RU82030U1

RU82030U1 - STEEL WATER BOILER

Info

Publication number: RU82030U1
Application number: RU2008137925/22U
Authority: RU
Inventors: Иван Михайлович Кургаев
Original assignee: Иван Михайлович Кургаев
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2009-04-10

Abstract

1. Котел стальной водогрейный, содержащий топку с водяной рубашкой и сообщенную с водяной рубашкой водяную камеру, в полости которой установлены связанные с топкой дымогарные трубы и продольная перегородка, отличающийся тем, что он снабжен двумя оборотными камерами, в которых установлены сопла вторичного дутья, и дымососом, а продольная перегородка установлена по оси водяной камеры с образованием поперечного щелевого канала. ! 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что дымосос выполнен с регулятором скорости движения уходящих газов.1. A steel steel boiler containing a firebox with a water jacket and a water chamber in communication with the water jacket, in the cavities of which are mounted smoke tubes and a longitudinal partition, characterized in that it is equipped with two revolving chambers in which secondary blast nozzles are installed, and smoke exhaust, and the longitudinal partition is installed along the axis of the water chamber with the formation of a transverse slotted channel. ! 2. The boiler according to claim 1, characterized in that the smoke exhauster is made with a speed regulator for the movement of flue gases.

Description

Полезная модель относится к области теплоснабжения и может быть использована в качестве генератора тепла на твердом топливе, предпочтительно на отходах деревообрабатывающего производства, для отопления и горячего водоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных объектов в любых климатических условиях.The utility model relates to the field of heat supply and can be used as a generator of heat on solid fuel, preferably on wood processing waste, for heating and hot water supply of housing and communal and industrial facilities in any climatic conditions.

Известен отопительный котел (см. патент СССР №568388, F24H 1/44), содержащий топочную камеру, заключенную в водяную рубашку, горелку, дымоотводящий патрубок, дополнительную водяную рубашку, расположенную в верхней части топочной камеры и соединенную с водяной рубашкой посредством трубопроводов, дымогарные трубы, размещенные в дополнительной водяной рубашке в продольном направлении.A heating boiler is known (see USSR patent No. 568388, F24H 1/44), comprising a combustion chamber enclosed in a water jacket, a burner, a smoke outlet, an additional water jacket located in the upper part of the combustion chamber and connected to the water jacket by pipelines, smoke pipes placed in an additional water jacket in the longitudinal direction.

Этот котел имеет следующие недостатки:This boiler has the following disadvantages:

- сложность конструкции, обусловленная наличием дополнительной водяной рубашки, расположенной в верхней части топочного пространства;- design complexity due to the presence of an additional water jacket located in the upper part of the furnace space;

- наличие прямоточной схемы движения воды, находящейся в водяной рубашке, и печных газов.- the presence of a once-through flow pattern of water in the water jacket and furnace gases.

Известен водогрейный котел (см. а.с. СССР №989263, F24H 1/36), который устраняет один из недостатков аналога, например проще по конструкции из-за простоты изготовления и монтажа водяной камеры.Known hot water boiler (see AS USSR No. 989263, F24H 1/36), which eliminates one of the disadvantages of the analogue, for example, is simpler in design due to the simplicity of manufacture and installation of the water chamber.

Он содержит снабженную водяной рубашкой топку с встроенной в ее верхнюю часть водяной камерой, в полости которой размещены дымогарные трубы, сообщенные своими входными участками с топкой, и продольная перегородка, установленная ниже дымогарных труб, образующая с нижней стенкой водяной камеры щелевой канал, сообщенный одним своим торцом со стороны входных участков дымогарных труб с полостью водяной камеры, а противоположным торцом - с водяной рубашкой.It contains a fire chamber equipped with a water jacket and a water chamber built into its upper part, in the cavity of which there are smoke tubes communicated by their inlet sections with the furnace, and a longitudinal partition installed below the smoke tubes, forming a slot channel with the lower wall of the water chamber communicating with one of its own the end from the inlet sections of the smoke tubes with the cavity of the water chamber, and the opposite end with the water jacket.

Этот котел имеет следующий недостаток: сравнительно низкая температура нагрева воды и сравнительно большой расход топлива из-за наличия прямоточного движения воды и печных газов (см. «Теплотехника» под ред. А.П.Баскакова, «Энергоатомиздат», Москва, 1991 г., стр.107).This boiler has the following drawback: a relatively low temperature of water heating and a relatively high fuel consumption due to the presence of direct-flow movement of water and furnace gases (see "Heat Engineering" under the editorship of A.P. Baskakov, "Energoatomizdat", Moscow, 1991 p. 107).

Этот котел принят за прототип, т.к. имеет наибольшее количество общих признаков с предлагаемым решением: топка с водяной рубашкой; сообщенная с водяной рубашкой водяная камера, в полости которой установлены связанные с топкой дымогарные трубы и продольная перегородка.This boiler is taken as a prototype, because has the most common features with the proposed solution: a furnace with a water jacket; a water chamber connected to the water jacket, in the cavity of which there are installed smoke tubes and a longitudinal partition connected with the furnace.

Задачей полезной модели является повышение температуры нагрева воды и снижение расхода топлива за счет создания противотока воды и печных газов путем обеспечения поворота воды в теплообменнике.The objective of the utility model is to increase the temperature of water heating and reduce fuel consumption by creating a counterflow of water and furnace gases by ensuring the rotation of water in the heat exchanger.

Поставленная задача достигается тем, что стальной водогрейный котел, содержащий топку с водяной рубашкой и сообщенную с водяной рубашкой водяную камеру, в полости которой установлены связанные с топкой дымогарные трубы и продольная перегородка, снабжен двумя оборотными камерами, в которых установлены сопла вторичного дутья, и дымососом, а продольная перегородка установлена по оси водяной камеры с образованием поперечного щелевого канала.The task is achieved in that a steel boiler containing a firebox with a water jacket and a water chamber in communication with the water jacket, in the cavities of which smoke tubes and a longitudinal partition are connected, are equipped with two revolving chambers in which secondary blast nozzles are installed, and a smoke exhauster and the longitudinal partition is installed along the axis of the water chamber with the formation of a transverse slotted channel.

Причем дымосос выполнен с регулятором скорости движения уходящих печных газов.Moreover, the smoke exhauster is made with a speed regulator for the flue gases.

На фиг.1 изображена схема стального водогрейного котла, продольный разрез.Figure 1 shows a diagram of a steel boiler, longitudinal section.

На фиг.2 - разрез А-А фиг.1.Figure 2 is a section aa of figure 1.

На фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1.Figure 3 is a section bB of figure 1.

Стальной водогрейный котел содержит топку 1, соединенную с теплообменником 2.The steel boiler contains a furnace 1 connected to a heat exchanger 2.

Топка выполнена в виде горизонтально расположенной трубы с заглушенными торцами 3 и 4. В торце 3 размещена дверца 5 для загрузки твердого топлива. Она может быть выполнена с тепловым экраном. В нижней The furnace is made in the form of a horizontally arranged pipe with plugged ends 3 and 4. At the end 3 there is a door 5 for loading solid fuel. It can be made with a heat shield. At the bottom

части топки 1 выполнено окно 6, в котором размещена водоохлаждаемая колосниковая решетка 7.part of the furnace 1, a window 6 is made, in which a water-cooled grate 7 is placed.

В верхней части топки 1 в противоположной стороне от дверцы 5 установлен патрубок 8 с фланцем для прохода продуктов сгорания топлива и для соединения топки 1 с теплообменником 2. Топка 1 размещена в трубе 9 с зазором 10 для прохода воды. Труба 9 выполнена с заглушенными торцами 11, 12 и установлена на стойках 13, между которыми образовано пространство 14 для сбора золы. В торце 12 снизу установлен патрубок 15 для подачи холодной воды. В верхней части трубы 9 в противоположной стороне от патрубка 15 установлен патрубок 16 с фланцем для соединения с теплообменником 2 и для прохода воды из зазора 10 в теплообменник 2. Торцы 3 и 4 топки 1 могут быть жестко соединены стяжками 17 с торцами 11 и 12 соответственно для предотвращения их деформации при работе котла под рабочим давлением. В торце 11 выполнено окно для размещения дверцы 5.In the upper part of the furnace 1, on the opposite side of the door 5, a pipe 8 is installed with a flange for the passage of fuel combustion products and for connecting the furnace 1 to the heat exchanger 2. The furnace 1 is placed in the pipe 9 with a gap 10 for water passage. The pipe 9 is made with plugged ends 11, 12 and mounted on racks 13, between which a space 14 for collecting ash is formed. In the end 12 from the bottom there is a pipe 15 for supplying cold water. In the upper part of the pipe 9, on the opposite side of the pipe 15, a pipe 16 is installed with a flange for connecting to the heat exchanger 2 and for water to pass from the gap 10 to the heat exchanger 2. The ends 3 and 4 of the furnace 1 can be rigidly connected by ties 17 to the ends 11 and 12, respectively to prevent their deformation during operation of the boiler under operating pressure. At the end 11, a window is made for placing the door 5.

Теплообменник 2 выполнен в виде горизонтально расположенной трубы с заглушенными торцами 18 и 19. На расстоянии 0,3 м и 0,2 м от торцов 18 и 19 соответственно установлены поперечные перегородки 20 и 21, а по оси теплообменника 2 установлены две продольные перегородки 22 и 23. Объемом между поперечными перегородками 20, 21 и цилиндрической поверхностью теплообменника 2 образована водяная камера 24. Длина продольной перегородки 23 меньше длины водяной камеры 24, а ширина равна внутреннему диаметру водяной камеры 24. Перегородка 23 жестко закреплена по ширине с цилиндрической поверхностью водяной камеры 24, а по длине жестко закреплена одним концом с поперечной перегородкой 21. Другой конец продольной перегородки 23 установлен с образованием поперечного щелевого канала 25 с перегородкой 20 для прохода воды. Продольной перегородкой 23 водяная камера 24 разделена на две части: верхнюю и нижнюю.The heat exchanger 2 is made in the form of a horizontally arranged pipe with plugged ends 18 and 19. At a distance of 0.3 m and 0.2 m from the ends 18 and 19, respectively, transverse partitions 20 and 21 are installed, and two longitudinal partitions 22 and 23. A volume of water is formed between the transverse partitions 20, 21 and the cylindrical surface of the heat exchanger 2. The length of the longitudinal partition 23 is less than the length of the water chamber 24, and the width is equal to the inner diameter of the water chamber 24. The partition 23 is rigidly fixed in width with the cylindrical surface of the water chamber 24, and along the length is rigidly fixed at one end with a transverse partition 21. The other end of the longitudinal partition 23 is installed with the formation of a transverse slotted channel 25 with a partition 20 for water passage. The longitudinal partition 23 of the water chamber 24 is divided into two parts: upper and lower.

В верхней части размещен пучок 26 дымогарных труб, в нижней - пучок 27 дымогарных труб. Концы дымогарных труб закреплены в поперечных In the upper part there is a bundle of 26 smoke tubes, in the lower - a bundle of 27 smoke tubes. The ends of the smoke pipes are fixed in transverse

перегородках 20 и 21. Объем между заглушенным торцом 18 теплообменника 2 и поперечной перегородкой 20 разделен продольной перегородкой 22 на левую оборотную камеру 28 и выходную камеру 29 печных газов. В оборотной камере 28 установлены патрубок 30 с фланцем для прохода продуктов сгорания топлива и для соединения с топкой 1 и сопло 31 вторичного дутья для дожигания не сгоревших в топке 1 частиц топлива и горючих газов. Оборотная камера 28 выполнена со смотровым люком 32. Выходная камера 29 печных газов оборудована дымососом 33 с регулятором 34 скорости движения уходящих газов, выполненного в виде дросселирующей заслонки, управляемой вручную, для обеспечения оптимального режима работы котла в зависимости от параметров сжигаемых отходов древесины, например влажности, и смотровым люком 35.baffles 20 and 21. The volume between the muffled end face 18 of the heat exchanger 2 and the transverse baffle 20 is divided by a longitudinal baffle 22 into the left revolving chamber 28 and the outlet chamber 29 of the furnace gases. A pipe 30 with a flange is installed in the revolving chamber 28 for the passage of fuel combustion products and for connecting to the furnace 1 and the secondary blast nozzle 31 for afterburning fuel particles and combustible gases that are not burnt in the furnace 1. The rotary chamber 28 is made with an inspection hatch 32. The exhaust chamber 29 of the furnace gases is equipped with a smoke exhauster 33 with a flue gas speed regulator 34 made in the form of a throttling valve controlled manually to ensure the optimal operation of the boiler depending on the parameters of the burned wood waste, such as humidity and inspection hatch 35.

Выходным патрубком 8 топки 1 и входным патрубком 30 оборотной камеры 28 образован дымоход 36 для прохода печных газов из топки 1 в нижний пучок 27 дымогарных труб теплообменника 2.An outlet pipe 8 of the furnace 1 and an inlet pipe 30 of the reverse chamber 28 is formed a chimney 36 for the passage of furnace gases from the furnace 1 into the lower bundle 27 of smoke tubes of the heat exchanger 2.

В нижней части теплообменника 2 в противоположной стороне от входного патрубка 30 и левее поперечной перегородки 21 в водяной камере 24 установлен входной патрубок 37 с фланцем для соединения с трубой 9 и для прохода воды. Выходным патрубком 16 трубы 9 и входным патрубком 37 водяной камеры 24 образован водовод 38. Объемом между торцом 19, поперечной перегородкой 21 и цилиндрической поверхностью теплообменника 2 образована оборотная камера 39, в которой установлено сопло 40 вторичного дутья. Торец 19 может быть выполнен с возможностью съема, т.е. в виде герметичной съемной крышки для обеспечения доступа к дымогарным трубам при проведении профилактических и ремонтных работ. Для облегчения съема такой крышки котел может быть оснащен поворотным консольным манипулятором (не показан).In the lower part of the heat exchanger 2 on the opposite side of the inlet pipe 30 and to the left of the transverse partition 21 in the water chamber 24 is installed inlet pipe 37 with a flange for connection with the pipe 9 and for the passage of water. An outlet pipe 38 is formed by the outlet pipe 16 of the pipe 9 and the inlet pipe 37 of the water chamber 24. A volume chamber 39 is formed in the volume between the end face 19, the transverse partition 21 and the cylindrical surface of the heat exchanger 2, in which the secondary blast nozzle 40 is installed. The end face 19 can be made with the possibility of removal, i.e. in the form of a sealed removable cover to provide access to smoke pipes during preventive and repair work. To facilitate the removal of such a cover, the boiler can be equipped with a rotary cantilever arm (not shown).

Для удаления золы и регулирования подачи атмосферного воздуха в топку 1 предусмотрена дверца 41.To remove ash and regulate the supply of atmospheric air to the furnace 1, a door 41 is provided.

Для контроля параметров теплоносителя (воды) и предотвращения аварийной ситуации в котле установлены предохранительные клапаны, датчик давления, датчик температуры (не обозначены).To control the parameters of the coolant (water) and prevent an emergency in the boiler, safety valves, a pressure sensor, a temperature sensor (not marked) are installed.

Выходной патрубок 42 размещен в верхней части теплообменника 2 в водяной камере 24 левее поперечной перегородки 21 и присоединен к системе трубопроводов котельной.The outlet pipe 42 is located in the upper part of the heat exchanger 2 in the water chamber 24 to the left of the transverse partition 21 and is connected to the piping system of the boiler room.

Работа водогрейного котла.The work of the boiler.

Продукты сгорания (печные газы) из топки 1 поступают по дымоходу 36 в левую оборотную камеру 28, где поворачиваются на 90° и по нижнему пучку 27 труб поступают в правую оборотную камеру 39, где совершают поворот на 180° и поступают в верхний пучок 26 труб, а затем в выходную камеру 29, откуда с помощью дымососа 33 поступают в систему дымоудаления. Не полностью сгоревшие частицы топлива и горючие газы дожигаются с помощью сопел 31 и 40 вторичного дутья в оборотных камерах 28 и 39.The combustion products (furnace gases) from the furnace 1 enter the chimney 36 into the left revolving chamber 28, where they turn 90 ° and through the lower bundle 27 of pipes enter the right revolving chamber 39, where they rotate 180 ° and enter the upper bundle 26 of pipes and then into the exit chamber 29, from where, using a smoke exhauster 33, they enter the smoke exhaust system. Incompletely burned fuel particles and combustible gases are burned using secondary blast nozzles 31 and 40 in the return chambers 28 and 39.

Вода через входной патрубок 15 заполняет зазор 10, образуя водяную рубашку топки 1, где предварительно нагревается, перемещаясь поперечно-противоточно печным газам топки, и через водовод 38 поступает в нижнюю часть теплообменника 2, где омывает нижний пучок 27 труб, идя навстречу и поперечно печным газам, проходящим по этим трубам, вторично нагревается, а, проходя через поперечный щелевой канал 25, совершает поворот на 180° и проходит по верхней части теплообменника 2, где омывает верхний пучок 26 труб, идя навстречу и поперечно печным газам, проходящим по трубам, окончательно нагревается до 105°...110°С. Горячая вода поступает в систему трубопроводов котельной через выходной патрубок 42.Water through the inlet pipe 15 fills the gap 10, forming a water jacket of the furnace 1, where it is preheated, moving transversely countercurrent to the furnace gases of the furnace, and through the water pipe 38 it enters the lower part of the heat exchanger 2, where it is washing the lower bundle 27 of pipes, going towards the furnace the gases passing through these pipes are heated a second time, and passing through the transverse slotted channel 25, it rotates 180 ° and passes along the upper part of the heat exchanger 2, where it is washed by the upper tube bundle 26, going towards the transverse furnace gases, passing pipes, it finally heats up to 105 ° ... 110 ° С. Hot water enters the piping system of the boiler room through the outlet pipe 42.

При использовании в качестве топлива древесных отходов различной влажности можно с помощью регулятора 34 скорости движения печных газов путем изменения площади проходного сечения регулятора 34, связанного с системой дымоудаления, подобрать оптимальный режим горения топлива за счет изменения количества подаваемого в топку воздуха.When using wood waste of different moisture content as fuel, it is possible to use the regulator 34 for the speed of movement of furnace gases by changing the area of the flow area of the regulator 34 associated with the smoke exhaust system to select the optimal mode of fuel combustion by changing the amount of air supplied to the furnace.

Таким образом, преимущество предлагаемого стального водогрейного котла по сравнению с прототипом заключается в том, что в нем реализована схема поперечно противоточного теплообмена путем обеспечения поворота воды в водяной камере, что позволяет нагреть холодный теплоноситель до температуры более высокой, чем температура греющего теплоносителя на выходе из теплообменника, т.е. до температуры выше, чем в прототипе.Thus, the advantage of the proposed steel hot water boiler in comparison with the prototype lies in the fact that it implements a transverse countercurrent heat transfer scheme by ensuring the rotation of the water in the water chamber, which allows the cold coolant to be heated to a temperature higher than the temperature of the heating coolant at the outlet of the heat exchanger , i.e. to a temperature higher than in the prototype.

Claims

1. A steel steel boiler containing a firebox with a water jacket and a water chamber in communication with the water jacket, in the cavities of which are mounted smoke tubes and a longitudinal partition, characterized in that it is equipped with two revolving chambers in which secondary blast nozzles are installed, and smoke exhaust, and the longitudinal partition is installed along the axis of the water chamber with the formation of a transverse slotted channel.

2. The boiler according to claim 1, characterized in that the smoke exhauster is made with a speed regulator for the movement of flue gases.