2021-12-13

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к водогрейным твердотопливным котлам шахтного типа с опрокинутым процессом горения, и предназначена для нагрева воды и отопления различных зданий и сооружений.Технический результат заключается в максимально плотном использовании внутреннего пространства для устройства и размещения дополнительных теплообменников, при тех же габаритных размерах.Газогенераторный котёл содержит корпус, камеру загрузки топлива, связанную с ней форсункой камеру сгорания, соединённую дымовыми каналами с вертикально расположенными газоходами, состоящими из блока теплообменников, соединённых с дымоходом, при этом ниже камеры загрузки топлива, параллельно и продольно камере сгорания, расположены дополнительные газоходы, состоящие из блока теплообменников, имеющих обратный ход с возможностью от 2 разворотов до 6 разворотов дымовых газов на 180°с движением параллельно и продольно камере сгорания. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to thermal power engineering, in particular to hot water solid fuel boilers of mine type with an inverted combustion process, and is intended for heating water and heating various buildings and structures. overall dimensions. The gas-generating boiler comprises a housing, a fuel loading chamber, a combustion chamber connected to it by a nozzle, connected by smoke channels to vertically located gas ducts, consisting of a block of heat exchangers connected to the chimney, while below the fuel loading chamber, parallel and longitudinal to the combustion chamber, additional gas ducts, consisting of a block of heat exchangers, having a return stroke with the possibility of from 2 turns to 6 turns of flue gases by 180 ° with movement parallel and longitudinal to the combustion chamber. 9 w.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к водогрейным твердотопливным котлам шахтного типа с опрокинутым процессом горения, и предназначена для нагрева воды и отопления различных зданий и сооружений.The utility model relates to heat power engineering, in particular, to mine-type hot water solid fuel boilers with an inverted combustion process, and is intended for heating water and heating various buildings and structures.

Известен пиролизный котел утилизатор (RU 2 660987,кл. F24H 1/ 00, опубл. 11.07.2018), который имеет в своей конструкции вертикально ориентированный корпус, камеру загрузки топлива, камеру сгорания (дожигания) и вертикально ориентированные газоходы. В этом и подобных конструкциях котлов газоходы имеют вертикальное расположение, занимают достаточно значительное пространство и имеют ограниченное количество оборотов дымовых газов, короткое расстояние и время прохождения от момента сгорания до момента выхода в дымовую трубу, при том, что камера сгорания, где происходит сгорание и дожиг пиролизных газов, имеет хороший запас свободного пространства, и чем больше мощность котла, тем больше размеры этого пространства. Это пространство конструктивно возникает, ввиду того что расположенная выше камера загрузки топлива значительна по своим размерам и имеет смежное расположение с камерой сгорания, а также из-за особенностей конструкции и изготовления котла. Также конструктивными недостатками таких котлов является то, что при открытии дверцы камеры загрузки топлива, без предварительного открытия заслонки перепуска дымовых газов, происходит неконтролируемое воспламенение топочных газов и, вследствие этого, термические ожоги обслуживающего персонала.Known pyrolysis waste heat boiler (RU 2 660987, class F24H 1/00, publ. 11.07.2018), which has in its design a vertically oriented body, a fuel loading chamber, a combustion (afterburner) chamber and vertically oriented gas ducts. In this and similar boiler structures, the gas ducts have a vertical arrangement, occupy a fairly large space and have a limited number of flue gas revolutions, a short distance and transit time from the moment of combustion to the moment they exit into the chimney, while the combustion chamber, where combustion and afterburning takes place pyrolysis gases, has a good supply of free space, and the greater the boiler power, the larger the size of this space. This space arises structurally due to the fact that the fuel loading chamber located above is significant in size and is adjacent to the combustion chamber, as well as due to the design and manufacture of the boiler. Also, the design disadvantages of such boilers are that when the door of the fuel loading chamber is opened, without first opening the flue gas bypass damper, uncontrolled ignition of flue gases occurs and, as a result, thermal burns of the operating personnel.

Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков.The technical problem is the elimination of the noted shortcomings.

Технический результат заключается в максимально плотном использовании внутреннего пространства для устройства и размещения дополнительных теплообменников, при тех же габаритных размерах.The technical result consists in the most dense use of the internal space for the device and placement of additional heat exchangers, with the same overall dimensions.

Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что газогенераторный котёл содержит корпус, камеру загрузки топлива, связанную с ней форсункой камеру сгорания, соединённую дымовыми каналами с вертикально расположенными газоходами, состоящими из блока теплообменников, соединённых с дымоходом, при этом ниже камеры загрузки топлива, параллельно и продольно камере сгорания, расположены дополнительные газоходы, состоящие из блока теплообменников, имеющих обратный ход с возможностью от 2 разворотов до 6 разворотов дымовых газов на 180° с движением параллельно и продольно камере сгорания. По бокам камеры сгорания или по меньшей мере с одной из её сторон могут быть расположены дополнительные газоходы, состоящие из блока теплообменников, которые могут быть выполнены из жаровых дымогарных труб профильного или круглого сечения. В корпусе котла могут быть выполнены каналы подачи первичного и вторичного воздуха для протекания процесса газификации и горения топлива. Стенки корпуса котла в самых нагруженных высокотемпературных участках могут быть снабжены тепловой защитой из огнеупорного материала. Камера загрузки корпуса котла может быть соединена с дымоходом отверстием с заслонкой перепуска дымовых газов в верхней части для возможности растопки котла. Котёл может быть снабжен рычагом управления открытием и закрытием заслонки перепуска дымовых газов, который в закрытом положении в передней части может иметь загиб книзу, так что его ручка располагается напротив дверцы камеры загрузки топлива с возможностью препятствования открытию дверцы во время работы котла. Во время открытия заслонки перепуска дымовых газов ручка рычага управления заслонкой перепуска дымовых газов может перемещаться по оси вращения вверх, тем самым давая возможность для открытия дверцы. Поперечно в нижней части внутри камеры сгорания могут быть расположены дополнительные водотрубные теплообменники из блока труб.The problem is solved, and the technical result is ensured by the fact that the gas-generating boiler contains a body, a fuel loading chamber, a combustion chamber connected to it by a nozzle, connected by smoke channels with vertically located gas ducts, consisting of a block of heat exchangers connected to a chimney, while below the fuel loading chamber, parallel and longitudinally to the combustion chamber, additional gas ducts are located, consisting of a block of heat exchangers with a reverse stroke with the possibility of 2 turns to 6 turns of flue gases by 180 ° with movement parallel and longitudinally to the combustion chamber. On the sides of the combustion chamber or on at least one of its sides, additional gas ducts can be located, consisting of a block of heat exchangers, which can be made of flame smoke tubes of a profile or circular cross section. Primary and secondary air supply channels for the gasification and fuel combustion process can be made in the boiler body. The walls of the boiler drum in the most loaded high-temperature areas can be equipped with thermal protection made of refractory material. The boiler drum loading chamber can be connected to the chimney with an opening with a flue gas bypass damper in the upper part to allow the boiler to light up. The boiler can be equipped with a control lever for opening and closing the flue gas bypass damper, which in the closed position in the front part can have a downward bend, so that its handle is located opposite the door of the fuel loading chamber with the possibility of preventing the door from opening during boiler operation. When the flue gas flap is opened, the flue gas flap control lever can move upward along the pivot axis, thereby allowing the door to open. Transversely in the lower part inside the combustion chamber, additional water-tube heat exchangers from the tube block can be located.

На фиг.1 представлен продольный разрез котла в районе газоходов блоков теплообменников, состоящих из жаровых дымогарных труб со схемой движения дымовых газов по ним, схемой движения теплоносителя между стенками котла и в межтрубном пространстве блоков теплообменников.Figure 1 shows a longitudinal section of the boiler in the area of gas ducts of heat exchanger blocks, consisting of flame smoke tubes with a scheme of flue gas movement along them, a scheme of coolant movement between the walls of the boiler and in the annular space of the heat exchanger blocks.

На фиг.2 - поперечный разрез в районе камеры загрузки и камеры сгорания;Figure 2 is a cross-section in the area of the loading chamber and the combustion chamber;

На фиг.3 - передняя часть котла с дверцами камеры загрузки, камеры сгорания, дверцы обслуживания и чистки газоходов блоков теплообменников;Figure 3 - the front part of the boiler with the doors of the loading chamber, combustion chamber, service door and cleaning the gas ducts of the heat exchanger blocks;

На фиг.4 - продольный разрез котла в районе камеры загрузки топлива и камеры сгорания, со схемой движения первичного воздуха из отверстий воздушного канала камеры загрузки и отверстий форсунки, соединяющей обе камеры между собой.Figure 4 is a longitudinal section of the boiler in the area of the fuel loading chamber and the combustion chamber, with a diagram of the movement of primary air from the openings of the air channel of the loading chamber and the openings of the nozzle connecting both chambers to each other.

Котёл в своей конструкции, наряду с вертикально расположенными газоходами 1, состоящими из блока теплообменников в задней части котла, имеет в нижней своей части, параллельно и продольно камере сгорания горизонтально расположенные газоходы 2, состоящие из блоков теплообменников, которые заполняют собой пространство между камерой сгорания 18 и наружными стенками котла и могут дополнительно располагаться как с одной из сторон, по отношению к камере сгорания, так и с обеих его сторон, а также поперечно в нижней части внутри камеры сгорания (на чертежах не показаны). Также для увеличения мощности, эффективности и компактности, в нижней центральной части в камере сгорания расположены водотрубные теплообменники, внутри которых циркулирует теплоноситель, в отличие от дымогарных труб. Корпус котла 23 сварен из листовой стали, и имеет в своём составе: верхнюю загрузочную камеру 3, с дверцей 4 и дымовым каналом 5; нижнюю камеру сгорания 18, с дверцей 6; передние нижние дверцы 7 обслуживания и чистки газоходов блоков теплообменников, расположенные в передней нижней части котла по бокам от дверцы камеры сгорания; боковые дверцы 8 для обслуживания и чистки расположенных в задней нижней части котла промежуточных дымовых каналов 19; воздушные каналы подачи воздуха 9 по бокам и сзади котла, вентилятор подачи воздуха 10, блок управления вентилятором 11, дымовую камеру 12 , расположенную в верхней задней части котла с люком для чистки газоходов вертикально расположенного блока теплообменников 1, заслонку перепуска дымовых газов камеры загрузки 13 в верхней части котла, и приваренный к ней одним концом рычаг 14, расположенный продольно сверху котла. Рычаг управления 14 расположен сверху котла, продольно корпусу, и сделан так, что своей конструкцией препятствует открытию загрузочной дверцы 4 во время работы котла. Ручка рычага 14 при этом находится напротив дверцы камеры загрузки топлива, во время открытия заслонки 13 ручка перемещается по оси вращения вверх, тем самым давая возможность для открытия дверцы 4. Это, в свою очередь, защищает обслуживающий персонал от термических ожогов, поскольку перед открытием дверцы 4 камеры загрузки 3, должна быть открыта заслонка 13 перепуска дымовых газов для исключения возможности самовоспламенения пиролизных газов. В верхней и нижней части котла находятся приваренные к корпусу патрубки подачи и отвода теплоносителя 15. Сверху корпуса котла приварены гнезда 16 под съёмные датчики и приборы контроля. Теплоноситель 20 циркулирует в пространстве между стенками котла и между стенками газоходов блоков теплообменников, конструкция которых может быть выполнена в жаротрубном, водотрубном или ином исполнении.The boiler in its design, along with vertically located gas ducts 1, consisting of a block of heat exchangers in the rear of the boiler, has horizontally located gas ducts 2 in its lower part, parallel and longitudinally to the combustion chamber, consisting of blocks of heat exchangers that fill the space between the combustion chamber 18 and the outer walls of the boiler and can additionally be located both on one of the sides, in relation to the combustion chamber, and on both sides, as well as transversely in the lower part inside the combustion chamber (not shown in the drawings). Also, to increase power, efficiency and compactness, water-tube heat exchangers are located in the lower central part of the combustion chamber, inside of which the coolant circulates, in contrast to smoke tubes. The boiler body 23 is welded from sheet steel, and includes: an upper loading chamber 3, with a door 4 and a smoke duct 5; lower combustion chamber 18, with door 6; front lower doors 7 for maintenance and cleaning of gas ducts of heat exchanger units, located in the front lower part of the boiler on the sides of the door of the combustion chamber; side doors 8 for maintenance and cleaning of intermediate flue ducts 19 located in the rear lower part of the boiler; air supply ducts 9 on the sides and rear of the boiler, air supply fan 10, fan control unit 11, smoke chamber 12 located in the upper rear part of the boiler with a hatch for cleaning the flue ducts of a vertically located heat exchanger block 1, flue gas bypass damper of the loading chamber 13 in the upper part of the boiler, and a lever 14 welded to it at one end, located longitudinally on top of the boiler. The control lever 14 is located on top of the boiler, longitudinally to the body, and is made in such a way that its design prevents the opening of the loading door 4 during the operation of the boiler. In this case, the handle of the lever 14 is opposite the door of the fuel loading chamber; during opening of the shutter 13, the handle moves along the axis of rotation upward, thereby making it possible to open the door 4. This, in turn, protects the operating personnel from thermal burns, since before opening the door 4 loading chambers 3, the flue gas bypass damper 13 must be open to exclude the possibility of spontaneous ignition of pyrolysis gases. In the upper and lower parts of the boiler are welded to the body pipes for supply and discharge of the coolant 15. On top of the boiler body there are welded sockets 16 for removable sensors and control devices. The coolant 20 circulates in the space between the walls of the boiler and between the walls of the gas ducts of the heat exchanger blocks, the design of which can be made in a fire-tube, water-tube or other design.

В представленном чертеже котла газоходы блоков теплообменников 1 и 2 выполнены с жаровыми дымогарными трубами, а теплообменники 22 камеры сгорания водотрубные, что наиболее лучше подходят для массового производства. In the shown drawing of the boiler, the gas ducts of the heat exchanger blocks 1 and 2 are made with fire smoke tubes, and the heat exchangers 22 of the combustion chamber are water tube, which are best suited for mass production.

В основу работы котла положен принцип газификации твёрдого топлива. В качестве топлива используются дрова, уголь или топливные брикеты. При работе котла вырабатываемый газ из верхней камеры загрузки 3 (газообразования) проходит через форсунку 17 и смешиваясь со вторичным воздухом выходит открытым пламенем в нижнюю камеру сгорания 18, где происходит сгорание газов. Далее из камеры сгорания 18 горячие газы 21 попадают в расположенный сзади дымового канала 19, после которого, разделяясь на несколько потоков, попадают в газоходы горизонтально расположенных теплообменников, разворачиваясь при этом на 180°. Выходя из газоходов блока теплообменников в передней части котла, горячие газы 21 вновь поворачивают на 180° и заходят обратно в верхние горизонтально расположенные газоходы 2 блока теплообменников, совершая таким образом оборот. Имеется возможность от 2 разворотов до 6 разворотов дымовых газов на 180° с движением параллельно и продольно камере сгорания. Далее проходя дымовой канал 19, горячие газы 21 поворачивают уже на 90° вверх, проходят на своём пути вертикально расположенные газоходы 1 блока теплообменников, расположенные в задней части котла, и выходят остывшими по дымовой трубе в атмосферу. The boiler is based on the principle of solid fuel gasification. Firewood, coal or fuel briquettes are used as fuel. When the boiler is operating, the generated gas from the upper loading chamber 3 (gas formation) passes through the nozzle 17 and, mixing with the secondary air, exits with an open flame into the lower combustion chamber 18, where the gases are combusted. Further, from the combustion chamber 18 hot gases 21 enter the flue duct 19 located behind, after which, being divided into several streams, they enter the gas ducts of horizontally located heat exchangers, turning 180 °. Coming out of the gas ducts of the heat exchanger block in the front of the boiler, the hot gases 21 are again turned by 180 ° and enter back into the upper horizontally located gas ducts 2 of the heat exchanger block, thus making a revolution. There is a possibility from 2 turns to 6 turns of flue gases by 180 ° with movement parallel and longitudinally to the combustion chamber. Further, passing through the flue channel 19, the hot gases 21 turn already 90 ° upward, pass vertically located gas ducts 1 of the heat exchanger block located in the rear of the boiler on their way, and exit cooled down through the chimney into the atmosphere.

Таким образом, достигается максимальный теплосъём и высокий КПД сгорания топлива. Проведенные испытания показали, что при температуре в камере сгорания около 1000°С, температура дымовых газов на выходе из котла в рабочем режиме не превышает 100°. В конструкции котла предусмотрены дверцы и люки, которые обеспечивают доступ ко всем внутренним частям, что позволяют легко его чистить, обслуживать и осматривать. Горизонтально расположенные газоходы теплообменников, камеру сгорания и дымовые каналы возможно чистить и осматривать во время работы котла, при открытой заслонке перепуска дымовых газов.Thus, the maximum heat removal and high efficiency of fuel combustion are achieved. The tests carried out have shown that at a temperature in the combustion chamber of about 1000 ° C, the temperature of the flue gases at the outlet of the boiler in operating mode does not exceed 100 °. The boiler is designed with doors and hatches that provide access to all internal parts, which make it easy to clean, maintain and inspect. The horizontally located heat exchanger flues, combustion chamber and flue ducts can be cleaned and inspected during boiler operation, with the flue gas bypass damper open.

Всё это вместе взятое повышает производительность, надёжность и эффективность работы котла, значительно, по сравнению с другими твердотопливными котлами уменьшает потребление топлива, снижает стоимость выработанной тепловой энергии, и имеет возможности для широкого использования в теплоэнергетике и в народном хозяйстве в целом.All this taken together increases the productivity, reliability and efficiency of the boiler, significantly, in comparison with other solid fuel boilers, reduces fuel consumption, reduces the cost of generated thermal energy, and has the potential for widespread use in heat power engineering and in the national economy as a whole.

Claims

1. A gas-generating boiler containing a body, a fuel loading chamber, a combustion chamber connected to it by a nozzle, connected by smoke channels with vertically arranged gas ducts, consisting of a block of heat exchangers connected to a chimney, characterized in that below the fuel loading chamber, parallel and longitudinally to the combustion chamber , additional gas ducts are located, consisting of a block of heat exchangers having a reverse stroke with the possibility of 2 turns to 6 turns of flue gases by 180 ° with movement parallel and longitudinally to the combustion chamber.

2. Gas-generating boiler according to claim 1, characterized in that additional gas ducts are located on the sides of the combustion chamber or on at least one of its sides, consisting of a block of heat exchangers.

3. Gas generator boiler according to claim 1, characterized in that the gas ducts, consisting of a block of heat exchangers, are made of flame tubes of a profile or circular cross-section.

4. Gas-generating boiler according to claim 1, characterized in that channels for supplying primary and secondary air for the gasification and combustion of fuel are made in the boiler body.

5. Gas-generating boiler according to claim 1, characterized in that the walls of the boiler body in the most loaded high-temperature sections are equipped with thermal protection made of refractory material.

6. A gas-generating boiler according to claim 1, characterized in that the boiler body loading chamber is connected to the chimney by an opening with a flue gas bypass damper in the upper part to enable the boiler to light up.

7. Gas generator boiler according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control lever for opening and closing the flue gas bypass damper.

8. Gas generator boiler according to claim 7, characterized in that the control lever for the flue gas bypass damper in the closed position in the front part has a downward bend, so that its handle is located opposite the door of the fuel loading chamber with the possibility of preventing the door from opening during boiler operation.

9. Gas generator boiler according to claim 1, characterized in that during opening of the flue gas bypass damper, the handle of the flue gas bypass damper control lever moves upward along the axis of rotation, thereby making it possible to open the door.

10. Gas generator boiler according to claim 1, characterized in that transversely in the lower part inside the combustion chamber there are additional water-tube heat exchangers from the tube block.