RU2122152C1

RU2122152C1 - Method of enhancing operational reliability of heating surfaces of type kb-im boiler

Info

Publication number: RU2122152C1
Application number: RU94036674A
Authority: RU
Inventors: К.Ф. Ридер; Л.К. Хохлов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Экотеплогаз"; Ридер Кирилл Федорович; Хохлов Лев Кузьмич
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1998-11-20
Also published as: RU94036674A

Abstract

FIELD: manufacture of steam generators. SUBSTANCE: temperature of metal of boiler heating surfaces is reduced due to reduction of temperature of combustion products in furnace due to incomplete combustion of fuel at excess-air coefficient ranging from 0.75 to 0.85 followed by after-burning of fuel before convective heating surfaces or to injection of water or recirculation of waste combustion products to furnace of boiler or due to combination of these measures. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области парогенераторостроения, в частности к котлам типа КВ-ГМ. The invention relates to the field of steam generation, in particular to boilers of the type KV-GM.

Известны котлы КВ-ГМ [1], которые эксплуатируются в самых разнообразных условиях, не всегда выдерживающих запроектированные данные по качеству сетевой (питательной) воды, и нагрузочным характеристикам. Known boilers KV-GM [1], which are operated in a wide variety of conditions that do not always withstand the projected data on the quality of the network (feed) water, and load characteristics.

Жесткие требования, предъявляемые для ряда объектов крайне затруднительны (котельные с тепловыми сетями и потребителями низкого давления: системы открытого водоразбора при больших количествах подпиточной воды; установки с возможными посадками давления и расхода в экстремальных условиях зимнего максимума тепловых нагрузок). Недостатком аналога является низкая надежность работы поверхностей нагрева водогрейных котлов типа КВ-ГМ. The stringent requirements for a number of facilities are extremely difficult (boiler houses with heating networks and low pressure consumers: open water systems with large amounts of make-up water; plants with possible pressure and flow rate fits under extreme conditions of winter maximum heat loads). A disadvantage of the analogue is the low reliability of the heating surfaces of hot water boilers of the KV-GM type.

Известен способ повышения надежности работы поверхностей нагрева котлов типа КВ-ГМ, например котла КВ-ГМ-100 [2] выбранный в качестве прототипа, в котором предлагаются к реализации следующие мероприятия:
1) при работе на газообразном топливе подачу воды в котел осуществлять от заднего экрана конвективной шахты, а вывод подогретой воды производить после фронтового экрана топки, а при работе на жидком топливе (мазуте) питание котла осуществлять в противоположном направлении;
2) котел должен эксплуатироваться при повышенном давлении питательной воды по сравнению с проектной, с запасом 10 кг/см и более.There is a method of increasing the reliability of the heating surfaces of boilers of the type KV-GM, for example, the boiler KV-GM-100 [2] selected as a prototype, which proposes the following activities:
1) when working on gaseous fuels, water is supplied to the boiler from the rear screen of the convection shaft, and heated water is discharged after the front screen of the furnace, and when working on liquid fuel (fuel oil), the boiler is powered in the opposite direction;
2) the boiler must be operated at high feed water pressure compared to the design, with a margin of 10 kg / cm or more.

Недостатком прототипа являются относительно низкая надежность работы поверхностей нагрева, даже при указанных выше рекомендациях, т.к. их не всегда можно выдержать. The disadvantage of the prototype is the relatively low reliability of the heating surfaces, even with the above recommendations, because they cannot always be sustained.

Предлагаемый способ повышения надежности работы поверхностей котлов типа КВ-ГМ решает поставленную задачу путем снижения температуры металла поверхностей нагрева за счет уменьшения температуры продуктов сгорания в топке, благодаря неполному сгоранию топлива при коэффициенте избытка воздуха 0,75-0,85 с последующим дожиганием топлива перед конвективными поверхностями нагрева с коэффициентом избытка воздуха, обеспечивающим полное сгорание топлива, при этом нагрев сетевой воды на всех режимах работы котла производится при максимальном ее расходе начиная с конвективных поверхностей нагрева и заканчивая в одном из экранов топки (фронтовом); дополнительно к этому снижение температуры металла поверхностей нагрева можно осуществить снижением температуры продуктов сгорания в топке путем впрыска воды, или рециркуляции отработавших продуктов сгорания в топку котла или совместно последних. The proposed method for improving the reliability of the surfaces of boilers of the KV-GM type solves the problem by lowering the temperature of the metal of the heating surfaces by lowering the temperature of the combustion products in the furnace, due to incomplete combustion of the fuel with an excess air coefficient of 0.75-0.85, followed by burning the fuel before convection heating surfaces with a coefficient of excess air, providing complete combustion of fuel, while heating network water in all modes of operation of the boiler is carried out at maximum consumption since convective heating surfaces and ending at one of the screens of the furnace (front-line); in addition, a decrease in the temperature of the metal of the heating surfaces can be achieved by lowering the temperature of the combustion products in the furnace by injecting water, or by recycling the exhaust products of combustion into the furnace of the boiler or together the latter.

Сравнение заявленных технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". A comparison of the claimed technical solutions with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

На фиг. 1 изображена схема питания котла сетевой водой на примере котла КВ-ГМ-100. Парогенератор включает фронтовой топочный экран 1, боковые топочные экраны 2, промежуточный экран 3, конвективные пакеты 4, боковые конвективные экраны 5, задний экран 6, вводы 7 сетевой (питательной воды), отводы 8 сетевой (питательной воды), арматуру 9. In FIG. 1 shows a diagram of a boiler feeding network water using the example of a KV-GM-100 boiler. The steam generator includes a front furnace screen 1, side furnace screens 2, an intermediate screen 3, convective packages 4, side convective screens 5, a rear screen 6, inlets 7 network (feed water), outlets 8 network (feed water), valves 9.

Водогрейный котел работает следующим образом. The hot water boiler operates as follows.

Подводимое в топку топливо сгорает в среде воздуха с коэффициентом избытка воздуха 0,75 - 0,85, ниже, чем при стехиометрическом соотношении, количество тепла передаваемое топочным экраном будет меньше из-за меньших лучистых тепловых потоков, пропорциональных температуре горения в четвертой степени. Отсюда и температура стенок металла будет существенно ниже. Далее продукты неполного сгорания дожигаются перед конвективными поверхностями нагрева в среде дополнительно подводимого в эту зону воздуха с коэффициентом избытка окислителя, обеспечивающего полное сгорание топлива. Продукты полностью сгоревшего топлива отдают тепло конвективным пакетам 4, боковым конвективным экранам 5 и заднему экрану 6 и выбрасываются в атмосферу. The fuel supplied to the furnace burns in an air environment with an excess air coefficient of 0.75 - 0.85, lower than with the stoichiometric ratio, the amount of heat transferred by the furnace screen will be less due to lower radiant heat fluxes proportional to the combustion temperature to the fourth degree. Hence, the temperature of the walls of the metal will be significantly lower. Further, products of incomplete combustion are burned in front of convective heating surfaces in the medium of additional air supplied to this zone with an excess coefficient of oxidizing agent, which ensures complete combustion of the fuel. Products of completely burned fuel give off heat to convective bags 4, side convective screens 5 and rear screen 6 and are released into the atmosphere.

Питательная (сетевая) вода поступает по параллельным вводам 7, последовательно проходит задний экран 6, боковые конвективные экраны 5, конвективные пакеты 4, промежуточный экран 3, боковые топочные экраны 2, фронтовой экран 1 и отводится потребителю по отводам 8 сетевой (питательной) воды. Регулировка подачи сетевой воды в котел регулируется арматурой 9 в количестве 1,0 - 1,5 расхода топлива. Feed (network) water flows through parallel inputs 7, sequentially passes the rear screen 6, side convective screens 5, convective packages 4, the intermediate screen 3, side furnace screens 2, the front screen 1 and is discharged to the consumer through the outlets 8 of network (feed) water. The adjustment of the supply of network water to the boiler is regulated by valves 9 in the amount of 1.0 - 1.5 fuel consumption.

Таким образом, осуществляя противоток подогреваемой сетевой воды в конвективных поверхностях нагрева котла при более высоких температурах обогревающих их продуктов сгорания за счет снижения количества передаваемого тепла в топочных экранах. Выравнивается температура металла стенок всех поверхностей нагрева при сжигании любого топлива (газа или мазута), при такой организации процесса не будет достигать значений, при которых возможно возникновение поверхностного кипения, приводящего к отложению накипи. Отсюда существенно увеличивается надежность работы поверхностей нагрева котлов типа КВ-ГМ без значительных переделок котла. Thus, performing a counterflow of heated network water in the convective surfaces of the boiler heating at higher temperatures of the combustion products heating them by reducing the amount of heat transferred in the furnace screens. The metal temperature of the walls of all heating surfaces is equalized during the combustion of any fuel (gas or fuel oil), with such an organization of the process it will not reach values at which surface boiling may occur, leading to scale deposition. This significantly increases the reliability of the heating surfaces of KV-GM boilers without significant alterations to the boiler.

Аналогичный результат можно достигнуть, снижая температуру продуктов сгорания в топке за счет дополнительных впрыска воды и (или) рециркуляции дымовых газов в зону горения. Однако эти дополнительные мероприятия повышения надежности работы поверхностей нагрева котлов типа КВ-ГМ несколько снижают экономичность котлов. A similar result can be achieved by lowering the temperature of the combustion products in the furnace due to the additional injection of water and (or) recirculation of flue gases into the combustion zone. However, these additional measures to improve the reliability of the heating surfaces of the KV-GM type boilers slightly reduce the efficiency of the boilers.

Все указанные методы не вызывают больших материальных затрат при модернизации указанных типов котлов. All these methods do not cause large material costs when upgrading these types of boilers.

Помимо повышения надежности работы поверхностей нагрева, предлагаемый способ позволяет существенно повысить экологические показатели котлов типа КВ-ГМ. In addition to increasing the reliability of the heating surfaces, the proposed method can significantly improve the environmental performance of KV-GM boilers.

Источники информации
1. Роддатис К. Ф., Соколовский Я.Б.. Справочник по котельным установкам малой производительности. -М.: Энергия, 1975, с. 197-199.Sources of information
1. Roddatis KF, Sokolovsky YB. Handbook of boiler plants of low productivity. -M .: Energy, 1975, p. 197-199.

2. Гипшман И.М., Домбровский Л.М.. Испытания поверхностей нагрева котла КВ-ГМ-100. Энергетик. -1985 N3 с. 11-13. 2. Gipshman IM, Dombrovsky L.M .. Testing of heating surfaces of the boiler KV-GM-100. Power Engineer. -1985 N3 s. 11-13.

Claims

1. A method of increasing the reliability of the heating surfaces of KV-GM boilers, including burning fuel in the furnace of the boiler, heating with the combustion products of network (feed) water in the furnace screens and convective heating surfaces, characterized in that the temperature of the metal of the heating surfaces is reduced by decreasing the combustion temperature in the boiler furnace due to incomplete combustion of the fuel with an excess air coefficient of less than unity (α = 0.75 - 0.85), followed by burning the fuel in front of convective heating surfaces with the excess air factor, which ensures complete combustion of fuel, while heating the mains water in all modes of operation of the boiler is carried out at its maximum flow rate, starting from convective heating surfaces and ending in one of the furnace screens (front).

2. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the metal of the heating surfaces is reduced by reducing the temperature of the combustion products in the boiler furnace by injecting water into the combustion zone in an amount of 1.0 to 1.5 fuel consumption.

3. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the metal of the heating surfaces is reduced by lowering the temperature of the combustion products in the boiler furnace by recirculating the exhaust gases into the boiler furnace.

4. The method according to p. 2, characterized in that the temperature of the metal of the heating surfaces is reduced by reducing the temperature of the combustion products in the boiler furnace by recirculating the exhaust gases into the boiler furnace.