[go: up one dir, main page]

RU2252367C1 - Water-heating tank - Google Patents

Water-heating tank Download PDF

Info

Publication number
RU2252367C1
RU2252367C1 RU2003135503/06A RU2003135503A RU2252367C1 RU 2252367 C1 RU2252367 C1 RU 2252367C1 RU 2003135503/06 A RU2003135503/06 A RU 2003135503/06A RU 2003135503 A RU2003135503 A RU 2003135503A RU 2252367 C1 RU2252367 C1 RU 2252367C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
furnace
cylindrical
convective
boiler
Prior art date
Application number
RU2003135503/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.И. Сень (RU)
Л.И. Сень
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского"
Priority to RU2003135503/06A priority Critical patent/RU2252367C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252367C1 publication Critical patent/RU2252367C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: device has furnace, after-burn hollow, screen and convection bunches of water-heating pipes. Water cylindrical space between sides of furnace is separated by two diametrically opposite walls on two separated semi-cylindrical water hollows. Special piece is connected to lower bottom of furnace in axial-symmetrical way and made in form truncated cone. Burners are mounted tangentially at side surface of furnace close to its upper bottom with direction of axes of burners touching the circle, diameter of which is twice lesser than inner diameter of furnace. Water hollow of after-burn chamber is connected to semi-cylindrical water hollow adjacent to it from lower portion. Furnace through outlet port placed on its side surface in lower portion is connected to after-burn chamber, connected to convective gas line. Convective gas line is formed on inner side of outer cylindrical side of furnace, and on outer sides - by bottoms of respectively upper and lower ring-shaped water collectors and outer semi-side of gas line, mounted in high-temperature zone of gas line close to after-burn chamber outside with additional water hollow, connected to water hollow of after-burn chamber and limited by its bottoms and outer wall. Inside the convective gas line rows of vertical water-heating convective pipes are mounted, connected to upper and lower ring-shaped water collectors. Flow branch-pipe connects inlet of heated water in lower ring-shaped water collector to output of it from semi-cylindrical water hollow.
EFFECT: higher reliability.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к котлостроению, и может быть использовано в водогрейных котлах при использовании различных видов газообразного и жидкого топлива, преимущественно водоугольных суспензий.The invention relates to the field of power engineering, and specifically to boiler building, and can be used in hot water boilers using various types of gaseous and liquid fuels, mainly water-coal suspensions.

Известен водогрейный котел "Луга", содержащий топку с экранной поверхностью теплообмена и газоход с конвективной поверхностью теплообмена, предназначенный для работы на мазуте и переведенный на работу с водоугольным топливом путем установки дополнительной форкамеры, в которую обеспечивается подвод воздуха и топлива, с последующей подачей продуктов сгорания из форкамеры в топку при их последующем в ней сжигании (Зайденварг В.Е., Трубецкой К.Н., Мурко В.И., Нехороший И.X. Производство и использование водоугольного топлива. М.: Издательство Академии горных наук, 2001, с.86-87).Known hot water boiler "Luga" containing a furnace with a screen surface for heat exchange and a flue with a convective heat exchange surface, designed to work on fuel oil and transferred to work with coal-water fuel by installing an additional prechamber to which air and fuel are supplied, followed by supply of combustion products from a prechamber to a furnace during their subsequent combustion in it (Zaydenvarg V.E., Trubetskoy K.N., Murko V.I., Nekhoroshiy I.X. Production and use of coal-water fuel. M: Publisher A Adem of Mining Science, 2001, s.86-87).

Недостатками известного водогрейного котла являются:The disadvantages of the known boiler are:

- Недостаточная приспособленность котла для сжигания “водоугольного топлива (водоугольных суспензий), что приводит к необходимости использования дополнительно форкамеры;- Insufficient fitness of the boiler for burning “water-coal fuel (water-coal suspensions), which leads to the need to use an additional pre-chamber

- использование топки котла и в качестве камеры дожигания топлива, располагаемой за форкамерой, малоэффективно, поскольку топка обладает от этого большим объемом с высокой степенью экранирования, что приводит к чрезмерному снижению температуры продуктов сгорания и недостаточной полноте завершающей стадии горения;- the use of the boiler furnace and as a fuel afterburning chamber located behind the prechamber is inefficient, since the furnace has a large volume with a high degree of shielding, which leads to an excessive decrease in the temperature of the combustion products and insufficient completeness of the final stage of combustion;

- отсутствие систем золоулавливания и золоудаления, что снижает длительность и надежность работы котла, отмечен случай аварии.- the absence of ash collection and ash removal systems, which reduces the duration and reliability of the boiler, an accident has been noted.

Указанные недостатки ограничивают использование известных водогрейных котлов при сжигании водоугольных суспензий.These disadvantages limit the use of known hot water boilers when burning water-coal suspensions.

Известен жидкотопливный стальной водогрейный котел ВВД-1,8, дооборудованный для работы на водотопливной суспензии, содержащий вертикальную цилиндрическую топку, покрытую теплоизоляцией, с полостью дожигания при развитой поверхности радиационного теплообмена. Топка ограничена верхним и нижним днищами топки с теплозоляцией, а с боковой поверхности - внутренней и внешней цилиндрическими обечайками топки с образованием между ними водяного цилиндрического пространства, ограниченного с верхней и нижней его зон соответствующими днищами. Котел содержит также экранные водогрейные трубы, сообщающиеся по оконечностям с верхним и нижним водяными коллекторами экранных труб; конвективные водогрейные трубы; горелочные устройства подачи в топку солярового масла и воздуха его распыления (для растопки котла), а также водоугольного топлива (для работы котла); патрубки подвода дутьевого воздуха; зольник на боковой поверхности топки и конвективный газоход; патрубки подвода исходной воды к району конца газохода и выхода нагретой воды из района средней части котла (см. там же, с.99-101). Этот котел, как наиболее близкий, выбран в качестве прототипа заявляемого решения по большинству признаков.Known liquid fuel steel hot water boiler VVD-1.8, retrofitted to work on a water-fuel suspension, containing a vertical cylindrical firebox coated with thermal insulation, with a afterburning cavity with a developed surface of radiation heat transfer. The firebox is bounded by the upper and lower bottoms of the firebox with heat insulation, and on the side surface by the inner and outer cylindrical shells of the firebox with the formation of a cylindrical water space between them, bounded by the corresponding bottoms from its upper and lower zones. The boiler also contains screen water pipes communicating at the ends with the upper and lower water collectors of the screen pipes; convective hot water pipes; burner devices for feeding solar oil and air for spraying it into the furnace (for kindling the boiler), as well as water-coal fuel (for boiler operation); nozzles for supplying blast air; an ash pan on the side of the furnace and a convective flue; nozzles for supplying source water to the area of the end of the gas duct and the outlet of heated water from the area of the middle part of the boiler (see ibid., pp. 99-101). This boiler, as the closest, is selected as a prototype of the proposed solution for most of the features.

Недостатками известного водогрейного котла являются:The disadvantages of the known boiler are:

- плохое смесеобразование и подготовка топлива к сжиганию в топке, обусловленное раздельным вводом в топку водоугольной суспензии по оси топки и дутьевого воздуха по периферии цилиндрической обечайки;- poor mixture formation and preparation of fuel for combustion in the furnace, due to the separate introduction of a water-carbon suspension along the axis of the furnace and blast air along the periphery of the cylindrical shell into the furnace;

- затруднителен отвод золы через зольник (расположенный на боковой поверхности топки), что способствует накоплению золы на нижнем днище и в конвективном газоходе котла с выбросом ее в уходящих газах, что, в свою очередь, затрудняет очистку котла от золы и ухудшает процесс теплообмена;- it is difficult to discharge the ash through the ash pan (located on the side surface of the furnace), which contributes to the accumulation of ash on the lower bottom and in the convection duct of the boiler with its emission in the exhaust gases, which, in turn, complicates the cleaning of the boiler from ash and worsens the heat transfer process;

- недостаточное тепловыделение в топке, при котором процесс сгорания топлива перемещается в камеру дожигания, которая снабжена развитой поверхностью радиационного теплообмена, что снижает температуру горения и ухудшает завершающую стадию горения топлива;- insufficient heat in the furnace, in which the fuel combustion process moves to the afterburner, which is equipped with a developed surface of radiation heat transfer, which reduces the combustion temperature and worsens the final stage of fuel combustion;

- водовод (выполненный по схеме противотока с подводом исходной воды с низкой температурой со стороны конвективной поверхности теплообмена, расположенной в конце газохода с низкой температурой газового потока), несмотря на несущественное увеличение эффективности теплообмена, предопределяет образование конденсата на поверхности теплообмена с ее последующей коррозией с газовой стороны.- a water conduit (made according to a counterflow circuit with a source of low-temperature source water from the convective heat exchange surface located at the end of the duct with a low gas flow temperature), despite a slight increase in heat transfer efficiency, determines the formation of condensate on the heat exchange surface with its subsequent corrosion with gas side.

Таким образом, водогрейный котел-прототип имеет существенные конструктивные недостатки, снижающие технико-экономические показатели эксплуатации котла, особенно при сжигании водоугольных суспензий.Thus, the prototype hot water boiler has significant design flaws that reduce the technical and economic performance of the boiler, especially when burning water-coal suspensions.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных технико-экономических и конструктивных недостатков, а именно:The task to be solved by the claimed invention is directed is the elimination of the indicated technical, economic and structural disadvantages, namely:

- улучшение тепловыделения в топке;- improvement of heat in the furnace;

- улучшение смесеобразования и подготовки топлива к сжиганию в топке;- improvement of mixture formation and preparation of fuel for combustion in the furnace;

- улучшение эффективности конвективного теплообмена;- improving the efficiency of convective heat transfer;

- улучшение очистки котла от золы, улучшение качества очистки и снижение концентрации золовых частиц в уходящих газах котла;- improving the cleaning of the boiler from ash, improving the quality of cleaning and reducing the concentration of ash particles in the exhaust gases of the boiler;

- увеличение ресурса конвективной поверхности теплообмена газохода и в целом котла.- increase the resource of the convective heat exchange surface of the gas duct and the boiler as a whole.

Поставленная задача достигается тем, что в известном водогрейном котле ВВД-1,8, содержащем вертикальную цилиндрическую топку, покрытую теплоизоляцией, с полостью дожигания, ограниченной верхним и нижним днищами топки с тепловой изоляцией, а с боковой поверхности - внутренней и внешней цилиндрическими обечайками топки с образованием между ними водяного цилиндрического пространства, ограниченного с верхней и нижней его зон соответствующими днищами, а также содержащем экранные и конвективные пучки водогрейных труб, водяные коллекторы, горелочные устройства растопки и работы котла с патрубками подвода топлива и воздуха, зольник, конвективный газоход и патрубки подвода исходной и отвода нагретой воды, в отличие от него полость дожигания ограничена примыкающей к топке камерой с двойной стенкой и аналогичными днищами с образованием между ними водяной полости камеры дожигания. Объем топочного пространства значительно превышает объем камеры дожигания. Водяное цилиндрическое пространство между обечайками топки разделено двумя диаметрально противоположными перегородками на две разобщенные друг от друга полуцилиндрические водяные полости. К верхнему днищу топки прикреплены экранные водогрейные трубы, сообщенные своими оконечностями соответственно с упомянутыми противоположными полуцилиндрическими водяными полостями.The task is achieved by the fact that in the well-known hot water boiler VVD-1,8, containing a vertical cylindrical firebox coated with thermal insulation, with a afterburning cavity limited by the upper and lower bottoms of the firebox with thermal insulation, and from the side surface, the inner and outer cylindrical shells of the firebox with the formation between them of a cylindrical water space, limited from the upper and lower zones by corresponding bottoms, and also containing screen and convective bundles of water pipes, water collectors, Christmas-tree devices for kindling and operating the boiler with fuel and air supply pipes, an ash pan, a convective gas duct and pipes for supplying the source and removal of heated water, in contrast to it, the afterburning chamber is limited by a double-walled chamber adjacent to the furnace and similar bottoms with the formation of a chamber water cavity between them afterburning. The volume of the combustion space significantly exceeds the volume of the afterburner. The cylindrical water space between the shells of the furnace is divided by two diametrically opposite partitions into two semicylindrical water cavities disconnected from each other. On the upper bottom of the furnace there are attached screen water pipes communicated with their extremities, respectively, with the mentioned opposite semi-cylindrical water cavities.

Зольник закреплен к нижнему днищу топки осесимметрично и выполнен в форме усеченного конуса. Горелочные устройства работы котла установлены тангенциально на боковой поверхности топки вблизи ее верхнего днища с направлением осей горелочных устройств касательно к окружности, диаметр которой вдвое меньше внутреннего диаметра топки. Водяная полость камеры дожигания сообщена с прилегающей к ней снизу полуцилиндрической водяной полостью. Топка через выпускное окно, расположенное на ее боковой поверхности в нижней части, сообщена с камерой дожигания, сообщающейся с конвективным газоходом. Конвективный газоход образован с внутренней стороны внешней цилиндрической обечайкой топки, а с наружных сторон - днищами соответственно верхнего и нижнего кольцевых водяных коллекторов и внешней полуобечайкой газохода, оборудованной в высокотемпературной области газохода вблизи камеры дожигания снаружи дополнительной водяной полостью, сообщенной с водяной полостью камеры дожигания и ограниченной своими днищами и внешней стенкой. Внутри конвективного газохода установлены ряды вертикальных водогрейных конвективных труб, сообщенных по оконечностям с верхним и нижним кольцевыми водяными коллекторами. Причем водогрейный котел содержит патрубок подвода исходной воды, установленный на внешней стенке дополнительной водяной полости, перепускной патрубок, соединяющий вход нагреваемой воды в нижнем кольцевом водяном коллекторе с выходом ее из полуцилиндрической водяной полости, и патрубок отвода нагретой воды от котла, установленный на верхнем кольцевом водяном коллекторе. Целесообразно выполнение конвективного газохода в частном случае, при котором выход конвективного газохода оборудован газонаправляющим щитом и сообщен с вихревой камерой дымовой коробки, которая в нижней части снабжена выпускным зольником в форме усеченного конуса, содержащим спаренные заслонки выгрузки золы.The ash pan is fixed to the bottom of the furnace axisymmetrically and is made in the form of a truncated cone. The burner devices of the boiler are installed tangentially on the side surface of the furnace near its upper bottom with the direction of the axes of the burner devices in relation to a circle whose diameter is half the inner diameter of the furnace. The water cavity of the afterburning chamber is in communication with a semi-cylindrical water cavity adjacent to it from below. The furnace through the outlet window located on its lateral surface in the lower part is in communication with the afterburner, which communicates with the convection duct. The convective flue is formed on the inside of the outer cylindrical shell of the furnace, and on the outside by the bottoms of the upper and lower annular water collectors and the outer half-shell of the duct, equipped in the high-temperature region of the duct near the afterburner with an additional water cavity in communication with the water cavity of the afterburner their bottoms and outer wall. Rows of vertical hot-water convective pipes connected at the extremities with the upper and lower annular water collectors are installed inside the convective gas duct. Moreover, the boiler includes a source of water supply, mounted on the outer wall of the additional water cavity, a bypass pipe connecting the input of the heated water in the lower ring water collector with its outlet from the semi-cylindrical water cavity, and the pipe of the outlet of heated water from the boiler, mounted on the upper ring water collector. It is advisable to carry out a convective gas duct in the particular case in which the convective gas duct exit is equipped with a gas guide and is connected to the vortex chamber of the smoke box, which in the lower part is equipped with a truncated cone-shaped exhaust ash pan containing twin ash discharge flaps.

Заявленная совокупность ограничительных и отличительных признаков улучшает технико-экономические, эксплуатационные и конструктивные характеристики котла.The claimed combination of restrictive and distinctive features improves the technical, economic, operational and structural characteristics of the boiler.

Увеличение объема топочного пространства в несколько раз по сравнению с объемом камеры дожигания позволяет обеспечить более полное сгорание топлива в топке за счет роста температуры продуктов сгорания с ускорением физических процессов смесеобразования и химических реакций окисления, а в камере дожигания обеспечить только догорание продуктов неполного горения.An increase in the volume of the furnace space by several times compared with the volume of the afterburner allows for more complete combustion of the fuel in the furnace due to an increase in the temperature of the combustion products with acceleration of the physical processes of mixture formation and chemical oxidation reactions, and in the afterburner, only the incomplete combustion products are burned out.

Тангенциальное размещение горелочных устройств на цилиндрической поверхности топки вблизи верхнего днища с направлением осевого потока по касательной к окружности, диаметр которой в два раза меньше внутреннего диаметра топки, позволяет организовать вихревое движение топливовоздушной смеси, сократить время и увеличить полноту выгорания топлива в топке.The tangential placement of the burner devices on the cylindrical surface of the furnace near the upper bottom with the axial flow direction tangential to a circle whose diameter is two times smaller than the internal diameter of the furnace allows for the vortex movement of the air-fuel mixture, reduce the time and increase the completeness of fuel burnout in the furnace.

Снабжение цилиндрической водяной полости между внешней и внутренней обечайками топки двумя вертикальными перегородками, разделяющими водяное пространство топки на две независимые полости, позволяет организовать движение нагреваемой воды по указанным полостям независимо и с большей скоростью за счет уменьшения площади поперечного сечения, что препятствует возникновению застойных зон с местным перегревом воды и цилиндрических обечаек.The supply of a cylindrical water cavity between the outer and inner shells of the furnace with two vertical partitions, dividing the water space of the furnace into two independent cavities, makes it possible to organize the movement of heated water along these cavities independently and at a greater speed by reducing the cross-sectional area, which prevents the occurrence of stagnant zones with local overheating of water and cylindrical shells.

Снабжение топки по верхнему днищу экранными водогрейными трубами, сообщенными своими оконечностями (через верхнее днище упомянутых полостей) с водяным цилиндрическим пространством топки, позволяет, во-первых, использовать их как радиационную поверхность теплообмена, во-вторых, обеспечить свободную кладку кирпичной изоляции по верхней образующей труб без специальных потолочных креплений, а в-третьих, обеспечить равномерный подвод и отвод нагреваемой воды по указанным полостям водяного цилиндрического пространства.The supply of the furnace along the upper bottom with screen water pipes connected by their extremities (through the upper bottom of the said cavities) with the cylindrical water space of the furnace allows, firstly, to use them as a radiation heat exchange surface, and secondly, to provide free laying of brick insulation along the upper generatrix pipes without special ceiling mounts, and thirdly, to ensure uniform supply and removal of heated water along the indicated cavities of the cylindrical water space.

Снабжение топки по нижнему днищу осесимметричной уменьшающейся по диаметру конической (усеченного конуса) поверхностью зольника позволяет осуществить отвод золы из топки без опасности отложения последней на нижнем днище и уменьшить вынос золы в газоходы камеры дожигания и конвективной поверхности теплообмена.Supply of the furnace along the bottom with an axisymmetric conical (truncated cone) surface of the ash pan decreasing in diameter allows the ash to be removed from the furnace without the risk of depositing ash on the bottom and to reduce the ash outflow into the flues of the afterburner and the convective heat exchange surface.

Окружение камеры дожигания охлаждающей водяной полостью (ограниченной двухстенным пространством) позволяет обеспечить перемешивание продуктов неполного сгорания топлива и их полное догорание в объеме камеры, а также равномерный вход потока газов в конвективный газоход.The surroundings of the afterburning chamber with a cooling water cavity (limited by a double-walled space) allows for the mixing of products of incomplete combustion of fuel and their complete burning out in the chamber volume, as well as the uniform entry of the gas flow into the convection duct.

Снабжение конвективного газохода рядами вертикальных труб, сообщенных с кольцевыми верхним и нижним водяными коллекторами, с ограничительными поверхностями его канала в виде внешней обечайки цилиндрической водяной полости топки, верхнего и нижнего днищ кольцевых коллекторов и внешней полуобечайки газохода, снабженной в высокотемпературной области газохода водяной полостью, ограниченной своими днищами и внешней стенкой, позволяет, во-первых, оптимизировать скорость газового потока в конвективном газоходе, во-вторых, уменьшить внешний диаметр котла и, в-третьих, использовать внешнюю обечайку цилиндрической водяной полости топки в качестве дополнительной конвективной поверхности теплообмена, что в конечном итоге сокращает поверхность теплообмена труб.Supply of convective duct with rows of vertical pipes in communication with annular upper and lower water collectors, with restrictive surfaces of its channel in the form of an outer shell of a cylindrical water chamber of the furnace, upper and lower bottoms of annular collectors, and an outer half-shell of a duct provided with a water cavity in the high-temperature region of the duct, limited by a water cavity with its bottoms and external wall, it allows, firstly, to optimize the speed of the gas flow in the convective gas duct, and secondly, to reduce the external d diameter of the boiler and, thirdly, an external cylindrical shroud cavity furnace water as an additional convective heat transfer surface, which ultimately reduces the heat exchange surface of pipes.

Снабжение выхода конвективного газохода в частном виде его выполнения газонаправляющим щитом и сообщение с вихревой камерой дымовой коробки, снабженной в нижней части выпускным коническим зольником, содержащим спаренные заслонки выгрузки золы, позволяет дополнительно снизить концентрацию золовых частиц в уходящих газах котла и отводить их из этого зольника, в том числе при работе дымососа, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление газовых очистных устройств.Providing the exit of the convective gas duct in its private form with a gas guide shield and communication with the vortex chamber of the smoke box equipped with a conical exhaust ash pan in the lower part containing twin ash discharge flaps allows to further reduce the concentration of ash particles in the boiler exhaust gases and remove them from this ash pan, including during the operation of the smoke exhaust, which allows to reduce the aerodynamic resistance of gas treatment devices.

Расположение водовода по схеме прямотока с последовательно размещенными по ходу нагреваемой воды патрубком подвода исходной воды, водяными полостями внешней полуобечайки конвективного газохода, камеры дожигания, одной из половин цилиндрической полости топки, экранных труб, другой половины цилиндрической полости топки, перепускным патрубком, нижнего кольцевого коллектора, конвективного пучка труб, верхнего кольцевого коллектора, патрубком отвода нагретой воды позволяет снизить вероятность образования агрессивного конденсата на конвективной поверхности теплообмена котла и, как следствие, увеличить его ресурс.The location of the conduit according to the forward flow diagram with the source water supply pipe sequentially placed along the heated water, the water cavities of the external half-shell of the convective gas duct, the afterburning chamber, one of the half of the cylindrical cavity of the furnace, screen pipes, the other half of the cylindrical cavity of the furnace, the bypass pipe, the lower ring collector, convective tube bundle, upper annular collector, heated water outlet pipe reduces the likelihood of aggressive condensation forming on convective heat transfer surfaces of the boiler and, as a consequence, to increase its life.

Таким образом достигается улучшение конструктивных, технико-экономических и эксплуатационных характеристик водогрейного котла при появлении ряда дополнительных эффектов.Thus, an improvement is achieved in the structural, technical, economic and operational characteristics of the boiler when a number of additional effects appear.

Заявляемое техническое решение поясняется следующими иллюстрациями. На фиг.1 представлена схема продольного сечения водогрейного котла, на фиг.2 - схема поперечного сечения (сечение А-А согласно виду фиг.1) водогрейного котла, на фиг.3 - сечение Б-Б согласно виду фиг.2.The claimed technical solution is illustrated by the following illustrations. Figure 1 presents a diagram of a longitudinal section of a boiler, figure 2 is a diagram of a cross section (section aa according to view of figure 1) of a boiler, figure 3 is a section bb according to view of figure 2.

Водогрейный котел имеет следующее устройство. Котел содержит вертикальную цилиндрическую топку 1, ограниченную верхним днищем 2 с экранными водогрейными трубами 3 и мазутным растопочным горелочным устройством 4. Ограничивающее топку 1 снизу нижнее днище 5 имеет осесимметрично установленный и выполненный в виде усеченного конуса зольник 6. Топка со всех сторон (по периметру) снабжена тепловой изоляцией 7, вокруг которой по боковой поверхности размещены внутренняя 8 и внешняя 9 цилиндрические обечайки с образованием между ними водяного цилиндрического пространства, ограниченного с верхней и нижней его зон (оконечности) соответствующими днищами 10 и 11 и заполненного нагреваемой водой. Две диаметрально противоположные вертикальные перегородки 12 разделяют указанное водяное пространство на две независимые полуцилиндрические водяные половины (полости) 13 и 14. Экранные водогрейные трубы 3 сообщены (не показано) своими оконечностями через верхнее днище 10 с водяными полостями соответственно половин 13 и 14.The boiler has the following device. The boiler contains a vertical cylindrical firebox 1, bounded by the upper bottom 2 with screen water pipes 3 and a fuel oil kindling burner 4. The lowering bottom 5 bounding the firebox 1 from the bottom has an axisymmetrically mounted and made in the form of a truncated cone ash pan 6. Firebox from all sides (around the perimeter) equipped with thermal insulation 7, around which the inner 8 and outer 9 cylindrical shells are placed along the lateral surface with the formation of a cylindrical water space between them, limited to the top it and its lower zones (extremities) with the corresponding bottoms 10 and 11 and filled with heated water. Two diametrically opposite vertical partitions 12 divide the specified water space into two independent semi-cylindrical water halves (cavities) 13 and 14. Screen water pipes 3 communicate (not shown) with their extremities through the upper bottom 10 with water cavities of the halves 13 and 14, respectively.

Два горелочных устройства 15, подающие в топку водоугольную суспензию и дутьевой воздух, размещены по образующей наружной боковой цилиндрической поверхности топки вблизи верхнего днища 2 с направлением осевого потока по касательной к окружности 16, диаметр которой в два раза меньше внутреннего диаметра топки.Two burner devices 15 supplying a water-coal slurry and blast air to the furnace are placed along the generatrix of the external lateral cylindrical surface of the furnace near the upper bottom 2 with an axial flow direction tangential to circle 16, the diameter of which is two times smaller than the internal diameter of the furnace.

Выпускное окно 17 топки 1, размещенное на ее наружной боковой поверхности вблизи нижнего днища топки, сообщено с расположенной снаружи его камерой дожигания 18, которая снаружи ограничена полостью 19, ограниченной внутренней 20 и внешней 21 стенками (полукольцевыми вертикальными обечайками) с высотой, равной высоте топки (не показано) и соответственно двухслойными днищами, заполненными нагреваемой водой.The outlet window 17 of the furnace 1, located on its outer side surface near the bottom of the furnace, is communicated with an afterburner 18 located on the outside, which is externally limited by a cavity 19, bounded by an inner 20 and an outer 21 walls (half-ring vertical shells) with a height equal to the height of the furnace (not shown) and, accordingly, two-layer bottoms filled with heated water.

Камера дожигания 18 сообщена с конвективным газоходом 22, содержащим ряды вертикальных конвективных водогрейных труб 23, сообщенных оконечностями с кольцевыми верхним 24 и нижним 25 водяными коллекторами, нижний из которых свободно установлен на фундаментную опору котла, а верхний опирается на оконечности труб 23 (не показано). Ограничительные поверхности самого канала конвективного газохода 22 образованы внешней обечайкой 9 топки 1, верхним и нижним днищами кольцевых коллекторов 24 и 25 и внешней полуобечайкой 26 газохода, снабженной в районе камеры дожигания и высокотемпературной области газохода дополнительной водяной полостью 27. При этом эта полость 27 ограничена изнутри частью полуобечайки 26 и снаружи - внешней стенкой 28 и днищами (не показано). Выход конвективного газохода снабжен газонаправляющим щитом 29 и сообщен с вихревой камерой 30 дымовой коробки (не показана), которая в нижней части снабжена выпускным зольником 31 в виде усеченного конуса с накопительной емкостью 32, содержащей спаренные заслонки 33 для возможности наполнения и выгрузки золы.The afterburner 18 is in communication with a convective gas duct 22 containing rows of vertical convective hot water pipes 23 connected by extremities with annular upper 24 and lower 25 water collectors, the lower of which is freely mounted on the foundation support of the boiler, and the upper one rests on the ends of the pipes 23 (not shown) . The bounding surfaces of the channel of the convection duct 22 are formed by the outer shell 9 of the furnace 1, the upper and lower bottoms of the annular collectors 24 and 25, and the outer half shell 26 of the duct, provided in the region of the afterburner and the high-temperature region of the duct with an additional water cavity 27. Moreover, this cavity 27 is bounded from the inside part of the half shell 26 and the outside - the outer wall 28 and the bottoms (not shown). The outlet of the convective gas duct is equipped with a gas guide shield 29 and is in communication with a vortex chamber 30 of a chimney box (not shown), which in the lower part is equipped with an exhaust ash pan 31 in the form of a truncated cone with a storage tank 32 containing paired shutters 33 for filling and unloading ash.

Водовод котла образован последовательно размещенными по ходу нагреваемой воды элементами: патрубком подвода исходной воды 34 непосредственно к дополнительной водяной полости 27 и водяными полостями последовательно сообщенными (не показано) между собой - стенки 28 (полость 27), камеры дожигания 18 (полость 19), полуцилиндрической водяной полости 13, прилегающей к полости 19 камеры дожигания снизу (не показано), экранных водогрейных труб 3, полуцилиндрической водяной полости 14, перепускного (между полостью 14 и кольцевым коллектором 25) патрубка 35, полостями кольцевого коллектора 25 (нижнего), конвективных рядов водогрейных труб 23, кольцевого коллектора 24 (верхнего) и патрубка отвода воды 36.The boiler conduit is formed by elements sequentially placed along the heated water: the source water supply pipe 34 directly to the additional water cavity 27 and the water cavities successively communicated (not shown) to each other - walls 28 (cavity 27), afterburner 18 (cavity 19), semi-cylindrical a water cavity 13 adjacent to the cavity 19 of the bottom combustion chamber (not shown), screen water pipes 3, a semi-cylindrical water cavity 14, a bypass pipe (between the cavity 14 and the annular collector 25), 35 awns annular collector 25 (lower), the series of convective hot water pipe 23, the annular manifold 24 (upper) and the drainage pipe 36.

Водогрейный котел используют следующим образом. При запуске котла в работу воздух от котельного вентилятора и мазут от топливного насоса (не показаны) по направлению стрелок соответственно 37 и 38 подводятся к растопочному горелочному устройству 4, которое включают в работу. После нагрева тепловой изоляции 7 запускают в работу горелочные устройства 15 с подводом водоугольной суспензии по направлению стрелки 39 и горелочное устройство 4 отключают. Благодаря направлению осей горелок 15 происходит вихревой процесс сгорания топлива в факеле топливовоздушной смеси с образованием продуктов сгорания топлива, которые через выпускное окно 17 подводятся в камеру дожигания 18. Золовые частицы топлива в вихревом потоке топки прижимаются к цилиндрической поверхности тепловой изоляции 7 и под действием сил тяжести перемещаются в зольник 6. В камеру дожигания 18 также подводится некоторое количество воздуха через патрубок 40 и поддувало 41 для полного сгорания топлива. Продукты сгорания далее следуют через газоход конвективной поверхности теплообмена и охлаждаются. Охлажденные продукты сгорания посредством газонаправляющего щита 29 вводятся в вихревую камеру 30 дымовой коробки, где происходит отделение крупных золовых частиц от потока. Очищенные газы отводятся по направлению стрелки 42 к средствам глубокой доочистки (не показаны), а зола перемещается под действием силы тяжести через зольник 31 в накопительную емкость 32. При заполнении емкости 32 спаренную заслонку 33 переводят в нижнее положение, при этом вихревая камера 30 с вакуумным давлением отключается от емкости 32 и происходит выгрузка золы из этой емкости. После выгрузки золы из емкости 32 заслонку 33 переводят в верхнее положение и процесс отделения золы от потока газов продолжается.A hot water boiler is used as follows. When the boiler starts operation, air from the boiler fan and fuel oil from the fuel pump (not shown) in the direction of the arrows 37 and 38, respectively, are supplied to the kindling burner device 4, which is included in the operation. After heating the thermal insulation 7, burner devices 15 are launched into operation with the supply of a water-coal slurry in the direction of arrow 39 and the burner device 4 is turned off. Due to the direction of the axes of the burners 15, a vortex fuel combustion process occurs in the fuel-air mixture torch with the formation of fuel combustion products, which are fed through the exhaust window 17 to the afterburner 18. Gold particles of fuel in the swirl flow of the furnace are pressed against the cylindrical surface of thermal insulation 7 and under the action of gravity move to the ash pan 6. A certain amount of air is also supplied to the afterburner 18 through the nozzle 40 and the blower 41 for complete combustion of the fuel. The combustion products then follow through the flue of the convective heat transfer surface and are cooled. Cooled combustion products by means of a gas guide shield 29 are introduced into the vortex chamber 30 of the smoke box, where large ash particles are separated from the stream. The cleaned gases are discharged in the direction of arrow 42 to deep-cleaning devices (not shown), and the ash is moved by gravity through the ash pan 31 to the storage tank 32. When the tank 32 is full, the paired damper 33 is moved to the lower position, while the swirl chamber 30 with a vacuum pressure is disconnected from the tank 32 and the ash is unloaded from this tank. After unloading the ash from the tank 32, the shutter 33 is moved to the upper position and the process of separating the ash from the gas stream continues.

При запуске котла в работу исходную воду подают через патрубок 34, далее вода проходит последовательно через полость 27 высокотемпературной части газохода, полость 19 камеры дожигания, полость 13, по экранным трубам 3 перетекает в полость 14, из которой по патрубку 35 поступает в нижний кольцевой коллектор 25 и затем по конвективным трубам 23 отводится в верхний кольцевой коллектор 24. Нагретая вода отводится от котла по патрубку отвода воды 36 к потребителю. При этом обеспечиваются условия прямоточного теплообмена между газами и водой, что препятствует образованию агрессивного конденсата на поверхности конвективного пучка труб 23 и повышает надежность использования водогрейного котла на водоугольной суспензии.When the boiler starts up, the source water is supplied through the pipe 34, then the water passes sequentially through the cavity 27 of the high-temperature part of the gas duct, the cavity 19 of the afterburner, the cavity 13 flows through the screen tubes 3 into the cavity 14, from which through the pipe 35 it enters the lower ring collector 25 and then, through convective pipes 23, is discharged to the upper annular collector 24. Heated water is discharged from the boiler through the water outlet 36 to the consumer. At the same time, the conditions of direct-flow heat exchange between gases and water are ensured, which prevents the formation of aggressive condensate on the surface of the convective bundle of pipes 23 and increases the reliability of using a boiler on a coal-water suspension.

Очистку конвективных труб 23 от отложений осуществляют следующим образом. Разъединяют перепускной патрубок 35 и отсоединяют газонаправляющий щит 29 от вихревой камеры 30 дымовой коробки. Посредством грузоподъемного устройства (не показано) поднимают кольцевые коллекторы 24 и 25 совместно с трубами 23 над верхним днищем топки 2, при этом обеспечивается свободный доступ ко всем элементам конвективного пучка и водяных полостей топки и камеры дожигания, что позволяет выполнять необходимые работы. Установка конвективного пучка на штатное место осуществляется в обратной последовательности.Cleaning convective pipes 23 from deposits is as follows. The bypass pipe 35 is disconnected and the gas guide shield 29 is disconnected from the vortex chamber 30 of the smoke box. By means of a lifting device (not shown), annular collectors 24 and 25 are lifted together with the pipes 23 above the upper bottom of the furnace 2, while providing free access to all elements of the convective beam and water cavities of the furnace and afterburner, which allows you to perform the necessary work. Installation of a convective beam to a regular place is carried out in the reverse order.

Claims (2)

1. Водогрейный котел, содержащий вертикальную цилиндрическую топку, покрытую теплоизоляцией, с полостью дожигания, ограниченную верхним и нижним днищами топки с тепловой изоляцией, а с боковой поверхности - внутренней и внешней обечайками топки с образованием между ними водяного цилиндрического пространства, ограниченного с верхней и нижней его зон соответствующими днищами, а также содержащий экранные и конвективные пучки водогрейных труб, водяные коллекторы, горелочные устройства растопки и работы котла с патрубками подвода топлива и воздуха, зольник, конвективный газоход и патрубки подвода исходной и отвода нагретой воды, отличающийся тем, что полость дожигания ограничена примыкающей к топке камерой с двойной стенкой и аналогичными днищами с образованием между ними водяной полости камеры дожигания; объем топочного пространства значительно превышает объем камеры дожигания; водяное цилиндрическое пространство между обечайками топки разделено двумя диаметрально противоположными перегородками на две разобщенные друг от друга полуцилиндрические водяные полости; к верхнему днищу топки прикреплены экранные водогрейные трубы, сообщенные своими оконечностями соответственно с упомянутыми противоположными полуцилиндрическими водяными полостями; зольник закреплен к нижнему днищу топки осесимметрично и выполнен в форме усеченного конуса; горелочные устройства работы котла установлены тангенциально на боковой поверхности топки вблизи ее верхнего днища с направлением осей горелочных устройств касательно к окружности, диаметр которой вдвое меньше внутреннего диаметра топки; водяная полость камеры дожигания сообщена с прилегающей к ней снизу полуцилиндрической водяной полостью; топка через выпускное окно, расположенное на ее боковой поверхности в нижней части, сообщена с камерой дожигания, сообщающейся с конвективным газоходом; конвективный газоход образован с внутренней стороны внешней цилиндрической обечайкой топки, а с наружных сторон - днищами соответственно верхнего и нижнего кольцевых водяных коллекторов и внешней полуобечайкой газохода, оборудованной в высокотемпературной области газохода вблизи камеры дожигания снаружи дополнительной водяной полостью, сообщенной с водяной полостью камеры дожигания и ограниченной своими днищами и внешней стенкой; внутри конвективного газохода установлены ряды вертикальных водогрейных конвективных труб, сообщенных по оконечностям с верхним и нижним кольцевыми водяными коллекторами, причем водогрейный котел содержит патрубок подвода исходной воды, установленный на внешней стенке дополнительной водяной полости, перепускной патрубок, соединяющий вход нагреваемой воды в нижнем кольцевом водяном коллекторе с выходом ее из полуцилиндрической водяной полости, и патрубок отвода нагретой воды от котла, установленный на верхнем кольцевом водяном коллекторе.1. A water boiler containing a vertical cylindrical furnace, covered with thermal insulation, with a afterburner, bounded by the upper and lower bottoms of the furnace with thermal insulation, and from the side surface - the inner and outer shells of the furnace with the formation of a cylindrical water space between them, limited from the upper and lower its zones with the corresponding bottoms, as well as containing screen and convective bundles of water pipes, water collectors, burners for kindling and operation of the boiler with fuel supply pipes and air, ash pan, convective gas duct and nozzles for supplying initial and discharging heated water, characterized in that the afterburning cavity is limited by a double-wall chamber and similar bottoms adjacent to the furnace with the formation of a water cavity between the afterburner; the volume of the combustion space significantly exceeds the volume of the afterburner; the water cylindrical space between the shells of the furnace is divided by two diametrically opposite partitions into two semicylindrical water cavities disconnected from each other; to the upper bottom of the furnace there are attached screen water pipes communicated with their extremities respectively to the mentioned opposite semi-cylindrical water cavities; the ash pan is fixed to the bottom of the furnace axisymmetrically and is made in the form of a truncated cone; the burner devices of the boiler are installed tangentially on the side surface of the furnace near its upper bottom with the direction of the axes of the burner devices in relation to a circle whose diameter is half that of the inner diameter of the furnace; the water cavity of the afterburner is in communication with a semicylindrical water cavity adjacent to it from below; the furnace through the outlet window located on its lateral surface in the lower part is in communication with the afterburner, which communicates with the convective gas duct; a convective duct is formed on the inside of the outer cylindrical shell of the furnace, and on the outside, by the bottoms of the upper and lower annular water collectors and the outer half-shell of the duct, equipped in the high-temperature region of the duct near the afterburner with an additional water cavity in communication with the water cavity of the afterburner their bottoms and outer wall; inside the convective gas duct there are rows of vertical hot-water convective pipes communicated at the ends with the upper and lower annular water collectors, the boiler comprising a source water supply pipe mounted on the outer wall of the additional water cavity, a bypass pipe connecting the inlet of the heated water in the lower ring water collector with its exit from the semi-cylindrical water cavity, and a pipe for removing heated water from the boiler, mounted on the upper ring water ring Héctor. 2. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что выход конвективного газохода оборудован газонаправляющим щитом и сообщен с вихревой камерой дымовой коробки, которая в нижней части снабжена выпускным зольником в форме усеченного конуса, содержащим спаренные заслонки выгрузки золы.2. The hot water boiler according to claim 1, characterized in that the convection duct exit is equipped with a gas guide and communicates with the vortex chamber of the smoke box, which in the lower part is equipped with a truncated cone-shaped exhaust ash pan containing twin ash discharge flaps.
RU2003135503/06A 2003-12-08 2003-12-08 Water-heating tank RU2252367C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003135503/06A RU2252367C1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Water-heating tank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003135503/06A RU2252367C1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Water-heating tank

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2252367C1 true RU2252367C1 (en) 2005-05-20

Family

ID=35820627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003135503/06A RU2252367C1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Water-heating tank

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252367C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2382272C1 (en) * 2008-10-28 2010-02-20 Александр Сергеевич Цветко Boiler
RU2400678C1 (en) * 2009-08-17 2010-09-27 Шелудяков Евгений Павлович Water or air heater
RU2400677C1 (en) * 2009-08-12 2010-09-27 Шелудяков Евгений Павлович Hot water boiler
RU2460013C1 (en) * 2010-12-30 2012-08-27 Александр Сергеевич Цветко Boiler

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU162649A1 (en) * Головной Всесоюзный научно исследовательский , экспериментально конструкторский институт торгового машиностроени DEVICE FOR WATER HEATING
SU1691675A1 (en) * 1988-01-12 1991-11-15 В. П. Басалаев, Т. В. Кореневска , Ю. В. Климов, Г. Г. Котов, А. П. Разуткин и М. В. Васильев Heating boiler
RU2146789C1 (en) * 1998-12-07 2000-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Белэнергомаш" Vertical water-tube water boiler

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU162649A1 (en) * Головной Всесоюзный научно исследовательский , экспериментально конструкторский институт торгового машиностроени DEVICE FOR WATER HEATING
SU1691675A1 (en) * 1988-01-12 1991-11-15 В. П. Басалаев, Т. В. Кореневска , Ю. В. Климов, Г. Г. Котов, А. П. Разуткин и М. В. Васильев Heating boiler
RU2146789C1 (en) * 1998-12-07 2000-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Белэнергомаш" Vertical water-tube water boiler

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2382272C1 (en) * 2008-10-28 2010-02-20 Александр Сергеевич Цветко Boiler
RU2400677C1 (en) * 2009-08-12 2010-09-27 Шелудяков Евгений Павлович Hot water boiler
RU2400678C1 (en) * 2009-08-17 2010-09-27 Шелудяков Евгений Павлович Water or air heater
RU2460013C1 (en) * 2010-12-30 2012-08-27 Александр Сергеевич Цветко Boiler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2884200B1 (en) Central heating boiler
RU2252367C1 (en) Water-heating tank
RU177320U1 (en) Multi-pass fire-tube boiler
KR20100000619U (en) 3-pass boiler using solid fuel
CN210088867U (en) Complete set of equipment for gasifier supporting hot water boiler
RU2168121C1 (en) Process heater
RU2159893C2 (en) Horizontal flue boiler
RU2225964C1 (en) Gas heater
CN210425519U (en) Novel crude oil heating furnace
CN209840406U (en) Gas heating furnace
RU78288U1 (en) WATER BOILER
RU2228502C2 (en) Technological heater
CN201206893Y (en) Smoke abatement antiscaling energy saving hot water boiler
RU223349U1 (en) PELLET HEAT GENERATOR
RU51178U1 (en) WATER-GAS PIPELINES FOR PLANT-BASED WASTE BURNING
RU34001U1 (en) HEATING INSTALLATION
RU2265770C2 (en) Water-gas-tubular boiler
CN220017706U (en) A straight-through water-cooled low-nitrogen combustion fire tube hot water boiler
SU1719805A1 (en) Hot-water boiler
CN221349119U (en) Novel fuel oil gas steam generator device
CN221705489U (en) Pure hot air exchange type biomass particle combustor and baking system
CN222143380U (en) Energy-saving heat utilization device of gas boiler
RU2839889C1 (en) Recuperative burner
CN216522350U (en) Biomass boiler water circulation structure
RU2726085C1 (en) Pyrolysis furnace for recycling solid domestic and industrial wastes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051209