RU2237215C2

RU2237215C2 - Boiler

Info

Publication number: RU2237215C2
Application number: RU2002131409/06A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Исачкин (RU); А.Ф. Исачкин
Original assignee: Исачкин Анатолий Федорович
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-09-27

Abstract

FIELD: heat and power engineering.

SUBSTANCE: boiler is separated into two parts. The first part is used for producing hot gases and has burner, chamber for mixing fuel gases with air, and system for supply of air into the combustion chamber and mixing chamber composed of fan and heat exchanger for heating air. The second part is used for both heating fluid and producing vapor or overheated vapor and has heat exchanger for heating and evaporating the fluid which receives hot gases. All parts of the boiler besides the pipeline for feeding fluid and gas duct through which the exhaust gases are discharged to the atmosphere are heat insulated.

EFFECT: enhanced power of boiler.

cl, dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, а именно к устройствам для получения горячей жидкости или пара.The invention relates to heat exchange equipment, and in particular to devices for producing hot liquid or steam.

Общеизвестны котлы для получения горячей воды или пара, так, например, известен котел, который содержит камеру сгорания с горелкой, газоход, по которому выбрасываются отработавшие газы в окружающую среду, камеру смешивания горючих газов с воздухом, систему подачи воздуха в камеру сгорания и камеру смешивания, состоящую из вентилятора и теплообменника подогрева воздуха, теплообменник нагрева и испарения рабочей жидкости и трубопроводы, в том числе трубопровод, подающий жидкость, при этом горячие газы после теплообменника для нагрева и испарения рабочей жидкости поступают в теплообменник подогрева воздуха (см. патент SU 1693317, F 22 В 33/00, 20.03.1989 г.).Well-known boilers for producing hot water or steam, for example, a boiler is known that contains a combustion chamber with a burner, a gas duct through which exhaust gases are discharged into the environment, a chamber for mixing combustible gases with air, an air supply system to the combustion chamber and a mixing chamber consisting of a fan and a heat exchanger for heating air, a heat exchanger for heating and vaporizing the working fluid and pipelines, including a pipeline supplying liquid, while the hot gases after the heat exchanger for heating and arenes working fluid fed to the air preheating heat exchanger (see. patent SU 1693317, F 22 B 33/00, 20.03.1989 g).

Такая схема позволяет довольно просто обеспечивать нагрев воды и получение насыщенного пара, но требует довольно большого объемного пространства, а высокая температура горючих газов, нагревающих поверхность труб, в которых проходит вода, быстро выводит трубы и сам котел из строя.Such a scheme makes it quite simple to provide heating of water and obtaining saturated steam, but it requires a rather large volumetric space, and the high temperature of combustible gases heating the surface of the pipes in which water passes, quickly puts the pipes and the boiler itself out of order.

В то же время современные теплообменники имеют удельную объемную мощность около 50 кВт/дм³, правда температура рабочего тела в них довольно низкая, так, например, теплообменники APV допускают температуру рабочего тела 250-300°С и только кожухопластинчатые теплообменники APV допускают температуру рабочего тела до 600°С при давлении до 100 атмосфер.At the same time, modern heat exchangers have a specific volumetric power of about 50 kW / dm ³ , although the temperature of the working fluid in them is quite low, for example, APV heat exchangers allow a working fluid temperature of 250-300 ° C and only APV shell-and-plate heat exchangers allow a working fluid temperature up to 600 ° C at a pressure of up to 100 atmospheres.

Поставленная задача - уменьшение габаритов и веса при одновременном увеличении удельной объемной мощности котла.The task is to reduce the dimensions and weight while increasing the specific volumetric power of the boiler.

Для этого котел, состоящий из камеры сгорания и полости, в которой проходит жидкость, при необходимости и пар, разделяются на две части, первая часть - для получения горючих газов, эта часть состоит из горелки, с помощью которой сжигается топливо, системы подачи воздуха, состоящей из нагнетающего вентилятора, теплообменника для подогрева воздуха за счет тепла отработавших газов, воздуховодов и полости, где происходит разбавление горючих газов избыточным воздухом до температуры, которую допускает теплообменник, в который и поступают эти газы. Вторая часть - это существующий промышленный теплообменник, в одной полости которого проходят горючие газы с температурой, которую допускает данный теплообменник, в другой полости проходит рабочая жидкость, которую необходимо нагреть до определенной температуры, а возможно и испарить. При этом выход камеры смешивания соединяется со входом полости теплообменника, в которой должны проходить горючие газы, выход этой полости теплообменника соединяется со входом полости теплообменника подогрева воздуха, в которой должны проходить отработавшие газы, вентилятор, в свою очередь, соединяется со входом другой полости теплообменника подогрева воздуха, выход этой полости воздуховодом соединяется с камерой сгорания, куда подается часть нагнетаемого воздуха, а остальная часть воздуха подается в камеру смешивания. Все части котла, кроме трубопровода, подающего жидкость, и газохода, по которому выбрасываются отработавшие газы в окружающую среду, тщательно теплоизолированы.For this, the boiler, consisting of a combustion chamber and a cavity in which liquid passes, if necessary, and steam, is divided into two parts, the first part is for receiving combustible gases, this part consists of a burner with which fuel is burned, air supply systems, consisting of a blower fan, a heat exchanger for heating the air due to the heat of the exhaust gases, ducts and cavities, where the combustible gases are diluted with excess air to a temperature that the heat exchanger allows, into which these gas s. The second part is the existing industrial heat exchanger, in one cavity of which combustible gases pass with the temperature that this heat exchanger allows, in the other cavity is the working fluid, which must be heated to a certain temperature, and possibly evaporated. The output of the mixing chamber is connected to the inlet of the cavity of the heat exchanger in which combustible gases must pass, the outlet of this cavity of the heat exchanger is connected to the inlet of the cavity of the air preheater in which the exhaust gases must pass, the fan, in turn, is connected to the inlet of another cavity of the heat exchanger air, the outlet of this cavity by the air duct is connected to the combustion chamber, where part of the injected air is supplied, and the rest of the air is supplied to the mixing chamber. All parts of the boiler, except the liquid supply pipe and the gas duct through which the exhaust gases are emitted into the environment, are carefully insulated.

Такая схема позволит использовать теплообменники с большой удельной мощностью и получать не только насыщенный, но и перегретый пар, чего нельзя получить в обыкновенных котлах.Such a scheme will make it possible to use heat exchangers with a high specific power and to obtain not only saturated, but also superheated steam, which cannot be obtained in ordinary boilers.

На чертеже показана схема котла, один из вариантов.The drawing shows a diagram of the boiler, one of the options.

Котел состоит из камеры сгорания поз.1, камеры смешивания поз.2, в которой смешиваются горючие газы с избыточным воздухом, нагнетающего вентилятора поз.3, теплообменника поз.4 подогрева воздуха, воздуховодов поз.5, газоходов поз.6, теплообменника поз.7, подводящего трубопровода поз.8, отводящего трубопровода поз.9, теплоизоляции поз.10. При этом выход камеры смешивания поз.2 соединяется со входом полости теплообменника поз.7, в которой должны проходить горючие газы, выход этой полости теплообменника поз.7 соединяется со входом полости теплообменника поз.4, в которой должны проходить отработавшие газы, вентилятор поз.3, в свою очередь, соединяется со входом другой полости теплообменника поз.4, выход этой полости воздуховодом поз.5 соединяется с камерой сгорания поз.1, куда подается часть нагнетаемого воздуха, а остальная часть воздуха подается в камеру смешивания поз.2. Все части котла, кроме подводящего трубопровода поз.8 и газохода поз.6, по которому выбрасываются отработавшие газы в окружающую среду, тщательно теплоизолированы теплоизоляцией поз.10.The boiler consists of a combustion chamber pos. 1, a mixing chamber pos. 2, in which combustible gases with excess air are mixed, a blowing fan pos. 3, a heat exchanger pos. 4 of air heating, air ducts pos. 5, ducts pos. 6, a heat exchanger pos. 7, inlet pipe pos. 8, outlet pipe pos. 9, thermal insulation pos. 10. In this case, the output of the mixing chamber pos.2 is connected to the inlet of the heat exchanger cavity pos.7 in which combustible gases must pass, the output of this cavity of the heat exchanger pos.7 is connected to the inlet of the heat exchanger cavity pos.4 in which the exhaust gases must pass, fan pos. 3, in turn, is connected to the inlet of another cavity of the heat exchanger pos.4, the outlet of this cavity by the air duct pos.5 is connected to the combustion chamber pos.1, where part of the injected air is supplied, and the rest of the air is supplied to the mixing chamber pos.2. All parts of the boiler, except the inlet pipe pos.8 and the gas duct pos.6, through which the exhaust gases are emitted into the environment, are carefully insulated with heat insulation pos.10.

Работает котел следующим образом. В камере сгорания поз.1 сгорает топливо, вентилятор поз.3 по воздуховодам поз.5 подает воздух в камеру сгорания поз.1 и в камеру смешивания поз.2, где происходит разбавление горючих газов избыточным воздухом и доведение их до температуры, которую допускает теплообменник поз.7, после этого горючие газы поступают в полость теплообменника поз.7, где они нагревают рабочую жидкость, проходящую в другой полости теплообменника поз.7, до требуемой температуры или до превращения ее в насыщенный пар, а при необходимости перегревая его до необходимой температуры.The boiler works as follows. Fuel burns in the combustion chamber of pos.1, the fan of pos.3 through the air ducts of pos.5 delivers air to the combustion chamber of pos.1 and into the mixing chamber of pos.2, where the combustible gases are diluted with excess air and brought to a temperature that the heat exchanger allows pos.7, after that the combustible gases enter the cavity of the heat exchanger pos.7, where they heat the working fluid passing in another cavity of the heat exchanger pos.7 to the required temperature or until it turns into saturated steam, and if necessary overheating it to the required eratury.

Такой котел позволит при минимальных габаритах перерабатывать большие тепловые мощности при очень высоком КПД.Such a boiler will allow to process large thermal capacities at a very high efficiency with minimum dimensions.

Claims

A boiler containing a combustion chamber with a burner, a chamber for mixing combustible gases with air, an air supply system to the combustion chamber and a mixing chamber consisting of a fan and a heat exchanger for heating the air, a heat exchanger for heating and vaporizing the working fluid, a gas duct through which the exhaust gases are released into the environment , pipelines, including the liquid supply pipe, while the hot gases after the heat exchanger for heating and evaporation of the working fluid enter the air preheater, which differs m, that it is divided into two parts, the first part being designed to receive hot gases and containing the mentioned burner, a chamber for mixing combustible gases with air, an air supply system to the combustion chamber and a mixing chamber consisting of a fan and an air heating heat exchanger, and the second part it is intended both for heating the liquid and for producing steam or superheated steam and contains the above-mentioned heat exchanger for heating and evaporating the working fluid, into which hot gases enter, while all parts of the boiler, except the piping Yes, the feed liquid and the gas duct through which the exhaust gases are emitted into the environment, insulated.