RU2210702C2

RU2210702C2 - Hot-water boiler

Info

Publication number: RU2210702C2
Application number: RU2001124094/06A
Authority: RU
Inventors: П.А. Зимин; П.И. Куруч
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Коммунэнерго"
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-08-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: invention can be used for heating of water. proposed hot-water boiler contains front, rear, ceiling and side walls made of pipes with fins and connected to corresponding headers. Side walls are made of outer solid panel and inner panels. Boiler is installed on base and is provided with inner wall arranged in furnace space and forming additional gas pass together with ceiling wall. Openings are made in upper and lower parts of inner panels of side walls which are furnished with partitions. openings of upper part of side wall panels in direction of flue gas flow communicate with additional gas pass, and inner wall and side faces of base are made in form of gastight tube panels. EFFECT: improved efficiency of hot-water boiler in operation. 5 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при изготовлении водогрейных котлов малой и средней мощности, предназначенных для работы на твердом, жидком и газообразном топливе. The invention relates to a power system and can be used in the manufacture of small and medium capacity hot water boilers designed to operate on solid, liquid and gaseous fuels.

Известен котел КВ-ТС-10-150В, работающий на твердом топливе (Сидельковский Л. Н., Юренев В. Н. Котельные установки промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 339). Котел содержит поворотный экран, боковые экраны, фестонный и задний экраны. Данный котел имеет мощность 11,63 МВт и предназначен для работы в больших котельных. Использование данных котлов в малых и средних котельных неэффективно. Кроме этого, для работы данного котла требуется наличие дорогостоящих автоматических устройств. The well-known boiler KV-TS-10-150V, operating on solid fuel (Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Boiler installations of industrial enterprises. - M.: Energoatomizdat, 1988, p. 339). The boiler contains a rotary screen, side screens, festoon and rear screens. This boiler has a capacity of 11.63 MW and is designed to work in large boiler rooms. The use of these boilers in small and medium boiler rooms is inefficient. In addition, the operation of this boiler requires the presence of expensive automatic devices.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является водогрейный котел (авторское свидетельство СССР 1719806, кл. F 24 Н 1/32, 1989). Этот котел содержит установленные в корпусе фронтовой, потолочный, задний и боковые экраны, подключенные к соответствующим коллекторам, причем боковые экраны и задний экран выполнены из трех отдельных панелей. Экраны выполнены из газоплотных плавниковых труб с частичными проемами. The closest in technical essence and the achieved result is a water boiler (copyright certificate of the USSR 1719806, class F 24 H 1/32, 1989). This boiler contains front, ceiling, rear and side screens installed in the housing, connected to the respective collectors, the side screens and the rear screen made of three separate panels. Screens are made of gas-tight fin tubes with partial openings.

Недостатком данного котла является недостаточная его эффективность, так как дымовые газы при движении внутри котла не успевают отдать значительное количество тепла и выходят из него с достаточно высокой температурой. Кроме этого, котел имеет большие габариты, так как дополнительными конвективными панелями снабжены не только боковые экраны, но и задний экран. The disadvantage of this boiler is its lack of efficiency, since the flue gases do not have time to transfer a significant amount of heat when moving inside the boiler and exit it with a sufficiently high temperature. In addition, the boiler has large dimensions, since not only side screens, but also the rear screen are equipped with additional convective panels.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы водогрейного котла за счет обеспечения многоходовой циркуляция дымовых газов. The task of the invention is to increase the efficiency of the boiler by providing multi-way circulation of flue gases.

Предлагаемый котел содержит размещенные в корпусе фронтовой, потолочный, задний и боковые экраны, изготовленные из труб с плавниками и подключенные к соответствующим коллекторам, при этом боковые экраны выполнены из внешней сплошной панели и внутренних панелей, снабженных проемами. В отличие от прототипа предлагаемый котел установлен на основании и снабжен внутренним экраном, выполненным в виде газоплотной трубной панели и расположенным в топочном пространстве, разделяющем его на радиационную и конвективную части с образованием дополнительного газохода между потолочным и внутренним экранами. Кроме этого, боковые экраны снабжены перегородками, а проемы выполнены в верхней и нижней частях внутренних панелей боковых экранов. При этом проемы верхней части панелей боковых экранов по ходу дымовых газов сообщены с дополнительным газоходом. Боковые грани основания выполнены в виде газоплотных трубных панелей, включенных в систему циркуляции котла. При сжигании топлива в топке трубные панели основания и поверхности трубных экранов, ограничивающих топочное пространство, получают тепло за счет излучения. Одновременно благодаря действию сопел острого дутья, расположенных в основании котла под задним экраном, дымовые газы, образующиеся при горении топлива, омывают фронтовой, внутренний (снизу) и задний экраны и через межтрубные проемы, расположенные в нижней части боковых экранов, направляются в боковые газоходы, проходят последовательно горизонтальные секции этих газоходов и через межтрубные проемы верхней части боковых экранов попадают в дополнительный газоход, образованный потолочным и внутренним экранами, и затем через вихревой циклон выходят наружу. The proposed boiler contains front, ceiling, rear and side screens located in the housing, made of pipes with fins and connected to the corresponding manifolds, while the side screens are made of an external solid panel and internal panels equipped with openings. Unlike the prototype, the proposed boiler is installed on the base and is equipped with an internal screen made in the form of a gas-tight tube panel and located in the furnace space, dividing it into radiation and convection parts with the formation of an additional gas duct between the ceiling and internal screens. In addition, the side screens are equipped with partitions, and the openings are made in the upper and lower parts of the inner panels of the side screens. In this case, the openings of the upper part of the panels of the side screens along the flue gases are communicated with an additional gas duct. The lateral faces of the base are made in the form of gas-tight tube panels included in the boiler circulation system. When burning fuel in a furnace, the tube panels of the base and the surface of the tube screens restricting the combustion space receive heat due to radiation. At the same time, due to the action of sharp blast nozzles located at the base of the boiler under the rear screen, the flue gases generated during fuel combustion wash the front, inner (bottom) and rear screens and, through the pipe openings located at the bottom of the side screens, are directed to the side flues, horizontal sections of these gas ducts pass sequentially and through the annular openings of the upper part of the side screens they enter the additional gas duct formed by the ceiling and internal screens, and then through the vortex cycle it go outside.

Таким образом, в предлагаемом котле увеличена поверхность нагрева как радиационная за счет трубных панелей основания, так и конвективная за счет внутреннего экрана, и увеличен путь прохождения дымовых газов в пространстве котла за счет разделения боковых газоходов на отдельные секции и образования дополнительного газохода между потолочным и внутренним экранами. Дымовые газы находятся в пространстве котла длительное время, максимально отдают тепло нагреваемой воде и только затем со значительно сниженной температурой выходят из котла. При этом именно наличие внутреннего экрана и разделение боковых газоходов на отдельные секции позволяют разделить весь объем котла на радиационную и конвективную части, причем конвективная часть котла имеет развитую поверхность, что обеспечивает при малогабаритных размерах котла высокую теплопроизводительность за счет многоходовой циркуляции дымовых газов. Thus, in the proposed boiler, the heating surface is increased, both radiation due to the tube panels of the base, and convective due to the internal screen, and the path of the passage of flue gases in the space of the boiler is increased due to the separation of the side ducts into separate sections and the formation of an additional duct between the ceiling and the inside screens. Flue gases are in the space of the boiler for a long time, give off heat to the heated water as much as possible and only then leave the boiler with a significantly reduced temperature. Moreover, it is the presence of the internal screen and the separation of the side flues into separate sections that allow you to divide the entire volume of the boiler into radiation and convective parts, and the convective part of the boiler has a developed surface, which ensures high heat efficiency with the small size of the boiler due to multi-pass circulation of flue gases.

Устройство предлагаемого котла поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид котла, на фиг.2 - вид котла сзади, на фиг.3 - боковой экран, на фиг. 4 - внутренняя панель бокового экрана, на фиг.5 - гидравлическая схема. The device of the proposed boiler is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the boiler, in Fig. 2 is a rear view of the boiler, in Fig. 3 is a side screen, in Fig. 4 - the inner panel of the side screen, figure 5 is a hydraulic diagram.

Котел содержит корпус 1, установленный на основании 2, и снабжен топкой 3. В основании 2 котла расположены сопла острого дутья 4. В корпусе 1 размещены фронтовой 5, потолочный 6, задний 7 и боковые 8 экраны, причем боковые экраны 8 выполнены из трех отдельных панелей 9. Экраны и боковые грани основания 2 выполнены газоплотными из труб 10 с плавниками 11, причем внешние панели 9 боковых экранов 8 изготовлены сплошными, а на двух внутренних панелях 9 на противоположных углах выполнены участки 12, 13 без плавников 11 между трубами с межтрубными проемами 14. При этом котел снабжен внутренним экраном 15, выполненным в виде газоплотной трубной панели и расположенным в топочном пространстве, которое разделено этим внутренним экраном 15 на радиационную и конвективную части. Между потолочным экраном 6 и внутренним экраном 15 образован дополнительный газоход 16. Кроме этого, панели 9 боковых экранов 8 снабжены перегородками 17, 18, расположенными горизонтально с проемами 19, 20 у противоположных торцов котла. Таким образом, боковые газоходы разделены на три отдельных газохода 21, 22, 23 с образованием в проемах 19, 20 газовых поворотных камер, закрытых съемными заглушками 24, 25. На выходе котла 1 установлен вихревой циклон 26. The boiler contains a housing 1, mounted on the base 2, and is equipped with a firebox 3. At the base 2 of the boiler there are sharp blast nozzles 4. In the housing 1 there are front 5, ceiling 6, rear 7 and side 8 screens, and the side screens 8 are made of three separate panels 9. The screens and side faces of the base 2 are made gas-tight of pipes 10 with fins 11, and the outer panels 9 of the side screens 8 are made continuous, and sections 12, 13 without fins 11 between the pipes with annular openings are made on two inner panels 9 at opposite angles 14. When boiler is equipped with an internal screen 15, formed as a gas tight tubular panel and disposed in the combustion chamber, which is divided by this inner screen 15 to a radiation and convection part. An additional gas duct 16 is formed between the ceiling screen 6 and the inner screen 15. In addition, the panels 9 of the side screens 8 are provided with partitions 17, 18 located horizontally with openings 19, 20 at the opposite ends of the boiler. Thus, the lateral flues are divided into three separate flues 21, 22, 23 with the formation in the openings 19, 20 of gas rotary chambers, closed by removable plugs 24, 25. At the outlet of the boiler 1 is installed a vortex cyclone 26.

Предлагаемый котел работает следующим образом. The proposed boiler operates as follows.

При сжигании топлива трубные панели основания 2 и поверхности трубных экранов фронтового 5, заднего 1, боковых 8 и внутреннего 15, ограничивающих топочное пространство, получают тепло за счет излучения. Одновременно благодаря действию сопел острого дутья 4, расположенных в основании котла 2 под задним экраном 7, дымовые газы, образующиеся при горении топлива, омывают фронтовой экран 5, боковые экраны 8, нижнюю поверхность внутреннего экрана 15 и задний экран 7 и через межтрубные проемы 14 участка 12 боковых панелей 9 поступают в нижние боковые газоходы 21, двигаются до поворотной газовой камеры, образованной в проеме 19, далее, поворачиваясь на 180^o, попадают в средние боковые газоходы 22, затем через поворотную газовую камеру, образованную в проеме 20, - в верхние боковые газоходы 23 и через межтрубные проемы 14 участка 13 боковых панелей 9 попадают в дополнительный газоход 16 между потолочным экраном 6 и внутренним экраном 15. Далее дымовые газы, отдавшие значительное количество тепла, выносятся из котла через вихревой циклон 26.When burning fuel, the tube panels of the base 2 and the surface of the tube screens of the front 5, rear 1, side 8 and internal 15, which limit the combustion space, receive heat due to radiation. At the same time, due to the action of sharp blast nozzles 4 located at the base of the boiler 2 under the rear screen 7, the flue gases generated by fuel combustion wash the front screen 5, side screens 8, the lower surface of the inner screen 15 and the rear screen 7 and through the annular openings 14 of the section 12 side panels 9 enter the lower side ducts 21, move to a rotary gas chamber formed in the aperture 19, then, turning 180 ^o , enter the middle side ducts 22, then through a rotary gas chamber formed in the aperture 2 0, - into the upper side gas ducts 23 and through the annular openings 14 of the section 13 of the side panels 9, they enter the additional gas duct 16 between the ceiling screen 6 and the inner screen 15. Next, the flue gases that give off a significant amount of heat are removed from the boiler through a vortex cyclone 26.

Гидравлическая схема котла работает следующим образом. От сетевых насосов обратная вода из систем центрального отопления поступает через фронтовой экран 5 в основание 2, далее - через нижний коллектор в панели 9 боковых экранов 8, причем панели 9 соединены последовательно и дросселированы, затем вода поступает в задний экран 7, далее - во внутренний экран 15, в потолочный экран 6 и на выход из котла. The hydraulic circuit of the boiler operates as follows. From the network pumps, the return water from the central heating systems enters through the front screen 5 to the base 2, then through the lower collector in the panel 9 of the side screens 8, and the panels 9 are connected in series and throttled, then the water enters the rear screen 7, then to the internal screen 15, to the ceiling screen 6 and to the exit from the boiler.

Предлагаемый котел обеспечивает более высокую интенсивность теплообмена, при которой достигается высокий удельный теплосъем, а следовательно, увеличивается кпд, чем обеспечивается экономия топлива и экономия металла для поверхности нагрева. Кроме того, полностью экранированная топка создает более рациональное распределение тепловосприятия между радиационными и конвективными поверхностями нагрева и при герметичности обеспечивает работу под наддувом. Данный котел предназначен для работы на твердом топливе, но может работать на жидком и газообразном топливе, причем с более высокими техническими показателями. The proposed boiler provides a higher heat transfer rate, at which a high specific heat removal is achieved, and therefore, the efficiency is increased, which ensures fuel economy and metal saving for the heating surface. In addition, a fully shielded firebox creates a more rational distribution of heat perception between radiation and convective heating surfaces and, when tight, ensures pressurized operation. This boiler is designed to operate on solid fuel, but can operate on liquid and gaseous fuels, and with higher technical performance.

Claims

A water boiler containing front, rear, ceiling and side screens located in the housing made of pipes with fins and connected to the corresponding manifolds, while the side screens are made of an external solid panel and internal panels equipped with openings, characterized in that it is mounted on the base is equipped with an internal screen located in the furnace space and forming an additional gas duct with a ceiling screen, openings are made in the upper and lower parts of the inner panels of the side screens, some are equipped with partitions, while the openings of the upper part of the side screen panels along the flue gas are connected with an additional gas duct, and the inner screen and side faces of the base are made in the form of gas-tight pipe panels.