RU2754619C1 - Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler - Google Patents
Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754619C1 RU2754619C1 RU2020139486A RU2020139486A RU2754619C1 RU 2754619 C1 RU2754619 C1 RU 2754619C1 RU 2020139486 A RU2020139486 A RU 2020139486A RU 2020139486 A RU2020139486 A RU 2020139486A RU 2754619 C1 RU2754619 C1 RU 2754619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- hot water
- boiler
- liquid fuel
- fire
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B7/00—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B7/00—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body
- F22B7/02—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body without auxiliary water tubes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
- F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
- F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к водяным системам отопления и горячего водоснабжения.The invention relates to water heating and hot water supply systems.
Известен жаротрубный вертикальный водогрейный котел (Полезная модель RU 13573, 26.10.1999, F24Н1/32), содержащий топку; горелочное устройство, установленное в нижней части котла; вертикальный пучок жаровых труб, снабженных турбулизаторами, дымоотводящий патрубок, при этом котел снабжен термоизолированной съемной крышкой. Согласно изобретению, горелочное устройство снабжено панелью крепления, причем панель горелочного устройства и крышка котла закреплены на корпусе котла с помощью шпилек. Турбулизаторы и панель крепления горелочного устройства установлены с возможностью сменяемости.Known fire-tube vertical hot water boiler (Utility model RU 13573, 26.10.1999, F24H1 / 32), containing a furnace; a burner installed at the bottom of the boiler; a vertical bundle of flame tubes equipped with turbulators, a flue pipe, while the boiler is equipped with a thermally insulated removable cover. According to the invention, the burner device is provided with a fixing panel, wherein the burner panel and the boiler cover are fixed to the boiler body by means of pins. The turbulators and the burner mounting panel are installed interchangeably.
Недостатком такого котла является отложение сажи и кокса на теплообменных поверхностях. Эти отложения происходят из-за неполноты сгорания жидкого топлива горелочным устройством.The disadvantage of such a boiler is the deposition of soot and coke on the heat exchange surfaces. These deposits are due to incomplete combustion of liquid fuel by the burner.
Известен отопительный жаротрубный котел (патент RU 2546370, 26.12.2013, F24Н 1/00), содержащий цилиндрический корпус; кожух котла, установленный с зазором на корпусе котла; цилиндрический теплообменник, установленный в верхней части корпуса котла с зазором; камеру сгорания, установленную в нижней части корпуса котла, в которой выполнено отверстие для подачи жидкого топлива, дверной проем; средство подачи воздуха. В камере сгорания топлива размещена наклонная испарительная площадка таким образом, что верхний край наклонной испарительной площадки установлен со стороны дверного проема. Отверстие для подачи топлива выполнено со стороны дверцы котла, в которое установлена трубка подачи топлива. Трубка установлена непосредственно на верхний край наклонной испарительной площадки, а средство подачи воздуха выполнено в виде вентилятора, закрепленного на корпусе котла.Known fire-tube heating boiler (patent RU 2546370, 26.12.2013,
Недостатком такого котла является отложение сажи и кокса на теплообменных поверхностях. Эти отложения происходят из-за неполноты сгорания жидкого топлива горелочным устройством.The disadvantage of such a boiler is the deposition of soot and coke on the heat exchange surfaces. These deposits are due to incomplete combustion of liquid fuel by the burner.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков является водогрейный жаротрубный котел (патент RU 2032128, 20.03.1990, F24Н1/28, F23D5/04), содержащий устройство для сжигания топлива с установленной над ним, по крайней мере, одной жаровой трубой, окруженной водяным баком, снабженным патрубком подвода и отвода воды. Причем в жаровой трубе установлен удлинитель пути газового потока в виде центрального тела и закрепленной на нем винтовой направляющей с заданным шагом и направлением навивки. Согласно изобретению, устройство для сжигания топлива выполнено в виде испарительной горелки с испарительной камерой и размещенной в последней центральной трубой. Камера выполнена с рядами отверстий на своей боковой стенке, а труба снабжена тангенциальными ребрами, расположенными под углом к оси трубы между рядами отверстий для равномерного распределения топливной смеси по периметру боковой стенки испарительной камеры. При этом удлинитель пути газового потока установлен в жаровой трубе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а его центральное тело и винтовая направляющая выполнены соответственно в виде стержня и оребрения последнего.The closest technical solution in terms of a set of features is a hot-water fire-tube boiler (patent RU 2032128, 03/20/1990, F24H1 / 28, F23D5 / 04), containing a device for combustion of fuel with installed above it, at least one flame tube, surrounded by a water tank, equipped with a branch pipe for inlet and outlet of water. Moreover, an extension of the gas flow path is installed in the flame tube in the form of a central body and a screw guide fixed on it with a given pitch and winding direction. According to the invention, the device for fuel combustion is made in the form of an evaporation burner with an evaporation chamber and located in the last central tube. The chamber is made with rows of holes on its side wall, and the pipe is equipped with tangential ribs located at an angle to the pipe axis between the rows of holes for uniform distribution of the fuel mixture along the perimeter of the side wall of the evaporation chamber. In this case, the extension of the path of the gas flow is installed in the flame tube with the possibility of reciprocating movement, and its central body and the helical guide are made, respectively, in the form of a rod and ribbing of the latter.
Недостатком такого котла является отложение сажи и кокса на теплообменных поверхностях. Эти отложения происходят из-за неполноты сгорания жидкого топлива горелочным устройством.The disadvantage of such a boiler is the deposition of soot and coke on the heat exchange surfaces. These deposits are due to incomplete combustion of liquid fuel by the burner.
Известно также жидкотопливное горелочное устройство (Патент RU 2647172, 29.05.2017, F23L7/00, F23D11/20, F23C99/00). Горелочное устройство представляет собой цилиндрический корпус с установленными по торцам крышками: левой и правой. Внутренний объем корпуса является камерой газогенерации. В центр обеих крышек вмонтированы патрубки для подачи воздуха в камеру газогенерации естественным путем. На патрубке левой крышки под углом к оси цилиндрического корпуса, установлена паровая распылительная форсунка, а также топливопровод с иглой на конце для подачи загрязненного жидкого и вязкого топлива на струю перегретого пара из распылительной форсунки. Острие иглы здесь расположено в непосредственной близости от выходного отверстия распылительной форсунки. Кроме того, устройство содержит дополнительные завихрительные форсунки, размещенные на корпусе тангенциально вблизи левой крышки. Так же устройство содержит сопло прямоугольного поперечного сечения, установленное вблизи правой крышки для выхода продуктов горения в виде факела. Решаемая задача - повышение качества распыла загрязненного, вязкого жидкого топливного сырья и увеличение времени химических реакций в камере газогенерации при высокой концентрации паров воды и низкой концентрации воздуха. Такое горелочное устройство имеет очень высокую полноту сгорания горючего вещества.It is also known a liquid fuel burner device (Patent RU 2647172, 05/29/2017, F23L7 / 00, F23D11 / 20, F23C99 / 00). The burner device is a cylindrical body with left and right covers installed at the ends. The inner volume of the body is a gas generation chamber. In the center of both covers, nozzles are mounted for supplying air to the gas generation chamber in a natural way. On the branch pipe of the left cover at an angle to the axis of the cylindrical body, a steam spray nozzle is installed, as well as a fuel line with a needle at the end for supplying contaminated liquid and viscous fuel to a stream of superheated steam from a spray nozzle. The tip of the needle is here located in the immediate vicinity of the outlet of the spray nozzle. In addition, the device contains additional swirl nozzles located on the body tangentially near the left cover. The device also contains a nozzle of rectangular cross-section, installed near the right cover for the exit of combustion products in the form of a torch. The problem being solved is to improve the quality of atomization of contaminated, viscous liquid fuel raw materials and increase the time of chemical reactions in the gas generation chamber at a high concentration of water vapor and low air concentration. Such a burner device has a very high combustion efficiency of the combustible substance.
Заявляемое устройство комплектуют горелочными устройствами, называемыми «вихревые паромасляные горелочные устройства».The inventive device is equipped with burner devices called "vortex steam-oil burners".
Известен электрический парогенератор (Патент RU 2701970, 17.01.2019, F22B27/14, F22B1/28), у которого корпус выполнен в виде основания, имеющего форму трубы, на внешней поверхности которой выполнены кольцевые и винтовые каналы, и насаженной на основание имеющей форму трубы крышки, на противоположных концах которой установлен штуцер для подачи воды под давлением и штуцер для выхода перегретого пара, где кольцевые каналы выполнены как на концах основания, так и в середине на равных расстояниях друг от друга, а винтовой канал соединяет кольцевые каналы, причем направление движения винтового канала после прохождения каждого кольцевого канала меняется на противоположное, а вход и выход винтового канала не совпадают.An electric steam generator is known (Patent RU 2701970, 01/17/2019, F22B27 / 14, F22B1 / 28), in which the body is made in the form of a base having the shape of a pipe, on the outer surface of which there are annular and screw channels, and a cover mounted on the base of a pipe-shaped cover, at the opposite ends of which there is a connection for supplying water under pressure and a fitting for the outlet of superheated steam, where the annular channels are made both at the ends of the base and in the middle at equal distances from each other, and the screw channel connects the annular channels, and the direction of movement of the screw channel after passing each annular channel changes to the opposite, and the inlet and outlet of the screw channel do not match.
Именно такие детали используют в заявленном устройстве, которое называется «парогенератор системы труба в трубе со спиральными и кольцевыми каналами». Электрическое нагревание здесь не нужно, потому что парогенератор нагревается потоками раскаленных газов, как с внешней, так и с внутренней стороны.It is these details that are used in the claimed device, which is called a "pipe-in-pipe steam generator with spiral and annular channels". Electric heating is not needed here, because the steam generator is heated by streams of incandescent gases, both from the outside and from the inside.
В основу изобретения положена задача создания жаротрубного вертикального жидкотопливного водогрейного котла, не имеющего во время работы отложений сажи и кокса на теплообменных поверхностях.The invention is based on the problem of creating a vertical fire-tube liquid-fuel hot water boiler, which does not have deposits of soot and coke on heat exchange surfaces during operation.
Представленную задачу решают тем, что жаротрубный вертикальный жидкотопливный водогрейный котел содержит вертикальный пучок жаровых труб, установленных внутри внешней трубы, патрубки прямой и обратной воды, топку, с установленными в ней жидкотопливными горелочными устройствами.The presented problem is solved by the fact that the vertical fire-tube liquid-fuel hot water boiler contains a vertical bundle of flame tubes installed inside the outer tube, direct and return water pipes, a furnace with liquid-fuel burners installed in it.
Согласно изобретению, жаротрубный вертикальный жидкотопливный водогрейный котел содержит вихревые паромасляные горелочные устройства, установленные в топке,According to the invention, a vertical fire-tube liquid-fuel hot water boiler contains vortex steam-oil burners installed in the furnace,
а также парогенераторы системы труба в трубе с возможностью подачи перегретого пара из одного парогенератора в одинаковое количество паровых форсунок горелочных устройств для сохранения массового расхода истекающего пара из каждой форсунки.as well as steam generators of the pipe-in-pipe system with the possibility of supplying superheated steam from one steam generator to the same number of steam nozzles of the burners to maintain the mass flow rate of the outgoing steam from each nozzle.
В заявляемом техническом решении водогрейный котел комплектуют вихревыми паромасляными горелочными устройствами.In the claimed technical solution, the hot water boiler is equipped with vortex steam-oil burners.
Паромасляное горение - это горение жидкого топлива в парах перегретого водяного пара. Экспериментально проверено количество выделяемой сажи при таком способе сжигания. Эта величина бесконечно мала, а в практическом плане является несущественной.Steam-oil combustion is combustion of liquid fuel in vapor of superheated water vapor. The amount of soot released with this combustion method has been experimentally verified. This value is infinitely small, but in practical terms it is insignificant.
Для запитки предлагаемого горелочного устройства необходима подача перегретого водяного пара.To power the proposed burner device, the supply of superheated steam is required.
В заявляемом устройстве перегретый водяной пар производится в парогенераторах системы труба в трубе со спиральными и кольцевыми каналами, причем подача перегретого пара здесь осуществляется так, что каждый парогенератор подает пар в одинаковое количество паровых форсунок для создания равного массового расхода истекающего пара, что обеспечивает одинаковую тепловую мощность каждого горелочного устройства, а также одинаковые условия протекания термодинамических процессов в горелочных устройствах и в котле в целом.In the claimed device, superheated water vapor is produced in steam generators of the pipe-in-pipe system with spiral and annular channels, and the superheated steam is supplied here so that each steam generator supplies steam to the same number of steam nozzles to create an equal mass flow rate of the outflowing steam, which provides the same thermal power each burner device, as well as the same conditions for the flow of thermodynamic processes in the burner devices and in the boiler as a whole.
Все вышеперечисленные факторы позволяют создать водогрейных котел без отложений сажи и кокса на теплообменных поверхностях.All of the above factors make it possible to create a hot water boiler without soot and coke deposits on heat exchange surfaces.
Сущность технического решения поясняется рисунками.The essence of the technical solution is illustrated by figures.
Фиг. 1 - продольное сечение устройства вид сверху.FIG. 1 is a longitudinal section of the device, top view.
Фиг. 2 - поперечное сечение устройства, вид А-А.FIG. 2 is a cross-section of the device, view AA.
Фиг. 3 - жаровые трубы.FIG. 3 - flame tubes.
Фиг. 4 - парогенератор.FIG. 4 - steam generator.
Где: 1 - жаровые трубы; 2 - внешняя труба (корпус); 3 - патрубок прямой воды; 4 - патрубок обратной воды; 5 - топка; 6 - горелочные устройства; 7 - парогенераторы; 8 - коллектор парогенераторов; 9 - патрубок подачи воды от насоса высокого давления; 10 - коллектор сбора топочных газов; 11 - патрубок; 12 - завихрительные форсунки; 13 - кожух; 14 - теплоизоляция; 15 - стенка топки; 16 - отверстия для подачи воздуха в горелочные устройства.Where: 1 - flame tubes; 2 - outer pipe (body); 3 - straight water branch pipe; 4 - return water pipe; 5 - firebox; 6 - burners; 7 - steam generators; 8 - collector of steam generators; 9 - branch pipe for water supply from the high pressure pump; 10 - collector for collecting flue gases; 11 - branch pipe; 12 - swirl nozzles; 13 - casing; 14 - thermal insulation; 15 - furnace wall; 16 - holes for air supply to burner devices.
Заявляемое устройство состоит из жаровых труб 1, установленных внутри внешней трубы 2 (корпус), патрубков прямой 3 и обратной 4 воды, топки 5 с установленными горелочными устройствами 6. Для запитки горелочных устройств перегретым паром внутри жаровых труб установлены парогенераторы 7, которые сверху объединены коллектором 8, куда по патрубку 9 подают воду от насоса высокого давления (на рисунке не показано). Топочные газы собираются в коллекторе 10 и удаляются через патрубок 11. Горелочные устройства 6 не содержат пароперегревателей и поэтому пар подается напрямую от парогенераторов 7 к завихрительным форсункам 12. Вся конструкция водогрейного котла помещена в кожух 13 и снабжена хорошей теплоизоляцией 14. В нижней части топка 5 ограничена стенкой 15. Через отверстия 16 в горелочные устройства подают воздух.The inventive device consists of
Кроме того, котел снабжен переключателем топлива с газового на жидкое, а также для запитки парогенераторов переключателем с воздуха на воду (на рисунке не показано).In addition, the boiler is equipped with a fuel switch from gas to liquid, as well as for powering the steam generators with an air-to-water switch (not shown in the figure).
Для запуска котла в работу с помощью переключателей подают в топливную трубку газ, а в коллектор парогенераторов воздух. Котел запускают на газообразном топливе и воздухе, а после того как горелочные устройства и парогенераторы прогреются, при помощи переключателей производят подачу воды и жидкого топлива, и котел начинает работу в штатном режиме.To start the boiler into operation, gas is supplied to the fuel pipe using switches, and air to the collector of steam generators. The boiler is started on gaseous fuel and air, and after the burners and steam generators are warmed up, water and liquid fuel are supplied with the help of switches, and the boiler starts operating in normal mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139486A RU2754619C1 (en) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139486A RU2754619C1 (en) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754619C1 true RU2754619C1 (en) | 2021-09-06 |
Family
ID=77670138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139486A RU2754619C1 (en) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754619C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799260C1 (en) * | 2022-12-14 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Vertical liquid oil boiler |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2032128C1 (en) * | 1990-03-20 | 1995-03-27 | Николай Яковлевич Шаповал | Hot-water boiler |
CN203848261U (en) * | 2014-03-06 | 2014-09-24 | 安徽博瑞特热能设备股份有限公司 | Oil-gas fired boiler |
RU2647172C1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-03-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Burner device |
RU2701970C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Electric steam generator |
-
2020
- 2020-12-02 RU RU2020139486A patent/RU2754619C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2032128C1 (en) * | 1990-03-20 | 1995-03-27 | Николай Яковлевич Шаповал | Hot-water boiler |
CN203848261U (en) * | 2014-03-06 | 2014-09-24 | 安徽博瑞特热能设备股份有限公司 | Oil-gas fired boiler |
RU2647172C1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-03-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Burner device |
RU2701970C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Electric steam generator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799260C1 (en) * | 2022-12-14 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Vertical liquid oil boiler |
RU2805712C1 (en) * | 2023-03-02 | 2023-10-23 | Александр Александрович Миронов | Vertical three-section boiler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2595071C (en) | Compact high-efficiency boiler and method for producing steam | |
WO1996023167A1 (en) | High efficiency commercial water heater | |
IL138380A (en) | High efficiency low pollution hybrid brayton cycle combustor | |
CA2718811A1 (en) | Vitiated steam generator | |
RU2373458C1 (en) | Burner device | |
RU2355946C2 (en) | Boiler combustor allowing avoidance of thermal nox | |
RU2647172C1 (en) | Burner device | |
RU2754619C1 (en) | Fire-tube vertical hot water liquid fuel boiler | |
RU182520U1 (en) | BURNER | |
RU2283456C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2361146C1 (en) | Vortex hydrogen-oxygen vapour superheater | |
RU2799260C1 (en) | Vertical liquid oil boiler | |
KR100910594B1 (en) | Apparatus for increasing temperature of boiler | |
RU199334U1 (en) | BURNER DEVICE FOR ENVIRONMENTALLY CLEAN BOILER COMBINATION | |
RU2795361C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2546683C1 (en) | Heating oven | |
RU2032128C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU2495335C1 (en) | Condensation water-heating boiler | |
EP0012654A1 (en) | Heater furnishing steam and hot gas and application to a refinery installation | |
KR102688448B1 (en) | High efficiency tube/coiled reboiler | |
RU2769048C1 (en) | Vortex burner | |
RU208437U1 (en) | Muffle pre-heater for oil-free kindling of steam and hot water boilers | |
CN110160064A (en) | A kind of equipment for treating high-concentration organic industrial wastewater and its purifying treatment method | |
RU2824910C1 (en) | Self-contained burner | |
RU2805720C1 (en) | Portable direct-flow water heater |