RU89884U1 - STEAM BOILER - Google Patents
STEAM BOILER Download PDFInfo
- Publication number
- RU89884U1 RU89884U1 RU2009114130/22U RU2009114130U RU89884U1 RU 89884 U1 RU89884 U1 RU 89884U1 RU 2009114130/22 U RU2009114130/22 U RU 2009114130/22U RU 2009114130 U RU2009114130 U RU 2009114130U RU 89884 U1 RU89884 U1 RU 89884U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- pipes
- screen
- window
- boiler according
- Prior art date
Links
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
1. Паровой котел, включающий каркас, закрепленные в каркасе топочную камеру, стены которой экранированы выполненными из труб фронтовым, задним, боковыми и потолочным экранами, подключенными к соответствующим верхним и нижним коллекторам, устройство для сжигания топлива, образующее под топочной камеры, сопла для подачи вторичного воздуха в зону горения топлива и горизонтальный газоход, герметично примыкающий к задней стене топочной камеры и сообщенный с последней посредством окна, конвективную поверхность нагрева, размещенную в горизонтальном газоходе и выполненную из труб, подключенных своими концами, соответственно, к верхнему и нижнему барабанам, при этом упомянутые верхний и нижний барабаны сообщены, соответственно, с верхними и нижними коллекторами названных экранов с образованием замкнутого циркуляционного контура, отличающийся тем, что задний экран топочной камеры отогнут в сторону ее фронтового экрана так, что образует перегородку, разделяющую топочную камеру на расположенные одна над другой камеру сгорания и камеру дожигания и имеющую окно для прохода дымовых газов, при этом трубы указанной перегородки врезаны своими концами в трубы фронтового экрана, сопла для подачи вторичного воздуха установлены с возможностью закручивания последним потока дымовых газов, верхний и нижний барабаны с подключенными к ним трубами конвективной поверхности нагрева развернуты поперек горизонтального газохода, а трубы к барабанам подключены в шахматном порядке. ! 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что задний экран топочной камеры в сторону ее фронтового экрана отогнут под углом к горизонтальной плоскости, равны�1. A steam boiler, including a frame, a combustion chamber fixed in the frame, the walls of which are shielded by front, rear, side and ceiling screens made of pipes connected to the corresponding upper and lower manifolds, a device for burning fuel, forming nozzles for feeding under the combustion chamber secondary air into the fuel combustion zone and a horizontal flue, hermetically adjacent to the rear wall of the combustion chamber and communicated with the latter through the window, a convective heating surface placed in the horizontal gas duct and made of pipes connected at their ends, respectively, to the upper and lower drums, while the above upper and lower drums are connected, respectively, with the upper and lower collectors of these screens with the formation of a closed circulation circuit, characterized in that the rear screen is furnace the chamber is bent towards its front screen so that it forms a partition dividing the combustion chamber into combustion chamber and afterburner located one above the other and having a window for smoke passage gases, while the pipes of the specified partition are cut by their ends into the pipes of the front screen, the nozzles for supplying secondary air are installed with the possibility of twisting the flue gas stream, the upper and lower drums with the pipes of the convective heating surface connected to them are deployed across the horizontal gas duct, and the pipes to the reels are staggered. ! 2. The boiler according to claim 1, characterized in that the rear screen of the combustion chamber towards its front screen is bent at an angle to the horizontal plane, equal
Description
Полезная модель относится к котлостроению, а именно, к паровым котлам и может быть использована в промышленной энергетике при изготовлении и реконструкции котлов производительностью до 50 т пара в час.The utility model relates to boiler building, namely, to steam boilers and can be used in industrial energy for the manufacture and reconstruction of boilers with a capacity of up to 50 tons of steam per hour.
Известен паровой котел, включающий каркас, закрепленные в каркасе топочную камеру, стены которой экранированы выполненными из труб фронтовым, задним, боковыми и потолочным экранами, подключенными к соответствующим верхним и нижним коллекторам, устройство для сжигания топлива, образующее под топочной камеры, сопла для подачи вторичного воздуха в зону горения топлива и горизонтальный газоход, герметично прилегающий к задней стене топочной камеры и сообщенный с последней посредством окна, конвективную поверхность нагрева, размещенную в горизонтальном газоходе и выполненную из труб, подключенных своими концами, соответственно, к верхнему и нижнему барабанам, при этом упомянутые верхний и нижний барабаны сообщены, соответственно, с верхними и нижними коллекторами названных экранов с образованием замкнутого циркуляционного контура (прототип). См. Ползуновский вестник. - по материалам III семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике. - №1, 2004 г., стр.149.A steam boiler is known, including a frame, a combustion chamber fixed in the frame, the walls of which are shielded by front, rear, side and ceiling screens made of pipes connected to the corresponding upper and lower manifolds, a device for burning fuel forming under the combustion chamber nozzles for supplying a secondary air into the fuel combustion zone and a horizontal flue, hermetically adjacent to the rear wall of the combustion chamber and communicated with the latter by means of a window, a convective heating surface located in Horizontal duct and formed from pipes, connected at their ends respectively to upper and lower drums, wherein said upper and lower drums are communicated respectively with the upper and lower manifolds of said screen to form a closed circulation circuit (prototype). See Polzunovsky Bulletin. - based on the materials of the III seminar of universities in Siberia and the Far East on thermal physics and power engineering. - No. 1, 2004, p. 149.
В известном котле топочная камера организована как единое пространство. Поэтому твердые летучие частицы топлива, выносимые из зоны горения дымовыми газами, дожигаются при их перемещении вверх вдоль топочной камеры к горизонтальному газоходу. Для максимального снижения механического недожога топлива в известном котле топочная камера имеет достаточно большой объем, что приводит к увеличению габаритов, а значит, металлоемкости котла, увеличению его стоимости, удорожанию строительства помещения котельной.In the famous boiler, the combustion chamber is organized as a single space. Therefore, solid volatile particles of fuel carried out from the combustion zone by flue gases are burned out as they move upward along the combustion chamber to the horizontal flue. For the maximum reduction of mechanical underburning of fuel in a known boiler, the combustion chamber has a sufficiently large volume, which leads to an increase in the dimensions and, therefore, metal consumption of the boiler, an increase in its cost, and an increase in the cost of building a boiler room.
Кроме того, в известном паровом котле верхний и нижний барабаны развернуты вдоль горизонтального газохода и подключенные к ним трубы конвективной поверхности нагрева образуют коридорный пучок, эффективность теплообмена в котором несколько ниже, чем при шахматном расположении труб, и, для обеспечения требуемой температуры дымовых газов на выходе из котла, требуется достаточно большая площадь конвективной поверхности нагрева, что приводит к увеличению длины барабанов, т.е. к увеличению габаритов котла, его металлоемкости. Площадь зеркала испарения при этом, для котлов паропроизводительностью 4-10 т пара в час, оказывается несколько завышенной.In addition, in the known steam boiler, the upper and lower drums are deployed along the horizontal gas duct and the pipes of the convective heating surface connected to them form a corridor bundle, the heat transfer efficiency of which is slightly lower than with a staggered arrangement of pipes, and, to ensure the required temperature of the flue gases at the outlet from the boiler, a sufficiently large convective heating surface area is required, which leads to an increase in the length of the drums, i.e. to increase the dimensions of the boiler, its metal consumption. The area of the evaporation mirror in this case, for boilers with a steam capacity of 4-10 tons of steam per hour, is somewhat overestimated.
Задачей полезной модели является создание парового котла с таким расположением барабанов и труб конвективной поверхности нагрева и с таким конструктивным выполнением топочной камеры, которые обеспечили бы уменьшение габаритов котла, а значит и его металлоемкости, без снижения КПД, мощностных и экологических характеристик.The objective of the utility model is to create a steam boiler with such an arrangement of drums and pipes of the convective heating surface and with such a design of the combustion chamber that would ensure a reduction in the dimensions of the boiler, and hence its metal consumption, without reducing efficiency, power and environmental characteristics.
Указанная задача решается тем, что в известном паровом котле, включающем каркас, закрепленные в каркасе топочную камеру, стены которой экранированы выполненными из труб фронтовым, задним, боковыми и потолочным экранами, подключенными к соответствующим верхним и нижним коллекторам, устройство для сжигания топлива, образующее под топочной камеры, сопла для подачи вторичного воздуха в зону горения топлива и горизонтальной газоход, герметично примыкающий к задней стене топочной камеры и сообщенный с последней посредством окна, конвективную поверхность нагрева, размещенную в горизонтальном газоходе и выполненную из труб, подключенных своими концами, соответственно, к верхнему и нижнему барабанам, при этом упомянутые верхний и нижний барабаны сообщены, соответственно, с верхними и нижними коллекторами названных экранов с образованием замкнутого циркуляционного контура, согласно полезной модели, задний экран топочной камеры отогнут в сторону ее фронтового экрана так, что образует перегородку, разделяющую топочную камеру на расположенные одна над другой камеру сгорания и камеру дожигания и имеющую окно для прохода дымовых газов, при этом трубы указанной перегородки врезаны своими концами в трубы фронтового экрана, сопла для подачи вторичного воздуха установлены с возможностью закручивания последним потока дымовых газов, верхний и нижний барабаны, с подключенными к ним трубами конвективной поверхности нагрева, развернуты поперек горизонтального газохода, а трубы к барабанам подключены в шахматном порядке. Задача решается также тем, что:This problem is solved in that in a known steam boiler, including a frame, a combustion chamber fixed in the frame, the walls of which are shielded by front, rear, side and ceiling screens made of pipes connected to the corresponding upper and lower manifolds, a device for burning fuel forming under the combustion chamber, the nozzle for supplying secondary air to the fuel combustion zone and the horizontal gas duct, hermetically adjacent to the rear wall of the combustion chamber and communicated with the latter through the window, convective the heating surface, placed in a horizontal duct and made of pipes connected at their ends, respectively, to the upper and lower drums, while the above upper and lower drums are connected, respectively, with the upper and lower collectors of these screens with the formation of a closed circulation circuit, according to utility model, the back screen of the combustion chamber is bent towards its front screen so that it forms a partition dividing the combustion chamber into one above the other combustion chamber and afterburning chamber and having a window for the passage of flue gases, while the pipes of the specified partition are cut with their ends into the pipes of the front screen, nozzles for supplying secondary air are installed with the possibility of twisting the flue gas stream, the upper and lower drums, with the pipes of the convective heating surface connected to them deployed across the horizontal duct, and the pipes to the drums are connected in a checkerboard pattern. The problem is also solved by the fact that:
- задний экран топочной камеры в сторону ее фронтового экрана отогнут под углом к горизонтальной плоскости, равным 15-20°;- the rear screen of the combustion chamber in the direction of its front screen is bent at an angle to the horizontal plane equal to 15-20 °;
- потолочный экран образован отогнутой внутрь топочной камеры верхней частью фронтового экрана;- the ceiling screen is formed by the upper part of the front screen bent inside the combustion chamber;
- горизонтальная ось гиба заднего экрана находится на уровне горизонтальной оси нижнего барабана;- the horizontal axis of the rear screen bend is at the level of the horizontal axis of the lower drum;
- окно для прохода дымовых газов в перегородке выполнено из трубы, образующей его замкнутый контур, к которой подсоединены на входе и выходе соответствующие части труб указанной перегородки;- the window for the passage of flue gases in the partition is made of a pipe forming its closed loop, to which the corresponding parts of the pipes of the specified partition are connected at the inlet and outlet;
- окно для прохода дымовых газов в перегородке выполнено путем разводки ее труб;- a window for the passage of flue gases in the partition is made by distributing its pipes;
- площадь окна для прохода дымовых газов составляет 15-35% площади поперечного сечения топочной камеры;- the window area for the passage of flue gases is 15-35% of the cross-sectional area of the combustion chamber;
- окно для прохода дымовых газов в перегородке выполнено симметрично относительно вертикальной центральной оси топочной камеры;- the window for the passage of flue gases in the partition is made symmetrically with respect to the vertical central axis of the combustion chamber;
- сопла для подачи вторичного воздуха установлены под углом или на стенах камеры сгорания и повернуты в одну сторону, так, что поток воздуха из каждого предыдущего сопла совмещается с потоком воздуха каждого последующего сопла с образованием единого вращающегося потока;- nozzles for supplying secondary air are installed at an angle or on the walls of the combustion chamber and rotated in one direction, so that the air flow from each previous nozzle is combined with the air flow of each subsequent nozzle with the formation of a single rotating stream;
- котел снабжен по меньшей мере одним дополнительным устройством для разделения пароводяной смеси, связанным впускными трубопроводами с верхним коллектором, соответственно, по меньшей мере, одного экрана и нижним барабаном, а выпускными трубопроводами - по воде - с нижним коллектором упомянутого соответствующего экрана, а по пару - с верхним барабаном;- the boiler is equipped with at least one additional device for separating the steam-water mixture, connected by inlet pipelines to the upper manifold, respectively, of at least one screen and the lower drum, and exhaust pipelines - through water - to the lower collector of the corresponding corresponding screen, and in pairs - with the upper drum;
- устройство для разделения пароводяной смеси выполнено в виде центробежного циклона;- a device for separating a steam-water mixture is made in the form of a centrifugal cyclone;
- центробежный циклон имеет диаметр 200-400 мм;- centrifugal cyclone has a diameter of 200-400 mm;
- центробежный циклон размещен вертикально, вдоль любой из стен топочной камеры;- a centrifugal cyclone is placed vertically along any of the walls of the combustion chamber;
- для получения перегретого пара котел дополнительно снабжен пароперегревателем, размещенным в горизонтальном газоходе между окном, выполненным в задней стене топочной камеры, и конвективной поверхностью нагрева и соединенным по пару с выходом верхнего барабана.- to obtain superheated steam, the boiler is additionally equipped with a superheater located in a horizontal gas duct between a window made in the rear wall of the combustion chamber and a convective heating surface and connected in pairs with the outlet of the upper drum.
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером ее выполнения и чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид предлагаемого парового котла (продольный разрез); на фиг.2 - то же, вид А; на фиг.3 - то же, что на фиг.1 с дополнительным центробежным циклоном; на фиг.4 - то же, что на фиг.3 с дополнительным пароперегревателем.In the future, the utility model is illustrated by a specific example of its implementation and drawings, where Fig. 1 schematically shows a general view of the proposed steam boiler (longitudinal section); figure 2 is the same, view A; figure 3 is the same as in figure 1 with an additional centrifugal cyclone; figure 4 is the same as in figure 3 with an additional superheater.
Паровой котел включает каркас 1, закрепленную в каркасе 1 топочную камеру, стены 2 которой экранированы выполненными из труб фронтовым 3, задним 4, боковыми 5 и потолочным 6 экранами. Задний экран 4 топочной камеры отогнут в сторону ее фронтового экрана 3 с образованием перегородки 7, врезанной концами труб в трубы фронтового экрана 3 и разделяющей топочную камеру на расположенные одна над другой камеру сгорания 8 и камеру дожигания 9. При этом задний экран 4 в сторону фронтового экрана 3 отогнут под углом к горизонтальной плоскости α=15-20°. Потолочный экран 6 образован отогнутой внутрь топочной камеры верхней частые фронтового экрана 3.The steam boiler includes a frame 1, a combustion chamber fixed in the frame 1, the walls 2 of which are shielded by front 3, rear 4, side 5 and ceiling 6 screens made of pipes. The rear screen 4 of the combustion chamber is bent towards its front screen 3 with the formation of a partition 7 cut into the pipes of the front screen 3 by the ends of the pipes and dividing the combustion chamber into combustion chamber 8 and the afterburning chamber located one above the other. In this case, the rear screen 4 is towards the front screen 3 is bent at an angle to the horizontal plane α = 15-20 °. The ceiling screen 6 is formed by the upper frequent frontal screen 3 bent inside the combustion chamber.
В указанной перегородке 7, симметрично относительно центральной вертикальной оси топочной камеры, выполнено окно 10 для прохода дымовых газов из камеры сгорания 8 в камеру дожигания 9. В одном варианте окно 10 может быть выполнено из трубы, образующей его замкнутый контур, а трубы перегородки 7 соединены на входе и выходе с упомянутой трубой (не показано). В другом варианте окно 10 может быть выполнено путем разводки труб перегородки 7 (не показано). Площадь окна 10 составляет 15-35% от площади поперечного сечения топочной камеры.In said partition 7, symmetrically with respect to the central vertical axis of the combustion chamber, a window 10 is provided for passage of flue gases from the combustion chamber 8 to the afterburner 9. In one embodiment, the window 10 may be made of a pipe forming its closed loop, and the walls of the partition 7 are connected at the inlet and outlet with said pipe (not shown). In another embodiment, the window 10 can be made by routing the pipes of the partition 7 (not shown). The area of the window 10 is 15-35% of the cross-sectional area of the combustion chamber.
К задней стене 2 камеры дожигания 9 герметично примыкает горизонтальный газоход 11, сообщенный с указанной камерой 9 посредством окна 12, выполненного в упомянутой задней стене 2, между перегородкой 7 и потолочным экраном 6 и предназначенного для выхода дымовых газон из камеры дожигания 9 в горизонтальный газоход 11. В горизонтальном газоходе 11 размещены верхний 13 и нижний 14 барабаны с подключенными к ним своими концами трубами 15 конвективной поверхности нагрева. При этом указанные барабаны 13, 14 с трубами 15 развернуты поперек горизонтального газохода 11, перпендикулярно его продольной оси, а трубы 15 конвективной поверхности нагрева к барабанам 13, 14 подключены в шахматном порядке.A horizontal gas duct 11 is tightly adjacent to the rear wall 2 of the afterburning chamber 9, in communication with said chamber 9 by means of a window 12 made in the aforementioned rear wall 2, between the partition 7 and the ceiling screen 6 and intended for the exit of smoke lawns from the afterburning chamber 9 into the horizontal gas duct 11 In the horizontal duct 11, the upper 13 and lower 14 drums are placed with the pipes 15 of the convective heating surface connected to them by their ends. Moreover, these drums 13, 14 with pipes 15 are deployed across the horizontal duct 11, perpendicular to its longitudinal axis, and the pipes 15 of the convective heating surface to the drums 13, 14 are connected in a checkerboard pattern.
Горизонтальная ось гиба заднего экрана 4 находится на одном уровне с горизонтальной осью нижнего барабана 14. Ниже задний экран 4 отогнуть нельзя, т.к. обнажается часть стены 2 топочной камеры и требуется ее дополнительная изоляция. Выше отогнуть задний экран 4 также нельзя, т.к. перекроется часть окна 12 для выхода дымовых газов из камеры дожигания 9.The horizontal axis of the bend of the rear screen 4 is at the same level with the horizontal axis of the lower drum 14. Below, the rear screen 4 cannot be bent, because part of the wall 2 of the combustion chamber is exposed and its additional insulation is required. It is also impossible to bend the rear screen 4 higher, because part of the window 12 is closed for the exit of flue gases from the afterburner 9.
Пареной котел включает также устройство для сжигания топлива (не показано), образующее под топочной камеры.A steamed boiler also includes a device for burning fuel (not shown) forming under the combustion chamber.
Имеются также сопла 16 для подачи вторичного воздуха в камеру сгорания 8, которые, в характеризуемом варианте, установлены по углам камеры сгорания 8 и повернуты в одну и ту же сторону так, что поток воздуха из каждого предыдущего сопла 16 совмещается с потоком воздуха из каждого последующего сопла 16 с образованием единого вращающегося потока.There are also nozzles 16 for supplying secondary air to the combustion chamber 8, which, in the described embodiment, are installed at the corners of the combustion chamber 8 and rotated in the same direction so that the air flow from each previous nozzle 16 is combined with the air flow from each subsequent nozzle 16 with the formation of a single rotating stream.
В другом варианте сопла 16 могут быть установлены на стенах 2 камеры сгорания 8. В заявляемом паровом котле фронтовой 3, задний 4 и боковые 5 экраны топочной камеры подключены к соответствующим верхним 17 и нижним 18 коллекторам, а верхний 13 и нижний 14 барабаны сообщены, соответственно, с верхними 17 и нижними 18 коллекторами экранов 3, 4, 5, 6 с образованием замкнутого циркуляционного контура. В варианте, когда изготавливается паровой котел большей мощности, производительностью, например, до 35 т пара в час, расчетные размеры верхнего барабана 13, обуславливающие величину площади зеркала испарения 19, могут оказаться недостаточными для получения требуемого количества пара. В таком случае паровой котел дополнительно снабжают, по меньшей мере, одним центробежным циклоном 20, установленным вертикально вдоль удобной, по условиям монтажа, стены 2 топочной камеры, имеющим диаметр 200-400 мм и предназначенным для разделения дополнительного объема пароводяной смеси. В других вариантах, в зависимости от конкретных условий монтажа и производительности парового котла, может быть установлен один циклон большого диаметра или 2-4 центробежных циклона меньшего диаметра, включенных известным образом в циркуляционный контур котла.In another embodiment, the nozzle 16 can be mounted on the walls 2 of the combustion chamber 8. In the inventive steam boiler, the front 3, rear 4 and side 5 screens of the combustion chamber are connected to the corresponding upper 17 and lower 18 manifolds, and the upper 13 and lower 14 drums are communicated, respectively , with the upper 17 and lower 18 collectors of screens 3, 4, 5, 6 with the formation of a closed circulation loop. In the embodiment, when a steam boiler of higher power is manufactured, with a capacity of, for example, up to 35 tons of steam per hour, the calculated dimensions of the upper drum 13, which determine the size of the area of the evaporation mirror 19, may be insufficient to obtain the required amount of steam. In this case, the steam boiler is additionally equipped with at least one centrifugal cyclone 20 mounted vertically along the wall 2 of the combustion chamber convenient for the installation conditions, having a diameter of 200-400 mm and designed to separate an additional volume of the steam-water mixture. In other embodiments, depending on the specific installation conditions and the performance of the steam boiler, one large diameter cyclone or 2-4 smaller diameter centrifugal cyclones, which are included in a known manner in the boiler circulation circuit, can be installed.
Паровой котел, снабженный центробежным циклоном, показан на фиг.2. Центробежный циклон 20 впускными трубопроводами 21, 22 соединен, соответственно, с верхним коллектором 17 фронтового экрана 3 и нижним барабаном 14, а выпускными трубопроводами 23, 24, соответственно, по воде - с нижним коллектором 18 заднего экрана 4, а по пару - с верхним барабаном 13. Т.к. указанные центробежные циклоны 20 установлены вертикально вдоль стен топочной камеры и имеют небольшой диаметр, то их наличие практически не увеличивает габариты котла. Расчеты показывают, что паровой котел предлагаемой конструкции, паропроизводительностью 25 т пара в час, свободно размещается в помещении, предназначенном для известного котла производительностью всего 10 т пара в час, т.е. имеет практически вдвое меньший объем топочной камеры и горизонтального газохода, нежели известный паровой котел той же паропроизводительности.A steam boiler equipped with a centrifugal cyclone is shown in FIG. The centrifugal cyclone 20 with the intake pipes 21, 22 is connected, respectively, with the upper collector 17 of the front screen 3 and the lower drum 14, and the exhaust pipes 23, 24, respectively, through water, with the lower collector 18 of the rear screen 4, and in pairs with the upper drum 13. Since these centrifugal cyclones 20 are mounted vertically along the walls of the combustion chamber and have a small diameter, their presence practically does not increase the dimensions of the boiler. Calculations show that the steam boiler of the proposed design, with a steam capacity of 25 tons of steam per hour, is freely placed in a room intended for a known boiler with a capacity of only 10 tons of steam per hour, i.e. It has almost half the volume of the combustion chamber and horizontal gas duct than the well-known steam boiler of the same steam capacity.
В другом варианте котла (фиг.3), в случае необходимости получения перегретого пара, он дополнительно снабжен пароперегревателем 25, размещенным в горизонтальном газоходе 11, между окном 12, выполненным в задней стене 2 топочной камеры, и конвективной поверхностью нагрева. Впускной паропровод 26, предназначен для перепуска пара из верхнего барабана 13 в пароперегреватель 25. Указанный пароперегреватель 25 выполнен известным образом.In another embodiment of the boiler (Fig. 3), if it is necessary to obtain superheated steam, it is additionally equipped with a superheater 25 located in the horizontal gas duct 11, between the window 12, made in the rear wall 2 of the combustion chamber, and the convective heating surface. The inlet steam line 26 is designed to transfer steam from the upper drum 13 to the superheater 25. The specified superheater 25 is made in a known manner.
Паровой котел работает следующим образом: в исходном состоянии экраны 3, 4, 5, 6 топочной камеры, нижние 18 коллекторы, трубы 15 конвективной поверхности нагрева и нижний барабан 14 полностью заполнены водой. Верхний барабан 13 и верхние коллекторы 17 заполнены водой наполовину с образованием в верхнем барабане 13 на поверхности воды зеркала испарения 19. При горении топлива в устройстве для его сжигания (не показано) вода в экранах 3, 4, 5 топочной камеры нагревается дымовыми газами до кипения. Образующаяся при этом пароводяная смесь движется вверх и, через верхние коллекторы 17 экранов 3, 4, 5, 6, попадает в верхний барабан 13, где пар отделяется от воды и из пространства над зеркалом испарения 19 подастся потребителю. При этом по трубам 15 конвективной поверхности нагрева осуществляется циркуляция пароводяной смеси между ее верхним 13 и нижним 14 барабанами. Часть воды из нижнего барабана 14 стекает в нижние коллекторы 18 экранов, вновь закипает и движется вверх. И таким образом осуществляется непрерывный процесс генерирования пара.The steam boiler operates as follows: in the initial state, the screens 3, 4, 5, 6 of the combustion chamber, the lower 18 collectors, pipes 15 of the convective heating surface and the lower drum 14 are completely filled with water. The upper drum 13 and the upper collectors 17 are half filled with water with the formation of an evaporation mirror 19 in the upper drum 13 on the water surface. When fuel is burned in a device for burning it (not shown), the water in the screens 3, 4, 5 of the combustion chamber is heated by flue gases to a boil . The resulting steam-water mixture moves upward and, through the upper collectors 17 of the screens 3, 4, 5, 6, enters the upper drum 13, where the steam is separated from the water and is supplied to the consumer from the space above the evaporation mirror 19. In this case, through the pipes 15 of the convective heating surface, the steam-water mixture is circulated between its upper 13 and lower 14 drums. Part of the water from the lower drum 14 flows into the lower collectors 18 of the screens, boils again and moves up. And thus, a continuous process of generating steam is carried out.
При горении топлива в устройстве для его сжигания (не показано) образующиеся высокотемпературные дымовые газы подхватывают летучие частицы топлива и выносят их в пространство камеры сгорания 8, где они сгорают, благодаря притоку вторичного воздуха. При этом установка сопел 16, подающих вторичный воздух, с поворотом их в одну и ту же сторону, так, что поток воздуха из каждою предыдущего сопла совмещается с потоком воздуха из каждого последующего сопла с образованием единого вращающегося потока позволяет организовать вихревое движение дымовых газов и частиц топлива, увеличивая тем самым время нахождения последних в зоне высоких температур, обеспечивая, следовательно, более полное их сгорание в значительно меньшем, по сравнению с известным котлом, объеме топочной камеры. Наличие наклонной перегородки 7 также способствует увеличению времени нахождения частиц топлива в зоне высоких температур за счет их центробежной сепарации в периферийные зоны вихря.When burning fuel in a device for burning it (not shown), the resulting high-temperature flue gases pick up volatile fuel particles and carry them into the space of the combustion chamber 8, where they burn, thanks to the influx of secondary air. In this case, the installation of nozzles 16 supplying secondary air, with their rotation in the same direction, so that the air flow from each previous nozzle is combined with the air flow from each subsequent nozzle with the formation of a single rotating stream allows you to organize a vortex movement of flue gases and particles fuel, thereby increasing the time spent by the latter in the zone of high temperatures, providing, therefore, their more complete combustion in a much smaller, compared with the known boiler, volume of the combustion chamber. The presence of an inclined partition 7 also contributes to an increase in the residence time of fuel particles in the high temperature zone due to their centrifugal separation in the peripheral zones of the vortex.
Если образующий перегородку 7 задний экран 4 будет отогнут под углом к горизонтальной плоскости α<15°, то это может привести к расслоению пароводяной смеси в трубах перегородки 7 и вызвать тем самым перегрев и разрыв труб. Пели α>20°, то поток дымовых газов, выходящих в камеру дожигания 9, отклоняется в сторону окна в задней стене 2 топочной камеры и сразу направляется в горизонтальный газоход 11, ухудшая теплообмен и вынося в горизонтальный газоход 11 недогоревшие частицы топлива.If the rear screen 4 forming the partition 7 is bent at an angle to the horizontal plane α <15 °, this can lead to the separation of the steam-water mixture in the pipes of the partition 7 and thereby cause overheating and rupture of the pipes. If they sang α> 20 °, then the flow of flue gases leaving the afterburner 9 deviates towards the window in the rear wall 2 of the combustion chamber and immediately goes into the horizontal flue 11, impairing heat transfer and transferring unburned fuel particles to the horizontal flue 11.
Частицы топлива, не успевшие сгореть в камере сгорания 8, выносятся дымовыми газами в камеру дожигания 9 через окно 10 в перегородке 7 и там дожигаются. Следует отметить, что при вихревом движении дымовых газов, несущих летучие частицы топлива, концентрация последних на периферии вихревого потока значительно превышает их концентрацию в осевой составляющей потока. Поэтому выполнение окна 10 симметрично относительно вертикальной центральной оси топочной камеры, позволяет совместить его с осевой составляющей потока и снизить тем самым вынос летучих частиц топлива в камеру дожигания 9. Указанный эффект усиливается также тем, что упомянутое окно 10 имеет площадь, равную 15-35% от площади поперечного сечения топочной камеры.Particles of fuel that did not have time to burn in the combustion chamber 8 are carried out by flue gases into the afterburner 9 through the window 10 in the partition 7 and are burned there. It should be noted that during the vortex motion of flue gases carrying volatile fuel particles, the concentration of the latter at the periphery of the vortex flow significantly exceeds their concentration in the axial component of the flow. Therefore, the implementation of the window 10 is symmetric about the vertical central axis of the combustion chamber, allows you to combine it with the axial component of the flow and thereby reduce the removal of volatile particles of fuel into the afterburner 9. This effect is also enhanced by the fact that the said window 10 has an area equal to 15-35% from the cross-sectional area of the combustion chamber.
Если площадь окна 10 будет меньше 15% площади поперечного сечения топочной камеры, то увеличится аэродинамическое сопротивление движению дымовых газов и возникнет необходимость установки дымососа (не показано) повышенной мощности, что увеличит стоимость котла. Если площадь окна 10 будет больше 35% от площади поперечного сечения топочной камеры, то увеличится количество недогоревших частиц топлива, выносимых дымовыми газами в камеру дожигания, т.е. увеличится механический недожог топлива, для предотвращения чего потребуется увеличить высоту топочной камеры. Далее дымовые газы, несколько охлажденные экранами 3, 4, 5, 6, через окно 12, выполненное в задней стене 2, поступают в горизонтальный газоход 11, где их температура снижается до требуемых значений за счет отвода тепла к пароводяной смеси, циркулирующей в трубах 15 конвективной поверхности нагрева и удаляются дымососом (не показано). Поперечное расположение барабанов 13, 14 наряду с шахматным расположением труб 15 конвективной поверхности нагрева в горизонтальном газоходе 11 позволяет уменьшить, длину барабанов 13, 14 до ширины газохода 11, а значит и уменьшить количество подключенных к ним труб 15, что снижает габариты котла, его металлоемкость и, в конечном итоге, его стоимость. Шахматное расположение труб 15 конвективной поверхности нагрева позволяет улучшить теплообмен между дымовыми газами и средой, циркулирующей в трубах 15 и обеспечить требуемую температуру дымовых газов на выходе и требуемую паропроизводительность котла при меньших площадях конвективной поверхности нагрева и зеркала испарения 19. Расчеты показывают, что для котлов паропроизводительностью 6,5 и 10 т пара в час, уменьшение, по сравнению с известным паровым котлом, площади зеркала испарения и площади конвективной поверхности нагрева не повлияло на КПД, мощностные и экологические характеристики заявляемого парового котла.If the area of the window 10 is less than 15% of the cross-sectional area of the combustion chamber, then the aerodynamic resistance to the movement of flue gases will increase and there will be a need to install a smoke exhauster (not shown) of increased power, which will increase the cost of the boiler. If the area of the window 10 is more than 35% of the cross-sectional area of the combustion chamber, then the number of unburned fuel particles carried by the flue gases into the afterburner will increase, i.e. mechanical underburning of fuel will increase, to prevent which it will be necessary to increase the height of the combustion chamber. Next, flue gases, somewhat cooled by screens 3, 4, 5, 6, through a window 12, made in the rear wall 2, enter the horizontal duct 11, where their temperature decreases to the required values due to heat removal to the steam-water mixture circulating in the pipes 15 convective heating surfaces and are removed by a smoke exhauster (not shown). The transverse arrangement of the drums 13, 14 along with the checkerboard arrangement of the pipes 15 of the convective heating surface in the horizontal duct 11 allows to reduce the length of the drums 13, 14 to the width of the duct 11, and therefore reduce the number of pipes 15 connected to them, which reduces the dimensions of the boiler, its metal consumption and, ultimately, its value. The staggered arrangement of the pipes 15 of the convective heating surface makes it possible to improve the heat exchange between the flue gases and the medium circulating in the pipes 15 and to provide the required temperature of the flue gases at the outlet and the required steam capacity of the boiler with smaller areas of the convective heating surface and the evaporation mirror 19. Calculations show that for boilers with steam production 6.5 and 10 tons of steam per hour, a decrease, compared with the known steam boiler, the area of the evaporation mirror and the area of the convective heating surface are not affected to about efficiency, cardinality and environmental characteristics of the claimed steam boiler.
В варианте, когда паровой котел оснащен дополнительным устройством для разделения пароводяной смеси - центробежным циклоном 20, горячая вода из нижнего барабана 14 по впускному трубопроводу 22 поступает на вход центробежного циклона 20, а пароводяная смесь тангециально поступает по впускному трубопроводу 21 из верхнего коллектора 17 фронтового экрана 3. В центробежном циклоне 20 пар, по выпускному трубопроводу 24, поступает в пространство над зеркалом испарения 19 верхнего барабана 13 и далее - к потребителю, а вода, опускаясь вдоль центробежного циклопа 20, по выпускному трубопроводу 23 поступает в нижний коллектор 18 заднего экрана 4. Таким образом обеспечивается большая паропроизводительность котла. В варианте с несколькими центробежными циклонами (не показано), связанными с соответствующими коллекторами и указанными верхним 13 и нижним 14 барабанами работа парового котла осуществляется аналогично. Размеры и количество центробежных циклонов определяются расчетом, в зависимости от требуемой паропроизводительности котла.In the embodiment, when the steam boiler is equipped with an additional device for separating the steam-water mixture - a centrifugal cyclone 20, hot water from the lower drum 14 through the inlet pipe 22 enters the inlet of the centrifugal cyclone 20, and the steam-water mixture tangentially flows through the inlet pipe 21 from the upper collector 17 of the front screen 3. In a centrifugal cyclone, 20 pairs, through the exhaust pipe 24, enters the space above the evaporation mirror 19 of the upper drum 13 and then to the consumer, and water descending along the centrifugal pump iklopa 20, through the exhaust pipe 23 enters the lower manifold 18 of the rear screen 4. Thus, a large steam capacity of the boiler. In the embodiment with several centrifugal cyclones (not shown) associated with the respective collectors and the indicated upper 13 and lower 14 drums, the operation of the steam boiler is carried out similarly. The sizes and number of centrifugal cyclones are determined by calculation, depending on the required steam capacity of the boiler.
В варианте изготовления котла, использующегося для получения перегретого пара, работа его осуществляется аналогично вышесказанному, только пар из верхнего барабана 13 подается не к потребителю, а по впускному паропроводу 26 подается на вход пароперегревателя 25 и, циркулируя по его трубам, достигает, за счет теплообмена с дымовыми газами, требуемой температуры и затем идет к потребителю.In the manufacturing variant of the boiler used to produce superheated steam, its operation is carried out similarly to the above, only the steam from the upper drum 13 is not supplied to the consumer, but through the inlet steam pipe 26 is supplied to the input of the superheater 25 and, circulating through its pipes, reaches, due to heat exchange with flue gas, the desired temperature and then goes to the consumer.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009114130/22U RU89884U1 (en) | 2009-04-14 | 2009-04-14 | STEAM BOILER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009114130/22U RU89884U1 (en) | 2009-04-14 | 2009-04-14 | STEAM BOILER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU89884U1 true RU89884U1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009114130/22U RU89884U1 (en) | 2009-04-14 | 2009-04-14 | STEAM BOILER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU89884U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2463519C1 (en) * | 2011-04-21 | 2012-10-10 | Закрытое акционерное общество Специализированное предприятие "Энергософин" | Boiler gas duct |
| RU2499953C2 (en) * | 2012-02-17 | 2013-11-27 | Закрытое акционерное общество Специализированное предприятие "Энергософин" | Boiler bank |
| USD1023769S1 (en) * | 2021-07-01 | 2024-04-23 | Diageo North America, Inc. | Surface ornamentation for a bottle |
-
2009
- 2009-04-14 RU RU2009114130/22U patent/RU89884U1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2463519C1 (en) * | 2011-04-21 | 2012-10-10 | Закрытое акционерное общество Специализированное предприятие "Энергософин" | Boiler gas duct |
| RU2499953C2 (en) * | 2012-02-17 | 2013-11-27 | Закрытое акционерное общество Специализированное предприятие "Энергософин" | Boiler bank |
| USD1023769S1 (en) * | 2021-07-01 | 2024-04-23 | Diageo North America, Inc. | Surface ornamentation for a bottle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10125974B2 (en) | Fluidized-bed boiler integrating multifunctional inertia-gravity separator with multiple furnace profiles | |
| RU2208739C2 (en) | Direct-flow steam generator operating on fossil fuel | |
| RU2696418C1 (en) | Boiler with forced circulation | |
| RU89884U1 (en) | STEAM BOILER | |
| JP3571298B2 (en) | Fossil fuel once-through boiler | |
| US2287798A (en) | Vapor generator | |
| JP4953506B2 (en) | Fossil fuel boiler | |
| KR20010112269A (en) | Fossil-fuel fired continuous steam generator | |
| JP2002541419A (en) | Fossil fuel once-through boiler | |
| JP3652988B2 (en) | Fossil fuel boiler | |
| CN105318307B (en) | A kind of double-barrel transverse formula expansion chamber sprays denitration corner tube boiler | |
| PL207502B1 (en) | Continuous steam generator with circulating atmospheric fluidised-bed combustion | |
| CN109237452B (en) | Thermal cycle boiler with parallel boiler structure | |
| CN106287680A (en) | Small-sized biomass shaped fuel recirculating fluidized bed steam boiler | |
| CN106195996A (en) | A kind of ossicated circulation boiler furnace apparatus | |
| CN208398060U (en) | A kind of novel energy-conserving briquette boiler | |
| RU182264U1 (en) | Rectangular cross-section boiler | |
| AU2010223502A1 (en) | Continuous evaporator | |
| CN205505389U (en) | Hot blast stove | |
| CN105318309B (en) | A kind of pair of drum sprays denitration sedimentation separation corner tube boiler | |
| RU2110730C1 (en) | Barrel boiler | |
| KR101329151B1 (en) | The industrial boiler with roaster of two way pipe type and tube header | |
| CN208025489U (en) | A kind of full film type wall boiler water wall loop structure | |
| CN217635643U (en) | Hearth structure of solid waste incineration boiler | |
| US3117560A (en) | Steam generating unit |