RU54654U1

RU54654U1 - WATER RECIRCULATION STEAM GENERATOR

Info

Publication number: RU54654U1
Application number: RU2006106308/22U
Authority: RU
Inventors: Майкл ЭЛИНСОН
Original assignee: Майкл ЭЛИНСОН
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2006-07-10

Abstract

Полезная модель относится к парогенераторам с водотрубными змеевиками с принудительной рециркуляцией воды. Парогенератор с принудительной рециркуляцией воды содержит корпус, в котором расположена камера сгорания и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика, сепаратор пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного змеевика, а выход с потребителем пара. Вспомогательное оборудование включает систему подачи топлива горелкой, систему подачи воздуха в камеру сгорания с нагнетательным вентилятором, запальное устройство, систему подачи воды в змеевик, систему отвода пара от сепаратора к потребителю, и систему отвода продуктов сгорания. Система подачи воздуха снабжена озонатором, установленным в системе подачи воздуха нагнетательного вентилятора. Сепаратор пара снабжен патрубком отвода конденсата, сообщенным с входом рециркуляционного насоса системы подачи воды в водотрубный змеевик. Секция водотрубного змеевика расположена вокруг горизонтальной оси симметрии горелки 5. Система подачи воды сообщена с нижней частью сепаратора пара. Техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение продуктов неполного сгорания топлива, повышение коэффициента полезного действия парогенератора и уменьшение габаритов парогенератора. 5 з.п. ф-лы, 1 илл.The utility model relates to steam generators with water tube coils with forced water recirculation. A steam generator with forced water recirculation comprises a housing in which a combustion chamber and at least one section of a water pipe coil are located, a steam separator, the input of which is connected to the output of the water pipe coil, and the output to the steam consumer. Auxiliary equipment includes a burner fuel supply system, an air supply system to the combustion chamber with a blower fan, an ignition device, a water supply system to the coil, a steam exhaust system from the separator to the consumer, and a combustion product exhaust system. The air supply system is equipped with an ozonator installed in the air supply system of the blower fan. The steam separator is equipped with a condensate discharge pipe in communication with the inlet of the recirculation pump of the water supply system to the water pipe coil. The section of the water tube coil is located around the horizontal axis of symmetry of burner 5. The water supply system is in communication with the lower part of the steam separator. The technical result of the claimed utility model is to reduce the products of incomplete fuel combustion, increase the efficiency of the steam generator and reduce the dimensions of the steam generator. 5 cp f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к парогенераторам с водотрубными змеевиками с принудительной рециркуляцией воды.The utility model relates to steam generators with water tube coils with forced water recirculation.

Известен парогенератор, содержащий корпус в котором расположена камера сгорания и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика, сепаратор пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного змеевика, а выход с потребителем пара вспомогательное оборудование, включающее систему подачи топлива с горелкой, систему подачи воздуха в камеру сгорания с вентилятором, запальное устройство, систему подачи воды в змеевик, систему отвода пара от сепаратора к потребителю, и систему отвода продуктов сгорания (см. патент Российской Федерации №2246661 МПК F 22 В 27/06, опубликованный 20.02.2005).A steam generator is known, comprising a housing in which a combustion chamber and at least one section of a water pipe coil are located, a steam separator, the input of which is connected to the output of the water pipe coil, and the auxiliary consumer output including a fuel supply system with a burner and an air supply system into the combustion chamber with a fan, an igniter, a water supply system to the coil, a system for removing steam from the separator to the consumer, and a system for removing combustion products (see patent of the Russian Federation No. 22466 61 IPC F 22 B 27/06, published on 02.20.2005).

Недостаток известного технического решения состоит в том, что в нем происходит неполное сгорание углеводородного топлива, что приводит к образованию продуктов неполного сгорания топлива - прежде всего СО₂ и окислов серы и азота. Неполное сгорание топлива приводит к недостаточно высокому коэффициенту полезного действия, кроме того, известный парогенератор обладает повышенными габаритами из-за того, что отсутствует принудительная циркуляция между змеевиком и паровым сепаратором, что влечет за собой увеличение размеров парового сепаратора и всего парогенератора в целом.A disadvantage of the known technical solution lies in the fact that incomplete combustion of hydrocarbon fuel occurs in it, which leads to the formation of products of incomplete combustion of the fuel - primarily CO ₂ and sulfur and nitrogen oxides. Incomplete combustion of the fuel leads to an insufficiently high efficiency, in addition, the known steam generator has increased dimensions due to the fact that there is no forced circulation between the coil and the steam separator, which entails an increase in the size of the steam separator and the entire steam generator as a whole.

Техническим результатом заявленной полезной модели является уменьшение продуктов неполного сгорания топлива, повышение коэффициента полезного действия (КПД) парогенератора и уменьшение габаритов парогенератора.The technical result of the claimed utility model is to reduce the products of incomplete combustion of fuel, increase the coefficient of performance (COP) of the steam generator and reduce the dimensions of the steam generator.

Заявленный технический результат достигается тем, что парогенератор с принудительной рециркуляцией воды, содержащий корпус в котором расположена камера сгорания и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика, сепаратор пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного The claimed technical result is achieved in that a steam generator with forced water recirculation, comprising a housing in which the combustion chamber and at least one section of the water pipe coil are located, a steam separator, the input of which is in communication with the output of the water pipe

змеевика, а выход - с потребителем пара, вспомогательное оборудование, включающее систему подачи топлива с горелкой, систему подачи воздуха в камеру сгорания с вентилятором, запальное устройство, систему подачи воды, систему отвода пара от сепаратора к потребителю, и систему отвода продуктов сгорания, согласно полезной модели, система подачи воздуха снабжена озонатором, а сепаратор в нижней части снабжен патрубком отвода конденсата, сообщенным с входом рециркуляционного насоса системы подачи воды в водотрубный змеевикcoil, and the outlet is with a steam consumer, auxiliary equipment, including a fuel supply system with a burner, an air supply system to the combustion chamber with a fan, an ignition device, a water supply system, a steam exhaust system from the separator to the consumer, and a combustion product exhaust system, according to utility model, the air supply system is equipped with an ozonizer, and the separator in the lower part is equipped with a condensate discharge pipe in communication with the inlet of the recirculation pump of the water supply system to the water pipe coil

Секция водотрубного змеевика может быть расположена вокруг горизонтальной оси симметрии горелки.The section of the water tube coil can be located around the horizontal axis of symmetry of the burner.

Система подачи воды может быть сообщена с нижней частью сепаратора пара.The water supply system can be communicated with the bottom of the steam separator.

На дне сепаратора пара может быть установлен продувочный клапан.A purge valve may be installed at the bottom of the steam separator.

Запальное устройство может быть выполнено в виде запальной горелки и запальной свечи.The ignition device can be made in the form of a pilot burner and a spark plug.

Система подачи топлива может быть выполнена с возможностью подачи в камеру сгорания жидкого углеводородного топлива или газообразного углеводородного топлива.The fuel supply system may be configured to supply liquid hydrocarbon fuel or gaseous hydrocarbon fuel to the combustion chamber.

На чертеже показана принципиальная схема парогенератора и вспомогательного оборудования.The drawing shows a schematic diagram of a steam generator and auxiliary equipment.

Парогенератор с принудительной рециркуляцией воды содержит корпус 1, в котором расположена камера сгорания 2 и, по меньшей мере, одна секция водотрубного змеевика 3, сепаратор 4 пара, вход которого сообщен с выходом водотрубного змеевика 3, а выход с потребителем пара. Вспомогательное оборудование включает систему подачи топлива с горелкой 5, систему подачи воздуха в камеру сгорания 2 с нагнетательным вентилятором 6, запальное устройство, систему подачи воды в змеевик, систему отвода пара от сепаратора к потребителю и систему отвода продуктов сгорания. Система подачи воздуха снабжена озонатором 7, установленным в системе подачи воздуха нагнетательного вентилятора. A steam generator with forced water recirculation comprises a housing 1, in which a combustion chamber 2 and at least one section of a water pipe coil 3 are located, a steam separator 4, the input of which is in communication with the output of the water pipe coil 3, and the output with a steam consumer. The auxiliary equipment includes a fuel supply system with a burner 5, an air supply system to the combustion chamber 2 with a blower fan 6, an ignition device, a water supply system to the coil, a steam exhaust system from the separator to the consumer, and a combustion product exhaust system. The air supply system is equipped with an ozonizer 7 installed in the air supply system of the discharge fan.

Сепаратор 4 пара снабжен патрубком отвода конденсата, сообщенным с входом рециркуляционного насоса 8 системы подачи воды в водотрубный змеевик 3. Секция водотрубного змеевика 3 расположена вокруг горизонтальной оси симметрии горелки 5. Система подачи воды может быть сообщена с нижней частью сепаратора 4 пара.The steam separator 4 is equipped with a condensate drain pipe connected to the inlet of the recirculation pump 8 of the water supply system to the water pipe coil 3. The water pipe coil section 3 is located around the horizontal axis of symmetry of the burner 5. The water supply system can be in communication with the bottom of the steam separator 4.

В системе подачи воздуха предпочтительно использовать промышленный озонатор фирмы Amelin Engineering (Канада).In the air supply system, it is preferable to use industrial ozonizer from Amelin Engineering (Canada).

Запальное устройство может быть выполнено в виде запальной горелки и запальной свечи, широко используемые в парогенераторах (на чертеже не показаны).The ignition device can be made in the form of an ignition burner and an ignition plug, widely used in steam generators (not shown in the drawing).

Система подачи топлива может быть выполнена в виде широко известных систем, обеспечивающих подачу в камеру сгорания жидкого углеводородного топлива или газообразного углеводородного топлива.The fuel supply system can be made in the form of well-known systems that supply liquid hydrocarbon fuel or gaseous hydrocarbon fuel to the combustion chamber.

Парогенератор работает следующим образом. Топливо, подаваемое из горелки 5, и озонированный озонатором 7 воздух, нагнетаемый вентилятором 6 в камеру сгорания 2, при сгорании образуют высокотемпературные продукты сгорания, которые обтекают трубы змеевика 3, образуя в нем двухфазную смесь воды и пара. Пароводяная смесь поступает из змеевика 3 в сепаратор 4 пара, в котором неиспарившаяся вода отделяется от пара, и к потребителю поступает пар со степенью сухости около 99%. Сконденсированная вода, а также вода из системы питания, подаваемая в нижнюю часть сепаратора 4 пара, из сепаратора 4 пара поступает в патрубок отвода конденсата, откуда забирается рециркуляционным насосом 8 и подается в змеевик 3. Вода, поступая из сепаратора 4 пара при температуре насыщения, прокачивается рециркуляционным насосом 8 через змеевики 3 с кратностью циркуляции порядка 3,5. При этом многократная принудительная циркуляция обеспечивает относительное снижение водяного агрегата парогенератора, а следовательно и снижение габаритов сепаратора 4 пара, а следовательно и всего парогенератора. Механические примеси, The steam generator operates as follows. The fuel supplied from the burner 5, and the air ozonated by the ozonizer 7, injected by the fan 6 into the combustion chamber 2, during combustion form high-temperature combustion products that flow around the pipes of the coil 3, forming in it a two-phase mixture of water and steam. The steam-water mixture flows from the coil 3 into the steam separator 4, in which unevaporated water is separated from the steam, and steam with a degree of dryness of about 99% is supplied to the consumer. Condensed water, as well as water from the power system, supplied to the lower part of the separator 4 steam, from the separator 4 steam enters the branch pipe of the condensate, where it is taken by a recirculation pump 8 and fed to the coil 3. Water coming from the separator 4 steam at a saturation temperature, is pumped by a recirculation pump 8 through the coils 3 with a circulation ratio of about 3.5. At the same time, multiple forced circulation provides a relative decrease in the water unit of the steam generator, and therefore a decrease in the dimensions of the steam separator 4, and therefore the entire steam generator. Mechanical impurities

содержащиеся в отделенной воде, накапливаются на дне сепаратора 4 и выбрасываются при автоматическом открывании продувочного клапана.contained in the separated water, accumulate at the bottom of the separator 4 and are discharged when the purge valve is automatically opened.

Парогенератор оснащен озонатором 7 и вентилятором 6 для нагнетания воздуха для горения. Вентилятор 6 приводится в действие электрическим двигателем.The steam generator is equipped with an ozonizer 7 and a fan 6 for pumping combustion air. The fan 6 is driven by an electric motor.

При использовании озонатора воздуха фирмы Amelin Engineering в парогенераторе электрическое поле электризует и расщепляет углеводородные радикалы топлива, обеспечивает его более тонкое электростатическое распыление в потоке воздуха, а также обеспечивает лучшее перемешивание слоев горящего пламени с окислителем, благодаря устранению двойного электрического слоя на границе факела пламени, что и приводит к ускорению и интенсификации процесса горения.When using Amelin Engineering air ozonizer in a steam generator, the electric field electrifies and breaks down the hydrocarbon radicals of the fuel, provides a finer electrostatic atomization in the air stream, and also provides better mixing of the layers of the burning flame with the oxidizing agent, due to the elimination of the double electric layer at the border of the flame, which and leads to acceleration and intensification of the combustion process.

Использование озонатора позволяет получить экономию топлива не менее 2% и обеспечивает эффективный процесс горения топлива по следующим причинам:Using an ozonizer allows you to get a fuel economy of at least 2% and provides an efficient fuel combustion process for the following reasons:

1. При введении в дутьевой воздух горелки 5 парогенератора отрицательных ионов определенной концентрации или озона улучшается процесс сгорания газа. При этом наблюдается существенное снижение содержания окиси углерода в уходящих газах, что подтверждает явление более полного окисления топлива при ионизации.1. When introducing into the blast air of the burner 5 of a steam generator of negative ions of a certain concentration or ozone, the gas combustion process improves. In this case, there is a significant decrease in the content of carbon monoxide in the exhaust gases, which confirms the phenomenon of more complete oxidation of the fuel during ionization.

2. Уменьшается саже образование и улучшается генерация тепла.2. Soot formation is reduced and heat generation is improved.

3. Повышается чистота поверхности нагрева и увеличивается межремонтный интервал парогенератора и комплектующих.3. The purity of the heating surface is increased and the overhaul interval of the steam generator and components is increased.

4. При введении в дутьевой воздух отрицательных ионов кислорода или озона увеличение коэффициента избытка воздуха дает возможность повысить КПД парогенератора не менее чем на 2%. Эта цифра определяет и процентное снижение потребляемого топлива при ионизации и озонировании воздуха.4. When negative oxygen or ozone ions are introduced into the blast air, an increase in the excess air coefficient makes it possible to increase the efficiency of the steam generator by at least 2%. This figure also determines the percentage reduction in fuel consumption during ionization and ozonation of air.

Использование озонной технологии обработки воздуха обеспечивает повышение эффективности сжигания топлива в парогенераторе.The use of ozone air treatment technology provides an increase in the efficiency of fuel combustion in a steam generator.

Claims

1. A steam generator with water recirculation, comprising a housing in which the combustion chamber and at least one section of the water pipe coil are located, a steam separator, the input of which is connected to the output of the water pipe coil, and the output to the steam consumer, auxiliary equipment including a supply system fuel with a burner, an air supply system to the combustion chamber with a fan, an ignition device, a water supply system, a steam exhaust system from the separator to the consumer, and a combustion product exhaust system, characterized in that the system air odachi provided ozonator, and a separator provided on the bottom of the condensate drain pipe communicating with the inlet of recirculating pump water supply system in water-tube coil.

2. The steam generator according to claim 1, characterized in that the section of the water tube coil is located around the horizontal axis of symmetry of the burner.

3. The steam generator according to claim 1, characterized in that the water supply system is in communication with the lower part of the steam separator.

4. The steam generator according to claim 1, characterized in that a purge valve is installed at the bottom of the steam separator.

5. The steam generator according to claim 1, characterized in that the ignition device is made in the form of a pilot burner and a spark plug.

6. The steam generator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the fuel supply system is configured to supply liquid hydrocarbon fuel or gaseous hydrocarbon fuel to the combustion chamber.