RU2129243C1

RU2129243C1 - Hot-water boiler

Info

Publication number: RU2129243C1
Application number: RU95114995A
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Гроздов
Original assignee: Гроздов Борис Николаевич
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1999-04-20

Abstract

FIELD: heat supply systems of public services, industrial and agricultural objects. SUBSTANCE: furnace is formed by front and hearth baffle walls, inner and outer side baffle walls, roof and rear baffle walls. Baffle walls are provided with two rows of windows and consist of horizontal and vertical tubes connected with headers. Longitudinal headers are connected by means of vertical baffle wall provided with two rows of windows and located in center of furnace chamber. Tubes of front baffle wall are set apart for burner devices and are connected with external tubes of roof baffle wall. Front baffle wall is connected with horizontal headers whose ends are connected with front vertical headers. Boiler may be provided with anticorrosive coat. EFFECT: increased heat extraction from furnace chamber and reduced losses of heat. 6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к конструкции блочного водогрейного котла, используемого в теплоснабжении коммунальных, промышленных и сельских объектов, при этом котел имеет внутреннюю камерную топку для сжигания жидкого и газообразного топлива. The invention relates to the field of power engineering, in particular, to the design of a block water boiler used in the heat supply of communal, industrial, and rural facilities, the boiler having an internal chamber furnace for burning liquid and gaseous fuels.

Наиболее близким аналогом является водогрейный котел КВ-ГМ-10 (Справочник эксплуатационника газофицированных котельных, Л.Н. Поперецкий, Р. Р. Рыбаков, Е.Б. Столпнер, О.А. Тасс, И.А. Шур. Л.: Недра, 1988, с. 221-223, рис. 4.15). Котел имеет полностью экранированную топку, боковые экраны которой соединены боковыми горизонтальными коллекторами, а также коллекторами, соединяющими задний экран и промежуточный двухрядный экран, расположенный в топке котла, который делит топку на две неравные части, меньшая из которых является камерой догорания. Прямоточный котел КВ-ГМ-10 не имеет несущего каркаса и состоит из двух блоков: горизонтальной топочной камеры и конвективных поверхностей нагрева, расположенных в вертикальной шахте. Топочная камера полностью экранирована трубами диаметром 60 мм, с толщиной стенки 3 мм. Экранные трубы вварены в коллекторы диаметром 219 мм. Передняя стенка шахты является одновременно задним топочным экраном котла и выполнена цельносварной, снизу задний топочный экран выполнен из цельносварным, а трубы заднего экрана разведены в четырехрядный фестон, через который продукт сгорания выходят из котла в конвективную часть. Топочный и конвективный блоки устанавливаются на опоры, приваренные к нижним коллекторам котла. Опоры, расположенные на стыке конвективного и топочного блока, выполнены неподвижными. Котел оборудован одной газомазутной грелкой типа РГМГ, соответствующей теплопроизводительности и дробеочистительной установкой для удаления отложений с наружных поверхностей нагрева конвективной шахты. The closest analogue is the KV-GM-10 hot water boiler (Handbook of the exploitation of gas-fired boiler houses, L.N. Poperetsky, R.R. Rybakov, E.B. Stolpner, O.A. Tass, I.A. Shur. L .: Nedra, 1988, pp. 221-223, Fig. 4.15). The boiler has a fully shielded firebox, the side screens of which are connected by horizontal horizontal collectors, as well as collectors connecting the rear screen and the intermediate double-row screen located in the boiler furnace, which divides the furnace into two unequal parts, the smaller of which is an afterburner. The once-through boiler KV-GM-10 does not have a supporting frame and consists of two blocks: a horizontal combustion chamber and convective heating surfaces located in a vertical shaft. The combustion chamber is completely shielded by pipes with a diameter of 60 mm, with a wall thickness of 3 mm. Screen tubes are welded into the collectors with a diameter of 219 mm. The front wall of the shaft is at the same time the rear furnace screen of the boiler and is made completely welded, from the bottom the rear furnace screen is made of all-welded, and the pipes of the rear screen are routed into a four-row festoon, through which the combustion product leaves the boiler into the convection part. The furnace and convection blocks are mounted on supports welded to the lower collectors of the boiler. The supports located at the junction of the convective and furnace unit are made stationary. The boiler is equipped with one gas-oil heater of the RGMG type, corresponding to the heat output and a shot-cleaning plant for removing deposits from the external heating surfaces of the convection shaft.

Недостатками конструкции котла КВ-ГМ-10 являются: малая радиационная поверхность промежуточного двухрядного экрана, расположенного поперек топочной камеры котла, необогреваемость верхнего коллектора двухрядного экрана, защищенного торкретной изоляцией, при этом часть заднего экрана не является радиационной поверхностью нагрева, поскольку перед ней установлен промежуточный двухрядный экран, что снижает в целом теплосъем с топочной камеры котла, при этом облегченная обмуровка, состоящая из слоя шамото-бетона толщиной 20 мм, минераловатных плит толщиной 80 мм и магнезиальной обмазки толщиной 10 мм, которая закреплена на трубах поверхностей нагрева котла с помощью шпилек диаметром 12 мм, делает необогреваемой поверхность нагрева экранных труб с внешней стороны от топки котла, т.к. трубы находятся не в температурном поле, а защищены изоляцией, что также в целом снижает эффективность использования экранных поверхностей нагрева котла. The design flaws of the KV-GM-10 boiler are: the small radiation surface of the intermediate double-row screen located across the furnace chamber of the boiler, the unheated upper collector of the double-row screen protected by shotcrete insulation, while part of the rear screen is not a radiation heating surface, since an intermediate double-row is installed in front of it a screen, which reduces the overall heat removal from the furnace chamber of the boiler, while lightweight lining, consisting of a layer of chamoto-concrete with a thickness of 20 mm, mineral wool 80 mm thick plates and 10 mm thick magnesia coating, which is fixed to the pipes of the boiler heating surfaces with studs with a diameter of 12 mm, makes the heating surface of the screen tubes outside the boiler furnace unheated, as the pipes are not in the temperature field, but are protected by insulation, which also generally reduces the efficiency of using the screen surfaces of the boiler heating.

Задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия (КПД) котла за счет увеличения теплосъема с топочной камеры, уменьшение тепловых потерь котлом в окружающую среду, т.к. котел имеет внешние боковые и потолочный экраны и, как следствие, экономию сжигаемого в котле топлива (газ, мазут). The objective of the invention is to increase the efficiency (COP) of the boiler by increasing heat removal from the combustion chamber, reducing heat loss by the boiler to the environment, because the boiler has external side and ceiling screens and, as a result, saves fuel burned in the boiler (gas, fuel oil).

Техническое решение указанной задачи достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем экранированную топочную камеру, образованную фронтальным и подовым однорядными топочными экранами, внутренними и внешними боковыми, потолочными и задними экранами, выполненных двухрядными и состоящими из горизонтальных и вертикальных труб, соединенных с горизонтальными и вертикальными коллекторами, продольные коллекторы соединены вертикальным двусветным экраном, расположенным по центральной части топочной камеры, а трубы фронтального экрана разведены под горелочные устройства и соединены с внешними трубами потолочного экрана, причем фронтальный экран соединен с горизонтальным коллектором, концы которого соединены с передними вертикальными коллекторами. The technical solution to this problem is achieved by the fact that in a boiler containing a shielded combustion chamber formed by the front and bottom single-row furnace screens, internal and external side, ceiling and rear screens made of double-row and consisting of horizontal and vertical pipes connected to horizontal and vertical by collectors, longitudinal collectors are connected by a vertical double-screen screen located on the central part of the combustion chamber, and pipes of the frontal screen divorced under the burner devices and connected to the external pipes of the ceiling screen, and the front screen is connected to a horizontal collector, the ends of which are connected to the front vertical collectors.

Кроме того, между трубами вертикального двухсветного экрана дополнительно расположены трубы парообразователя. In addition, between the pipes of the vertical two-light screen additionally located steam generator pipes.

Задача решается также тем, что котел дополнительно имеет один и более двусветных экранов. The problem is also solved by the fact that the boiler additionally has one or more double-screen screens.

Внешние боковые горизонтальные трубы котла выполнены с металлическими проставками между трубами, например, панельные. External lateral horizontal pipes of the boiler are made with metal spacers between the pipes, for example, panel ones.

Котел изготовлен из антикоррозионных материалов. The boiler is made of anti-corrosion materials.

Кроме того, вся конструкция котла может быть защищена антикоррозионным покрытием. In addition, the entire boiler structure can be protected by an anti-corrosion coating.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами (схемами), где на фиг. 1 представлена схема внутреннего блока А; на фиг. 2 - схема блока Б; на фиг. 3 - схема внешнего блока В; на фиг. 4 представлена схема общего вида котла, состоящая из блоков А-Б-В; на фиг. 5 показана схема разводки экранных труб фронтального экрана под установку горелочных устройств; на фиг. 6 представлена схема внутреннего блока котла под несколько горелочных устройств (более двух); на фиг. 7 отражена схема внутреннего блока с четырьмя горелочными устройствами. The invention is illustrated by the following drawings (diagrams), where in FIG. 1 is a diagram of an indoor unit A; in FIG. 2 is a diagram of block B; in FIG. 3 is a diagram of an external unit B; in FIG. 4 is a diagram of a general view of the boiler, consisting of blocks A-B-B; in FIG. 5 shows the layout of the front screen screen tubes for installing burner devices; in FIG. 6 is a diagram of the internal unit of the boiler for several burner devices (more than two); in FIG. 7 shows a diagram of an indoor unit with four burner devices.

Котел условно состоит из трех теплообменных блоков А-Б-В, которые изображены на фиг 1, 2, 3, при этом теплообменные блоки А-Б-В, составляющие собственно котел, служат ступенью нагрева теплоносителя в котле; они соединены между собой с организацией циркуляции воды (теплоносителя) последовательно по блокам, причем нагреваемая вода из экономайзера поступает в блок В, а конкретно - в горизонтальный коллектор 1, соединенный внешним задним экраном с внешним потолочным экраном и в свою очередь с фронтальным экраном, соединенным с горизонтальным коллектором 2 (блок В, фиг. 3). Под теплообменным блоком заявитель понимает часть теплообменной поверхности нагрева котла-экранов, соединенных вертикальными или горизонтальными коллекторами. Сами блоки позволяют ускорить монтажные работы - сборку котла и предполагают конвеерное его изготовление, т.к. сразу на разных монтажных площадках могут изготавливаться различные блоки, которые потом собираются в котел. The boiler conditionally consists of three heat-transfer blocks A-B-B, which are shown in Figs. 1, 2, 3, while the heat-exchange blocks A-B-B, which make up the boiler itself, serve as a stage for heating the coolant in the boiler; they are interconnected with the organization of water circulation (coolant) sequentially in blocks, and the heated water from the economizer enters block B, and specifically, into the horizontal collector 1, connected by an external rear screen to an external ceiling screen and, in turn, to a front screen connected with a horizontal collector 2 (block B, Fig. 3). By the heat exchange unit, the applicant understands a part of the heat exchange surface of the heating of the boiler-screens connected by vertical or horizontal collectors. The blocks themselves allow you to speed up installation work - the assembly of the boiler and suggest its conveyor production, because immediately at different installation sites various blocks can be made, which are then assembled into a boiler.

Горизонтальный коллектор 2 соединяется по концам с передними вертикальными коллекторами 3-4, а вертикальные коллекторы 3-4 посредством боковых внешних экранов и заднего внутреннего экрана соединяются с вертикальным коллектором 5, расположенным по центру топочной камеры перед задним внешним экраном, вертикальные коллекторы 3-4-5 с боковыми внешними и задним внутренним экраном образуют теплообменный блок Б котла (фиг. 2). The horizontal collector 2 is connected at the ends with the front vertical collectors 3-4, and the vertical collectors 3-4 are connected to the vertical collector 5 located in the center of the combustion chamber in front of the rear external screen through the vertical external screens and the rear internal screen 3-4, vertical collectors 3-4- 5 with lateral external and rear internal screen form the heat transfer unit B of the boiler (Fig. 2).

Вертикальный (задний) коллектор 5 соединяется с продольным коллектором 6, который в свою очередь посредством подового, внутренних боковых, внутреннего потолочного и двусветного вертикального экрана соединяется с продольным коллектором 7, из которого теплоноситель направляется к потребителю, (выходной коллектор), два коллектора 6, 7 и соединяющие их экраны образуют теплообменный блок А котла (фиг. 1), который можно считать внутренним блоком котла, т.к. его боковые и потолочный экраны, включая двухсветный экран, находятся внутри внешних боковых, потолочного и заднего экранов блоков Б и В. The vertical (rear) collector 5 is connected to the longitudinal collector 6, which, in turn, is connected to the longitudinal collector 7, from which the coolant is directed to the consumer, (output collector), two collectors 6, through the bottom, inner side, internal ceiling and two-light vertical screen 7 and the screens connecting them form the heat transfer unit A of the boiler (Fig. 1), which can be considered the internal unit of the boiler, because its side and ceiling screens, including a two-light screen, are located inside the external side, ceiling and rear screens of blocks B and C.

На фиг. 4 представлена конструкция котла, когда все теплообменные блоки А-Б-В соединены и скомпанованы в котел, при этом не виден лишь вертикальный коллектор 4, установленный на другом конце горизонтального коллектора 2, а остальные коллекторы 1-2-3-5-6-7 видны на фиг. 4, отображающей вид котла сбоку; причем на фиг. 1 дан вид блока А котла с фронта котла, на фиг. 2 показан вид блока Б котла сверху, а на фиг. 3 показан вид блока В котла сбоку. In FIG. Figure 4 shows the design of the boiler when all the heat exchanger blocks A-B-C are connected and arranged in the boiler, while only the vertical collector 4 mounted on the other end of the horizontal collector 2 is not visible, and the rest of the collectors 1-2-3-5-6- 7 are visible in FIG. 4, showing a side view of the boiler; moreover in FIG. 1 is a view of the boiler block A from the front of the boiler, FIG. 2 shows a top view of the boiler unit B, and in FIG. 3 shows a side view of the boiler unit B.

На фиг. 5 показан вид котла с фронта, когда фронтальный экран разведен под два горелочных устройства, а продольные коллекторы 6 и 7 соединены вертикальным двусветным экраном (на фиг. 5 не обозначен), при этом не показаны трубы подового, боковых и потолочного экранов, соединяющие также продольные коллекторы 6 и 7. In FIG. 5 shows a front view of the boiler when the front screen is split under two burner devices, and the longitudinal collectors 6 and 7 are connected by a vertical double-screen (not indicated in FIG. 5), while the pipes of the hearth, side and ceiling screens are also not shown, also connecting the longitudinal collectors 6 and 7.

На фиг. 6 показано, что на продольных коллекторах блока А 6 и 7 может быть установлен дополнительный двусветный экран (на фиг. 6 не обозначен), в этом случае трубы фронтального экрана (на фиг. 6 не показаны) разведены под установку нескольких горелочных устройств; при этом двусветные экраны разведены под установку как минимум трех горелочных устройств, соответственно и фронтальный экран разведен под установку как минимум трех горелочных устройств. In FIG. 6 shows that on the longitudinal manifolds of block A 6 and 7 an additional double-screen can be installed (not shown in FIG. 6), in this case the pipes of the front screen (not shown in FIG. 6) are routed for installing several burner devices; at the same time, double-screen screens are divorced for installing at least three burner devices, respectively, and the front screen is divorced for installing at least three burner devices.

На фиг. 7 показано, что внутренний блок А котла может иметь один и более дополнительных двусветных экранов, соединенных с продольными коллекторами (на фиг. 7 не обозначены), при этом двусветные экраны расположены под установку как минимум четырех горелочных устройств 1-2-3-4, соответственно и фронтальный экран (на фиг. 7 не показан) разведен по установку как минимум четырех горелочных устройств. In FIG. 7 shows that the internal unit A of the boiler can have one or more additional double-screen screens connected to longitudinal collectors (not indicated in FIG. 7), while double-screen screens are located for installing at least four burner devices 1-2-3-4, accordingly, the front screen (not shown in Fig. 7) is divorced for installing at least four burner devices.

Водогрейный котел работает следующим образом. The hot water boiler operates as follows.

Нагреваемая вода после экономайзера поступает в нижний горизонтальный коллектор 1 и, пройдя по трубам внешних заднего и потолочного экранов, поступает во фронтальный экран, соединенный с передним горизонтальным коллектором 2, из коллектора 2 вода поступает в вертикальные коллекторы 3-4 и по горизонтальным трубам боковых внешних экранов вода проходит во внутренний задний экран и поступает в вертикальный коллектор 5, соединенный с горизонтальным продольным коллектором 6, из которого нагреваемая вода поступает по трубному двусветному вертикальному экрану и по трубам, образующим подовый, внутренние боковые и потолочный экраны в выходной горизонтальный продольный коллектор 7 котла, из которого направляется к потребителю. Котел конструктивно имеет три экранированных блока, один из которых расположен внутри другого и оба блока сзади, сверху и по фронту котла накрыты третьим блоком. Внутренний блок котла позволяет создать конструкцию котла с несколькими горелочными устройствами, при этом топочная камера котла находится внутри блоков и может иметь двусветные экраны. Каждый внешний и внутренний блок котла служит ступенью нагрева воды, а часть тепла от сгорания топлива используется в экономайзере и деаэраторе, образовавшийся при этом пар из деаэратора направляется в топочную камеру котла, причем котельная установка с предлагаемым котлом имеет двухступенчатый воздухоподогреватель, первая ступень нагрева воздухоподогревателя находится в горизонтальном газоходе (шахте) за экономайзером, а вторая ступень нагрева воздухоподогревателя находится под экономайзером и котлом. При этом воздухоподогреватель устанавливается за первой ступенью воздухоподогревателя, а последней ступенью утилизации физического тепла продуктов сгорания и тепла конденсации паров, содержащихся в продуктах сгорания, является контактный теплообменник. Кроме того, котел может быть пароводогрейным при дополнительной установке между трубами вертикального двухсветного экрана, змеевиковой трубной системы - парообразователя, которая продлена в конвективную горизонтальную шахту и служит для выработки пара котлом. Heated water after the economizer enters the lower horizontal collector 1 and, passing through the pipes of the external rear and ceiling screens, enters the front screen connected to the front horizontal collector 2, from the collector 2 water flows into the vertical collectors 3-4 and through the horizontal pipes of the lateral external screens, water passes into the inner rear screen and enters a vertical collector 5 connected to a horizontal longitudinal collector 6, from which the heated water enters through a double-tube pipe cial screen and the tubes forming the hearth, the inner side and ceiling screens in horizontal longitudinal outlet manifold 7 of the boiler, from which it is sent to the consumer. 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, top and front of the boiler. The internal block of the boiler allows you to create a boiler design with several burner devices, while the furnace chamber of the boiler is located inside the blocks and can have double-screen. Each external and internal block of the boiler serves as a stage of water heating, and part of the heat from fuel combustion is used in the economizer and deaerator, the steam generated from the deaerator is sent to the furnace chamber of the boiler, and the boiler unit with the proposed boiler has a two-stage air heater, the first stage of heating of the air heater is in the horizontal gas duct (shaft) behind the economizer, and the second stage of heating the air heater is under the economizer and boiler. In this case, the air heater is installed behind the first stage of the air heater, and the contact heat exchanger is the last step in the utilization of the physical heat of the combustion products and the condensation heat of the vapors contained in the combustion products. In addition, the boiler can be steam-heated when additionally installed between the pipes of a vertical double-screen, a coil pipe system - a steam generator, which is extended into a convective horizontal shaft and serves to generate steam by the boiler.

Claims

1. A hot water boiler containing a shielded combustion chamber formed by a frontal and hearth single-row furnace screens, internal and external side, ceiling and rear screens made of double-row and consisting of horizontal and vertical pipes connected to horizontal and vertical collectors, characterized in that the longitudinal the collectors are connected by a vertical two-light screen located in the central part of the combustion chamber, and the pipes of the front screen are separated under the burner devices a and connected to the outer tubes of the ceiling of the screen, the front screen is connected to a horizontal collector, the ends of which are connected with the front vertical collectors.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that between the pipes of the vertical double-screen screen are additionally steam generator pipes.

3. The boiler according to claims 1 and 2, characterized in that it additionally has one or more double-light screens.

4. The boiler according to claims 1 to 3, characterized in that the external lateral horizontal pipes of the boiler are made with metal spacers between the pipes, for example panel ones.

5. The boiler according to claims 1 to 4, characterized in that it is made of anticorrosive materials.

6. The boiler according to claims 1 to 4, characterized in that the entire design of the boiler is protected by an anti-corrosion coating.