WO2013147639A1

WO2013147639A1 - Котёл жаротрубный водогрейный

Info

Publication number: WO2013147639A1
Application number: PCT/RU2012/000791
Authority: WO
Inventors: Илья Алексеевич ПОПОВ
Original assignee: Popov Ilya Alekseevich
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2013-10-03

Abstract

Котел жаротрубный водогрейный относится к теплотехнике и может быть использован для работы в режиме при малых и средних нагрузках, и в пиковом режиме, при максимальных нагрузках, в районах с отрицательными пиковыми температурными колебаниями. Техническим эффектом предлагаемого технического решения является обеспечение высокой устойчивости горения в оптимальном режиме, во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы котла, как при малых и средних нагрузках, так и в пиковом режиме, при максимальных нагрузках, за счет размещения в водяном объеме котла жаротрубного водогрейного, дополнительной жаровой трубы, с входом, расположенным, у задней отбойной стенки и выходом у передней дверцы, и сечением, рассчитанным на пропуск объема продуктов сгорания, достаточного для работы котла при малых и средних нагрузках, при которых создается дополнительная поверхность теплообмена, и, что позволяет, при пиковых нагрузках, повернуть на 180, образовавшуюся избыточную часть продуктов сгорания, от задней отбойной стенки и направить по внутренней поверхности камеры сгорания, в зону горения, где дожигаются вредные примеси.

Description

Котёл жаротрубный водогрейный

Котел жаротрубный водогрейный относится к теплотехнике и может быть использован для работы в режиме при малых и средних нагрузках, и в пиковом режиме, при максимальных нагрузках, в районах с отрицательными пиковыми температурными колебаниями.

Известны Трехходовой котел Vitomax 200 с низкой теплонапряженностью камеры сгорания ( < 1,3 МВт/мЗ ) с широкими проходами между аровыми трубами котлового блока (viessmann.su>catalog boiler/neftgaz/vitomax200) и трехходовой котел с малой теплонапряженностью камеры сгорания ( < 1,0 МВт/м.куб. ) и низким выбросом вредных веществ с коэффициентом полезного действия котла 91% при мксимальной нагрузке;( kotel-viessmann.rmmodules.php^").

Данные котлы крупногабаритные и дорогие, а ввиду особенностей погодных условий на большей части России, где отопительное и тепловырабатывающее оборудование выбирают, исходя из расчета на максимальную нагрузку, 10 кВт на 100 кв.м. отапливаемого помещения, они работают в таком режиме не более 30 дней в году, а в остальное время года, либо они работают не на полную мощность, либо их останавливают вовсе, из-за чего они обладают высокой себестоимостью получаемой тепловой энергии

Известен «Трехходовой жаротрубный котел» по патенту RU 2336460 от 02.10.2006, опубликовано 20.10.2008. МПК F22B7/00, содержащий корпус, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания; пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение; жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая, при разборке фланцевого соединения, может быть вынута из корпуса.

Данная конструкция сложна в изготовлении имеет большие габариты, и малую аккумулирующую способность котла, что требует частых включений горелки, и как следствие, приводит к увеличению вредных выбросов продуктов сгорания. Наиболее близким техническим решением является котел марки RIELLO (http://www.riello.su ) содержащий горизонтальную инверсионную камеру сгорания с передней дверцей, задней отбойной стенкой и водяным объемом, и пучок дымогарных труб с турбуляторами; горелку, глазок контроля пламени, обратный трубопровод системы отопления, патрубок для присоединения группы безопасности, предохранительных клапанов, гильза для датчиков температуры, прямой трубопровод системы отопления, патрубок дымовых газов, дымосборная камера, смотровой люк, слив конденсата.

Однако при переходе такого котла на работу при максимальной пиковой нагрузке, подача топлива увеличивается, с увеличением скорости потока газовоздушной смеси режим горения меняется, тепловое напряжение в камере сгорания увеличивается, за счет увеличения объема продуктов сгорания, растет выход вредных выбросов и КПД уменьшается.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение высокой устойчивости горения в оптимальном режиме, во всем диапазоне

эксплуатационных режимов работы котла, как при малых и средних нагрузках, так и в пиковом режиме, при максимальных нагрузках.

Задача решена за счет котла жаротрубного водогрейного, содержащего горизонтальную камеру сгорания, с передней дверцей, задней отбойной стенкой, и пучок дымогарных труб с турбуляторами, расположенными в водяном объеме котла, при этом котел дополнительно снабжен, размещенной в водяном объеме, жаровой трубой с входом, расположенным, у задней отбойной стенки и выходом у передней дверцы, и сечением, рассчитанным на пропуск объема продуктов сгорания, достаточного для работы котла при малых и средних нагрузках.

Снабжение котла дополнительной, размещенной в водяном объеме, жаровой трубой с входом, расположенным, у задней отбойной стенки и выходом у передней дверцы, и сечением, рассчитанным на пропуск объема продуктов сгорания, достаточного для работы котла при малых и средних нагрузках, позволяет при малых и средних нагрузках, создать дополнительную поверхность теплообмена, а при пиковых нагрузках, повернуть от задней отбойной стенки камеры сгорания, образовавшуюся избыточную часть продуктов сгорания на 180°, и по внутренней поверхности камеры сгорания, снова подать в зону горения, где дожигаются вредные примеси, что обеспечивает, отдачу дополнительного тепла водяному объему, примыкающему к внутренней поверхности камеры сгорания, и, по сравнению с прототипом, высокую устойчивость горения и уменьшение выброса окислов азота в атмосферу, во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы котла.

Котел жаротрубный водогрейный изображен на чертежах, где на фиг.1 - разрез котла, со схемой движения дымовых газов при малых и средних нагрузках, а на фиг.2 - разрез жаротрубного котла, со схемой движения дымовых газов при максимальных нагрузках.

На фиг. 1, 2 изображены водяная рубашка 1, камера сгорания 2, патрубок 3 отвода конденсата с топки, передняя полость 4 котла, жаровая труба 5, дымогарные трубы 6, турбуляторы 7, передняя крышка 8 котла, жаростойкая теплоизоляция 9, смотровой глазок 10, отбойная стенка 11, патрубок 12 подвода охлажденной воды, патрубок 13 отвода нагретой воды, гильза 14 для датчиков температуры, патрубок 15 предохранительных клапанов, сливной патрубок 16, дымосборная камера 17, съемная задняя крышка 18 котла, смотровой люк 19, патрубок 20 для отвода продуктов сгорания.

Котел жаротрубный водогрейный выполнен следующим образом.

Камера сгорания 2, расположена внутри водяного объема 1 и снабжена патрубком 3 для отвода конденсата, передней полостью 4, передней крышкой 8 с жаростойкой теплоизоляцией 9 и смотровым глазком 10, отбойной стенкой 11.

Водяной объем 1, снабжен дымогарными трубами 6 с турбуляторами 7, патрубком 12 подвода охлажденной воды, патрубком 13 отвода нагретой воды с гильзой 14 для датчиков температуры, патрубком 15 предохранительных клапанов, сливным патрубком 16, и дополнительной жаровой трубой 5.

Сечение, дополнительной жаровой трубы 5, для любого, выбранного из параметрического ряда, котла, рассчитан на пропуск объема продуктов сгорания, достаточного для работы котла при малых и средних нагрузках.

Котел снабжен съемной задней крышкой 18 котла, со смотровым люком 19 и патрубком 20 для отвода продуктов сгорания

Дымосборная камера 17 котла образована, между задней отбойной стенкой 11 и съемной задней крышкой 18 и соединена с патрубком 20 для отвода продуктов сгорания в атмосферу. Котел жаротрубный водогрейный работает следующим образом.

Котел предназначен для работы в нормальном режиме при малых и средних нагрузках, и в пиковом режиме, при максимальных нагрузках.

При любом режиме работы, водяной объем 1 через патрубок 12, заполняется охлажденной водой.

Через патрубок 15 с предохранительными клапанами, сбрасывают воду при повышении давления, выше установочного, так как котел работает под давлением воды, выше атмосферного.

Через патрубок 16, сливают воду с котла при выполнении ремонтных работ.

Смесь топлива с воздухом подают в камеру сгорания 2, где смесь сгорает, отдавая часть тепла водяному объему 1, нагревая воду, которую через патрубок 13 с гильзой 14 для датчиков температуры, отводят потребителям.

Через патрубок 3 из камеры сгорания 2 отводят конденсат, который образуется при сгорании топлива, и при запуске котла после длительного отключения.

При малых и средних нагрузках, на которые котел рассчитан, поскольку работает наибольшую часть времени в году, продукты сгорания из камеры сгорания 2, от задней отбойной стенки 11, поступают в дополнительную жаровую трубу 5, где отдают дополнительное тепло, через созданную дополнительную поверхность теплообмена, и, через переднюю полость 4 поступают в дымогарные трубы 6, с установленными в них, для увеличения интенсивности теплообмена, турбуляторами 7, откуда поступают в дымосборную камеру 17, откуда через патрубок 20 отводятся в дымоход.

При пиковых низких температурах, увеличивается подача газовоздушной смеси в камеру сгорания 2. С увеличением скорости потока газовоздушной смеси, режим горения меняется, объем продуктов сгорания увеличивается, и дополнительная жаровая труба 5, рассчитанная на пропуск объема, обеспечивающего нормальную работу при малых и средних нагрузках, не пропускает через себя избыточную часть продуктов сгорания, которая, от задней отбойной стенки 11 камеры сгорания, поворачивается на 180°, и по внутренней поверхности камеры сгорания 2, снова попадает в зону горения, где дожигаются вредные примеси, что свою очередь снижает, по сравнению с прототипом, выделение окислов азота в атмосферу, при этом, отдает дополнительное тепло водяному объему 1. Поток продуктов сгорания, далее попадает в переднюю полость 4, ударяясь о переднюю крышку 8 с жаростойкой теплоизоляцией 9, поступает в дымогарные трубы 6 с турбуляторами 7, пройдя которые, продукты сгорания попадают в дымосборную камеру 17, расположенную между отбойной стенкой 11 и съемной задней крышкой 18, откуда через патрубок 20 отводятся из котла в дымоход.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция котла обеспечивает высокую устойчивость горения и уменьшение выброса окислов азота в атмосферу, во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы котла, при невысокой стоимости и простоте изготовления и высокой экономичности при эксплуатации.

Техническим эффектом предлагаемого технического решения является обеспечение высокой устойчивости горения в оптимальном режиме, во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы котла, как при малых и средних нагрузках, так и в пиковом режиме, при максимальных нагрузках, за счет размещения в водяном объеме котла жаротрубного водогрейного, дополнительной жаровой трубы, с входом, расположенным, у задней отбойной стенки и выходом у передней дверцы, и сечением, рассчитанным на пропуск объема продуктов сгорания, достаточного для работы котла при малых и средних нагрузках, при которых создается дополнительная поверхность теплообмена, и, что позволяет, при пиковых нагрузках, повернуть на 180°, образовавшуюся избыточную часть продуктов сгорания, от задней отбойной стенки и направить по внутренней поверхности камеры сгорания, в зону горения, где дожигаются вредные примеси.

Claims

Формула

Котел жаротрубный водогрейный, содержащий горизонтальную камеру сгорания, с передней дверцей, задней отбойной стенкой, и пучок дымогарных труб с турбуляторами, расположенными в водяном объеме котла, отличающийся тем, что котел дополнительно снабжен, размещенной в водяном объеме, жаровой трубой с входом, расположенным, у задней отбойной стенки, выходом у передней дверцы и сечением, рассчитанным на пропуск объема продуктов сгорания, достаточного для работы котла при малых и средних нагрузках.