Водогрейный котел



Водогрейный котел
Водогрейный котел
Водогрейный котел
Водогрейный котел
Водогрейный котел

 


Владельцы патента RU 2566466:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к котельной технике, в частности к водотрубным водогрейным котлам с тепловой производительностью до 4 мВт, и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел отличается тем, что нижние продольные коллекторы котла сообщены поперечными прямолинейными коллекторами, размещенными на переднем и заднем фронтах котла. Теплообменные поверхности, размещенные в конвективных газоходах, содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки, содержащие вертикальные стояки, каждый из которых сообщен с соответствующими верхним и нижним продольными коллекторами котла. Каждый вертикальный стояк разделен горизонтальными перегородками на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов котла. При этом его верхнее и нижнее сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыты торцовыми перегородками, а на скользящем стояке выполнен, как минимум, один разрез, заглушенный вторыми торцовыми перегородками, размещенными с зазором друг к другу. При таком выполнении повышается КПД котла при сжигании бурых углей и снижаются потери тепла с уходящими газами. 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к котельной технике, в частности к водотрубным водогрейным котлам с тепловой производительностью до 4 мВт, и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий.

Известен водогрейный котел, содержащий прямоугольную топку с уравновешенной тягой и поперечно обтекаемые продуктами сгорания поверхности нагрева конвективных газоходов, выполненных в виде горизонтальных трубных пучков. Котлы выполнены в тяжелой кирпичной обмуровке под топкой и могут быть укомплектованы механизированной решеткой обратного хода для сжигания твердого топлива в слое. При сжигании жидкого и газообразного топлив котел компонуется на нулевой отметке и снабжается газомазутным горелочным устройством (см. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Каталог-справочник. - М.: НИИЭ ИНФОРМЭНЕРГО-МАШ, 1983. - 200 с. (с. 108, рис. 90 - Котел типа КВ-ТС-4-150 и с. 110-111, рис. 91 - Котел типа КВ-ТС-6,5-150).

Основным недостатком котлов данного типа являются большой объем монтажных и обмуровочных работ, а также значительные весогабаритные характеристики, вызывающие повышенные нагрузки на фундамент здания котельной.

Известен также водогрейный котел, выполненный в легкой обмуровке, содержащий топку, пространство которой ограничено топочной решеткой, передним и задним фронтами, потолочным и боковыми топочными экранами, последние из которых выполнены в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими верхними и нижними продольными коллекторами котла, с возможностью последовательного восходящего и нисходящего движения воды по ним, а также конвективный блок, включающий два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла (см. Котлы водогрейные Гефест: ОАО «Бийский котельный завод»). Котлы предназначены для сжигания твердого топлива в слое с трубной частью, конструктивно выполненной аналогично серии котлов, представленной выше. Котлы изготавливаются в легкой обмуровке, имеют прямоугольную топку с уравновешенной тягой и два конвективных газохода с поперечно обтекаемыми трубными поверхностями теплообмена. Сжигание топлива может осуществляться на неподвижном колосниковом полотне либо на механизированных топках в виде топок с шурующей планкой, переталкивающих колосниках, ленточных решетках прямого хода. Основной конструктивной особенностью котлов данного типа является расположение топочного устройства между нижними продольными коллекторами котлов под топочной камерой, тогда как сам котел (топка и конвективная часть) монтируется на самостоятельных боковых вертикальных стойках, на которые установлены нижние продольные коллекторы котла,

Достоинством котла данного типа являются возможность его транспортирования в полной монтажной готовности с обмуровкой, малый объем монтажных работ на объекте и возможность полной замены топочного устройства при необходимости.

Недостатки этого конструктивного решения:

1) Недостаточная интенсивность горения влажных топлив, в особенности бурых углей, и как следствие уменьшение теплопроизводительности котла (из-за отсутствия в котле теплоаккумулирующих поверхностей).

2) Конструкция теплообменных поверхностей конвективных газоходов не обеспечивает эффективный теплообмен в них, что приводит к повышению температуры уходящих газов и уменьшению теплопроизводительности котла.

3) Отсутствие доступа к поверхностям конвективных газоходов для чистки поверхности трубных пучков, что из-за их загрязнения приводит к уменьшению теплопроизводительности котла.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, состоит в повышении теплопроизводительности котла.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение КПД котла при сжигании бурых углей и снижение потерь тепла с уходящими газами.

Для решения поставленной задачи водогрейный котел, выполненный в легкой обмуровке, содержащий топку, пространство которой ограничено топочной решеткой, передним и задним фронтами, потолочным и боковыми топочными экранами, последние из которых выполнены в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими верхними и нижними продольными коллекторами котла, с возможностью последовательного восходящего и нисходящего движения воды по ним, а также конвективный блок, включающий, по меньшей мере, два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла, отличается тем, что нижние продольные коллекторы котла сообщены поперечными прямолинейными коллекторами, размещенными на переднем и заднем фронтах котла, при этом теплообменные поверхности, размещенные в конвективных газоходах, содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки, содержащие вертикальные стояки, каждый из которых сообщен с соответствующими верхним и нижним продольными коллекторами котла, причем каждый вертикальный стояк разделен горизонтальными перегородками на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов котла, при этом его верхнее и нижнее сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыты торцовыми перегородками, а на скользящем стояке выполнен, как минимум,, один разрез, заглушенный вторыми торцовыми перегородками, размещенными с зазором друг с другом, кроме того, в следующей паре теплообменных поверхностей вертикальный стояк и свободно скользящий стояк меняются местами, кроме того, конвективные газоходы в нижней части сообщены друг с другом полостью осадительной камеры золового уноса, кроме того, над топочной решеткой, на протяжении участка активного горения топлива, сформированы нависающие горизонтальные топочные пороги, выполненные в виде чередующихся гнутых и прямых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы содержат Г-образные элементы, вертикальные участки которых выполнены соосными, а горизонтальные отгибы обращены друг с другом и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, кроме того, потолочный топочный экран включает трубчатые поперечные связи, торцы которых скреплены с верхними продольными коллекторами, без гидравлической связи с ними, при этом полости поперечных связей сообщены друг с другом трубчатой панелью, содержащей продольные горизонтальные трубы, концы которых открыты в них, кроме того, передний фронт котла выполнен в виде панели из вертикальных труб, верхние концы которых сообщены с полостью передней поперечной связи, а нижние сообщены с поперечным коллектором переднего фронта, кроме того, полость задней поперечной связи сообщена с патрубком входа воды в котел. Кроме того, задний фронт топки включает плавниковую трубчатую панель конвективного блока котла, в нижней зоне которой установлена поперечная перегородка, выполненная из шамотного кирпича, при этом ее высота не превышает половины высоты плавниковой трубчатой панели. Кроме того, котел снабжен системой подогрева дутьевого воздуха, содержащей дутьевой вентилятор, установленный на обшивке потолочного экрана, выходной воздуховод которого сообщен с рабочим входом эжектора, выход которого сообщен с горизонтальным воздухогазопроводом, дутьевые фурмы которого открыты в подрешеточное пространство топочной решетки, при этом в верхней зоне конвективного газохода в зазоры между вертикальными трубами трубных пучков открыто приемное отверстие заборной камеры, выпускное отверстие которой газопроводом сообщено с приемным отверстием нисходящего канала промежуточной осадительной камеры, верхний участок которого изолирован от восходящего канала перегородкой, причем верхняя часть восходящего канала промежуточной осадительной камеры сообщена вторым газопроводом с засасывающим отверстием эжектора, причем нижняя часть промежуточной осадительной камеры открыта в осадительную камеру золового уноса. Кроме того, верхняя и нижняя части свободно скользящего стояка и вертикального стояка сосны друг с другом. Кроме того, длина труб в горизонтальных трубных пучках конвективной части одинакова. Кроме того, горизонтальный воздухогазопровод, воздуховод и газопровод снабжены регулирующими заслонками.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Признаки изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признаки «…нижние продольные коллекторы котла сообщены поперечными прямолинейными коллекторами, размещенными на переднем и заднем фронтах котла…» обеспечивают возможность реализации двусторонней схемы движения воды в тепловоспринимающих элементах котла и вывода горячей воды с любой стороны котла, в зависимости от конкретной компоновки помещения котельной.

Признаки «…теплообменные поверхности, размещенные в конвективных газоходах, содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки, содержащие вертикальные стояки, каждый из которых сообщен с соответствующим верхним и нижним продольными коллекторами котла…» минимизируют выпадение золы на элементах конвективной части.

Признаки «…каждый вертикальный стояк разделен горизонтальными перегородками на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов котла, при этом его верхнее и нижнее сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыты торцовыми перегородками, а на скользящем стояке выполнен, как минимум, один разрез, заглушенный вторыми торцовыми перегородками, размещенными с зазором друг с другом, кроме того, в следующей паре теплообменных поверхностей вертикальный стояк и свободно скользящий стояк меняются местами…» обеспечивают «равномерность» работы боковых топочных экранов и исключают возникновение термических напряжений в их конструктивных элементах.

Признаки «…конвективные газоходы в нижней части сообщены друг с другом полостью осадительной камеры золового уноса…» способствуют освобождению исходящих газов от частиц золы.

Признаки «…над топочной решеткой, на протяжении участка активного горения топлива, сформированы нависающие горизонтальные топочные пороги…» обеспечивают формирование в котле теплоаккумулирующих поверхностей, интенсифицирующих термическое воздействие на сжигаемый уголь.

Признаки указывающие, что нависающие горизонтальные топочные пороги выполнены «в виде чередующихся гнутых и прямых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы содержат Г-образные элементы, вертикальные участки которых выполнены соосными, а горизонтальные отгибы обращены друг с другом и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены», раскрывают конструкцию этих узлов и обеспечивают «снятие» тепла с них на нагрев воды.

Признаки, указывающие, что «пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном» и «нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой» повышают теплоаккумулирующие свойства порогов и способствуют повышению их термостойкости.

Признаки «…потолочный топочный экран включает трубчатые поперечные связи, торцы которых скреплены с верхними продольными коллекторами, без гидравлической связи с ними, при этом полости поперечных связей сообщены друг с другом трубчатой панелью, содержащей продольные горизонтальные трубы, концы которых открыты в них, кроме того, передний фронт котла выполнен в виде панели из вертикальных труб верхние концы которых сообщены с полостью передней поперечной связи, а нижние сообщены с поперечным коллектором переднего фронта, кроме того, полость задней поперечной связи сообщена с патрубком входа воды в котел…» обеспечивают «снятие» тепла с потолочного топочного экрана на нагрев воды и «коммутацию» подаваемой в котел воды на нагрев и на левой, и на правой сторонах котла.

Признаки «…задний фронт топки включает плавниковую трубчатую панель конвективного блока котла, в нижней зоне которой установлена поперечная перегородка, выполненная из шамотного кирпича, при этом ее высота не превышает половины высоты плавниковой трубчатой панели…» обеспечивают формирование в котле дополнительной теплоаккумулирующей поверхности, интенсифицирующей термическое воздействие на сжигаемый уголь.

Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают подогрев дутьевого воздуха перед его подачей в топку и его освобождение от частиц золы.

Признаки четвертого пункта формулы изобретения обеспечивают «плоскостность» бокового топочного экрана.

Признаки пятого пункта формулы изобретения упрощают изготовление котла, т.к. минимизируют вариации длин трубчатых заготовок.

Признаки шестого пункта формулы изобретения обеспечивают возможность регулирования параметров первичного воздуха как по расходу, так и температуре.

На фиг. 1 показан общий вид водогрейного котла; на фиг. 2 показан разрез А-А совместно с разрезом Б-Б водогрейного котла; на фиг. 3 - 5 показаны соответственно разрезы В-В, Г-Г и Д-Д водогрейного котла.

На чертежах показаны пространство топки 1, топочная решетка 2, передний 3 и задний 4 фронты, потолочный 5 и боковой 6 топочный экраны, верхние (7 и 8) и нижние (9 и 10) продольные коллекторы котла, конвективный блок 11, конвективные газоходы 12, поперечно обтекаемые трубные пучки 13, поперечные прямолинейные коллекторы 14, вертикальные стояки 15, их горизонтальные перегородки 16 и горизонтальные трубные пучки 17, свободно скользящие стояки 18, их верхние 19 и нижние 20 сопряжения, торцовые перегородки 21, разрез 22, вторые торцовые перегородки 23, полость осадительной камеры 24 золового уноса, нависающие горизонтальные топочные пороги 25, гнутые 26 и прямые 27 трубы боковых экранов 6, вертикальные участки 28 Г-образных элементов и их горизонтальные отгибы 29, соединительные патрубки 30 огнеупорный шамотобетон 31, трубчатые поперечные связи 32 и 33 потолочного топочного экрана с торцами 34, продольные горизонтальные трубы 35, панель из вертикальных труб 36 переднего фронта 3, их верхние 37 и нижние 38 концы, плавниковые трубчатые панели 39, поперечная перегородка 40, дутьевой вентилятор 41, обшивка 42 потолочного экрана, выходной воздуховод 43, рабочий вход 44 эжектора 45, его выход 46, горизонтальный воздухогазопровод 47, дутьевые фурмы 48, подрешеточное пространство 49 топочной решетки 2, верхняя зона 50 конвективного газохода 12, приемное 51 и выходное 52 отверстия заборной камеры 53, газопровод 54, приемное отверстие 55 нисходящего канала 56 промежуточной осадительной камеры 57, перегородка 58, верхняя часть 59 восходящего канала 60, второй газопровод 61, засасывающее отверстие 62 эжектора 45, нижняя часть 63 промежуточной осадительной камеры, регулирующие заслонки 64, патрубок 65 входа воды в котел, выходное газовое окно 66.

Водогрейный котел выполнен в легкой обмуровке. Пространство топки 1 ограничено топочной решеткой 2 (для сжигания топлива может быть использовано неподвижное колосниковое полотно либо механизированная топка с шурующей планкой, переталкивающими колосниками, с ленточной решеткой прямого хода и т.п.), передним 3 (он же составляет передний фронт котла) и задним 4 фронтами, потолочным 5 и боковыми 6 топочными экранами.

Боковые 6 топочные экраны выполнены в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими верхними (7 и 8) и нижними (9 и 10) продольными коллекторами котла, с возможностью последовательного восходящего и нисходящего движения воды по ним. Задний фронт 4 топки 1 представлен первой плавниковой трубчатой панелью 39 конвективного блока 11 (одна ее сторона обращена в полость топки). В нижней зоне плавниковой панели установлена поперечная перегородка 40, выполненная из шамотного кирпича, при этом ее высота не превышает половины высоты плавниковой трубчатой панели 39.

Потолочный топочный экран 5 включает трубчатые поперечные связи 32 и 33, торцы 34 которых скреплены с верхними продольными коллекторами 7 и 8, без гидравлической связи с ними, при этом полости поперечных связей 32 и 33 сообщены друг с другом трубчатой панелью, содержащей продольные горизонтальные трубы 35, концы которых открыты в них.

Передний фронт 3 топки (котла) выполнен в виде панели из вертикальных труб 36, верхние 37 концы которых сообщены с полостью передней поперечной связи 32, а нижние 38 сообщены с поперечным прямолинейным коллектором 14 переднего фронта 3 топки.

Конвективный блок включает два конвективных газохода 12 (первый из них, ближайший к топке, является опускным для потока газа, а второй подъемным). Газоходы отделены друг от друга плавниковыми трубчатыми панелями 39, смонтированными в пространстве конвективного блока 11, снабженными соответствующими проемами для прохода газов. Его теплообменные поверхности содержат поперечно обтекаемые трубные пучки 13, гидравлически связанные продольными коллекторами котла. Они содержат вертикальные стояки 15, каждый из которых сообщен с верхним 7 и нижним 9 продольными коллекторами котла. Причем каждый вертикальный стояк 15 разделен горизонтальными перегородками 16 на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками 17, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком 18, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов (8 и 10) котла, при этом его верхнее 19 и нижнее 20 сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыты торцовыми перегородками 21, а на самом скользящем стояке 18 выполнен, как минимум, один разрез 22, заглушенный вторыми торцовыми перегородками 23, размещенными с зазором друг с другом. Кроме того, в следующей паре теплообменных поверхностей вертикальный стояк 15 и свободно скользящий стояк 18 меняются местами, т.е. «контактируют» с другими парами продольных коллекторов, что обеспечивает продольно поперечную жесткость конвективного участка котла.

Кроме того, верхняя и нижняя части свободно скользящего стояка 18 и вертикального стояка 15 соосны друг с другом. Кроме того, длина труб в горизонтальных трубных пучках 13 конвективной части одинакова.

Кроме того, нижние продольные коллекторы 9 и 10 котла сообщены поперечными прямолинейными коллекторами 14, размещенными на переднем 3 и заднем 4 фронтах котла.

Конвективные газоходы 12 в их нижней части (и, соответственно, в нижней части конвективного блока 11) сообщены друг с другом полостью осадительной камеры 24 золового уноса.

Нависающие горизонтальные топочные пороги 25 выполнены над топочной решеткой 2 на протяжении участка активного горения топлива. Они выполнены в виде чередующихся гнутых 26 и прямых 27 труб боковых топочных экранов 6, при этом гнутые трубы 26 содержат Г-образные элементы, вертикальные участки 28 которых выполнены соосными, а горизонтальные отгибы 29 обращены друг с другом и расположены над боковыми участками топочной решетки 2. Их концы сообщены друг с другом соединительными патрубками 30, а торцы заглушены. При этом пространство между нижними гнутыми трубами 26 заполнено огнеупорным шамотобетоном 31, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой (на чертежах не показана).

Полость задней поперечной связи 33 сообщена с патрубком 65 входа воды в котел. Котел снабжен системой подогрева дутьевого воздуха, содержащей дутьевой вентилятор 41, установленный на обшивке 42 потолочного экрана 5, выходной воздуховод 43 которого сообщен с рабочим входом 44 эжектора 45, выход 46 которого сообщен с горизонтальным воздухогазопроводом 47, дутьевые фурмы 48 которого открыты в подрешеточное пространство 49 топочной решетки 2.

Приемное отверстие 51 заборной камеры 53 расположено в верхней зоне 50 конвективного газохода 12 (открыто в зазоры между вертикальными трубами трубных пучков 13), а ее выходное отверстие 52 посредством газопровода 54 сообщено с приемным отверстием 55 нисходящего канала 56 промежуточной осадительной камеры 57, верхний участок которого изолирован от верхней части 59 восходящего канала 60, перегородкой 58. Причем верхняя часть 59 восходящего канала 60 промежуточной осадительной камеры 57 сообщена вторым газопроводом 61 с засасывающим отверстием 62 эжектора 45, а нижняя часть 63 промежуточной осадительной камеры 57 открыта в осадительную камеру 24 золового уноса. Кроме того, горизонтальный воздухогазопровод 47, воздуховод 43 и газопроводы 54 и 61 снабжены регулирующими заслонками 64.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Котел монтируется на собственных опорах (на чертежах не показаны), устанавливаемых под продольные нижние коллекторы 9 и 10. Топочная решетка 2 и ее агрегаты имеют самостоятельный корпус и опорную раму, и может быть смонтирована и демонтирована, при необходимости, без нарушения монтажного положения котла. Сжигание топлива осуществляется известным образом на топочной решетке 2.

Нависающие горизонтальные топочные пороги 25 (за счет объема, заполненного огнеупорным шамотобетоном 31) и поперечная перегородка 40, выполненная из шамотного кирпича, «работают» как теплоаккумулирующие объемы в полости топки 1, что значительно повышает интенсивность горения влажных топлив, в особенности бурых углей, за счет отдачи топливу аккумулированного тепла и обеспечения его дополнительного прогрева.

Дымовые газы, содержащие в своем объеме частицы золы, из пространства топки 1 попадают в конвективный блок 11. Его конвективные газоходы 12 обеспечивают в них вначале опускное, а затем и подъемное движение газов до выходного газового окна. В процессе перемещения газов последние отдают свое тепло воде, прокачиваемой через горизонтальные трубные пучки 17 вертикальных стояков 15. При этом вода в теплоснимающих элементах движется следующим образом: входит через патрубок 65 входа воды в котел, далее попадает в полость задней поперечной связи 33, затем через продольные горизонтальные трубы 35 (потолочного экрана) попадает в полость передней поперечной связи 32, откуда попадает в вертикальные трубы 36 переднего фронта 3 и далее через поперечные прямолинейные коллекторы 14 передается на нижние 9 и 10 продольные коллекторы котла и проходит по боковым 6 топочным экранам топки двумя симметричными потоками, совершая подъемно-опускные движения по секциям, образованным в вертикальных стояках 15 горизонтальными перегородками 16, а в свободно скользящих стояках 18 - торцовыми перегородками 21. Далее вода попадает в конвективный блок 11, оказываясь в его поперечно обтекаемых трубных пучках 13, далее горячая вода через второй поперечный прямолинейный коллектор 14, расположенный у заднего фронта 4 котла, перенаправляется на тот из продольных нижних коллекторов (9 или 10), который предназначен для выдачи горячей воды из котла.

Газоходы 12 обеспечивают опускное и подъемное движения газов до выходного газового окна 66, что обеспечивает при проходе газами поворота в движении от нисходящего к восходящему (осуществляемому через полость осадительной камеры 24 золового уноса) выпадение из газового потока летучей золы. Это, в свою, очередь уменьшает объем выпадающей золы в конвективных газоходах 12.

Механическая очистка трубных поверхностей конвективных газоходов осуществляется через верхние съемные люки и люк, выполненный на заднем фронте котла (на чертежах не показаны). В боковых экранах топки выполнен проем (на чертежах не показан) для ручного обслуживания и контроля над работой топки. Удаление шлака из топки 1 и золы, выпавшей в конвективных газоходах 12, может быть осуществлено различными способами в зависимости от конструкции топочного устройства. В данном техническом решении при наличии топки с шурующей планкой сброс шлака осуществляется в канал золоудаления (на чертежах не показан).

Горизонтальные трубы, составляющие трубные пучки 13, имеют одинаковую длину и не требуют индивидуальных шаблонов. Они вварены в вертикальные стояки 15 с заданным шагом и позволяют рационально использовать объем конвективного газохода 12, а также упрощают изготовление конвективного блока 11. Отсутствие вертикальных участков трубных пучков 13 позволяет улучшить характеристики теплообмена в представленном конструктивном решении.

Циркуляция воды через гнутые 26 трубы боковых экранов 6 осуществляется через патрубки 30, изготовленные из труб меньшего типоразмера, чем трубы боковых экранов 6 котла. Патрубки 30 соединяют на сварке конечные участки горизонтальных отгибов 29, гнутых 26 труб боковых экранов 6, при этом концы гнутых 26 труб боковых экранов 6 имеют заглушки, установленные на сварке.

Система подогрева дутьевого воздуха обеспечивает интенсификацию горения при сжигании в слое влажного твердого топлива. Дутьевой вентилятор 41 забирает холодный воздух из атмосферы, который через выходной воздуховод 43 поступает на рабочий вход 44 эжектора 45 и откуда передается на горизонтальный воздухогазопровод 47 Подаваемый воздух для эжектора 45 является рабочей средой, а подсасываемой средой являются отбираемые заборной камерой 53 дымовые газы, подаваемые по газопроводу 54 в промежуточную осадительную камеру 57, откуда по второму газопроводу 61 поступают на засасывающее отверстие 62 эжектора 45 в виде подмешиваемой среды. В итоге температура смеси на выходе из эжектора 45 возрастает в зависимости от коэффициента смешения воздуха и газов, а содержание кислорода в смеси практически равно содержанию кислорода в атмосферном воздухе, хотя забираемые дымовые газы на выходе из топки должны иметь содержание кислорода близким к нулю. Таким образом используется теплота дымовых газов и сохраняется необходимое содержание кислорода, используемое для дутья. Из горизонтального воздухогазопровода 47 через его дутьевые фурмы 48 нагретое дутье подается под слой горящего топлива (в подрешеточное пространство 49 топочной решетки 2), обеспечивая интенсификацию горения влажного топлива. Регулирование температуры и массы газовоздушной среды осуществляется шиберными заслонками 64.

1. Водогрейный котел, выполненный в легкой обмуровке, содержащий топку, пространство которой ограничено топочной решеткой, передним и задним фронтами, потолочным и боковыми топочными экранами, последние из которых выполнены в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими верхними и нижними продольными коллекторами котла, с возможностью последовательного восходящего и нисходящего движения воды по ним, а также конвективный блок, включающий, по меньшей мере, два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла, отличающийся тем, что нижние продольные коллекторы котла сообщены поперечными прямолинейными коллекторами, размещенными на переднем и заднем фронтах котла, при этом теплообменные поверхности, размещенные в конвективных газоходах, содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки, содержащие вертикальные стояки, каждый из которых сообщен с соответствующими верхним и нижним продольными коллекторами котла, причем каждый вертикальный стояк разделен горизонтальными перегородками на вертикальные секции, каждая из которых сообщена с горизонтальными трубными пучками, концы которых сообщены со свободно скользящим стояком, концы которого сообщены со второй парой продольных коллекторов котла, при этом его верхнее и нижнее сопряжения с упомянутыми коллекторами перекрыты торцовыми перегородками, а на скользящем стояке выполнен, как минимум, один разрез, заглушенный вторыми торцовыми перегородками, размещенными с зазором друг к другу, кроме того, в следующей паре теплообменных поверхностей вертикальный стояк и свободно скользящий стояк меняются местами, кроме того, конвективные газоходы в нижней части сообщены друг с другом полостью осадительной камеры золового уноса, кроме того, над топочной решеткой, на протяжении участка активного горения топлива, сформированы нависающие горизонтальные топочные пороги, выполненные в виде чередующихся гнутых и прямых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы содержат Г-образные элементы, вертикальные участки которых выполнены соосными, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, кроме того, потолочный топочный экран включает трубчатые поперечные связи, торцы которых скреплены с верхними продольными коллекторами, без гидравлической связи с ними, при этом полости поперечных связей сообщены друг с другом трубчатой панелью, содержащей продольные горизонтальные трубы, концы которых открыты в них, кроме того, передний фронт котла выполнен в виде панели из вертикальных труб, верхние концы которых сообщены с полостью передней поперечной связи, а нижние сообщены с поперечным коллектором переднего фронта, кроме того, полость задней поперечной связи сообщена с патрубком входа воды в котел.

2. Водогрейный котел по п. 1, отличающийся тем, что задний фронт топки включает плавниковую трубчатую панель конвективного блока котла, в нижней зоне которой установлена поперечная перегородка, выполненная из шамотного кирпича, при этом ее высота не превышает половины высоты плавниковой трубчатой панели.

3. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что котел снабжен системой подогрева дутьевого воздуха, содержащей дутьевой вентилятор, установленный на обшивке потолочного экрана, выходной воздуховод которого сообщен с рабочим входом эжектора, выход которого сообщен с горизонтальным воздухогазопроводом, дутьевые фурмы которого открыты в подрешеточное пространство топочной решетки, при этом в верхней зоне конвективного газохода в зазоры между вертикальными трубами трубных пучков открыто приемное отверстие заборной камеры, выпускное отверстие которой газопроводом сообщено с приемным отверстием нисходящего канала промежуточной осадительной камеры, верхний участок которого изолирован от восходящего канала перегородкой, причем верхняя часть восходящего канала промежуточной осадительной камеры сообщена вторым газопроводом с засасывающим отверстием эжектора, причем нижняя часть промежуточной осадительной камеры открыта в осадительную камеру золового уноса.

4. Водогрейный котел по п. 1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части свободно скользящего стояка и вертикального стояка сосны одна с другой.

5. Водогрейный котел по п. 1, отличающийся тем, что длина труб в горизонтальных трубных пучках конвективной части одинакова.

6. Водогрейный котел по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальный воздухогазопровод, воздуховод и газопровод снабжены регулирующими заслонками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в водогрейных котлах. Конвективный блок котла включает два конвективных газохода с теплообменными поверхностями, которые содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки и вертикальные стояки, каждый из которых сообщен с соответствующим верхним и нижним продольными коллекторами котла.

Изобретение относится к теплонергетике и может использоваться в котлах наружного и внутреннего размещения, использующих скрытую теплоту парообразования паров воды в дымовых газах за счет дополнительного улавливания энергии при конденсации водяных паров.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в водонагревателях, которые могут обеспечить горячее водоснабжение в достаточном объеме с одновременным выравниванием колебаний температуры горячей воды.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел водогрейный прямоугольного поперечного сечения включает фундамент, на котором смонтированы топка и конвективный блок, пространство топки ограничено наклонной переталкивающей топочной решеткой, топочными экранами, выполненными в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими продольными коллекторами котла, причем топка примыкает к конвективному блоку, включающему газоходы, снабженные теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки коридорной компоновки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла.

Изобретение относится к энергетике, в частности к твердотопливным котлам для отопления и снабжения горячей водой для бытовых нужд. Газогенераторный котел состоит из корпуса, камеры сгорания топлива, топочной камеры, расположенной под камерой сгорания топлива, загрузочного бункера, теплообменника, системы подачи воздуха.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к модульным котлам наружного размещения, которые выполнены с возможностью присоединения к автономной системе отопления.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для отопления зданий коммунального бытового и производственного назначения, имеющих систему отопления с теплоносителем.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в водогрейных котлах для отопления и горячего водоснабжения. Технический результат - при существующих габаритных размерах повысить тепловую производительность котла за счет повышения эффективности теплообмена.

Изобретение относится к водонагревателям. Проточный газовый водонагреватель, содержащий автоматику безопасности, теплообменник с основной газовой горелкой и отводящую трубу горячей воды, при этом в него дополнительно введены приемник воды, эжектор и стравливающий воздух клапан, при этом эжектор размещен в нижней части отводящей трубы горячей воды в приемнике воды и выполнен с потоком воды через его отверстия, соответствующим минимальному потоку, при котором автоматика безопасности отключает основную газовую горелку, приемник воды выполнен в виде охватывающего отводящую трубу горячей воды закрытого бака, в верхней части которого размещен стравливающий воздух клапан.

Изобретение относится к тепловой технике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений, индивидуальных теплиц и других объектов. Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства.

Изобретение относится к котельной технике, в частности к водотрубным водогрейным котлам, с тепловой производительностью до 4 мВт, и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит топку, пространство которой ограничено топочной решеткой, передним и задним фронтами, потолочным и боковыми топочными экранами, последние из которых выполнены в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими верхними и нижними продольными коллекторами котла, а также конвективный блок, включающий два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла. На входе в конвективный газоход размещено приемное отверстие заборной камеры, обращенное к зазорам между вертикальными трубными стояками конвективного блока котла, выходное отверстие которой газопроводом сообщено с приемным отверстием нисходящего канала промежуточной осадительной камеры, верхний участок которого отделен от восходящего канала перегородкой, причем верхняя часть восходящего канала промежуточной осадительной камеры сообщена вторым газопроводом с подмешивающим отверстием эжектора, а нижняя часть промежуточной осадительной камеры открыта в осадительную камеру котла. При таком выполнении повышается КПД котла при сжигании бурых углей за счет интенсификации горения в слое влажного твердого топлива. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для нагрева воды путем сжигания твердых видов топлива, таких как уголь, дрова, пеллеты, опилки, щепа и может быть использовано в теплоэнергетике. Твердотопливный котел, содержит корпус, водяную рубашку, образованную в полости корпуса, дверной блок, бункер для топлива, располагаемый в корпусе, над топочной камерой, механизм подачи воздуха в топочную камеру и камеру дожига, отверстие, соединяющее топочную камеру и камеру дожига, зольную камеру, располагающую под топочной камерой. Технический результат - упрощение конструкции, достигается тем, что отверстие и камера дожига горючих газов выполнены под нижней стенкой проема дверного блока, а за боковыми стенками проема дверного блока установлены каналы для вывода дымогазов из камеры дожига. Механизм подачи воздуха в камеру дожига выполнен из сквозного отверстия, соединяющего камеру дожига с зольной камерой, и задвижки, регулирующей величину воздушного потока, поступающего снаружи. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к котельной технике, в частности к водотрубным водогрейным котлам с тепловой производительностью до 4 мВт, и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит топку, пространство которой ограничено топочной решеткой, передним и задним фронтами, потолочным и боковыми топочными экранами, последние из которых выполнены в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими верхними и нижними продольными коллекторами котла, а также конвективный блок, включающий два конвективных газохода, снабженных теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла. При этом он снабжен системой подогрева дутьевого воздуха, содержащей дутьевой вентилятор, установленный на обшивке потолочного экрана, выходной воздуховод которого сообщен с рабочим входом эжектора, выход которого сообщен с горизонтальным воздухогазопроводом, дутьевые фурмы которого открыты в подрешеточное пространство топочной решетки. На входе в конвективный газоход размещено приемное отверстие заборной камеры, обращенное к зазорам между вертикальными трубными стояками конвективного блока котла, при этом выходное отверстие заборной камеры газопроводом сообщено с подмешивающим отверстием эжектора. Изобретение повышает КПД котла и обеспечивает возможность регулирования параметров первичного воздуха. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водогрейных котлах, технике. Предложен конвективный блок водогрейного котла, содержащий конвективные газоходы, снабженные теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла. Верхние коллекторы котла сообщены поперечным прямолинейным коллектором, при этом теплообменные поверхности содержат прямолинейные поперечно обтекаемые коридорные трубные пучки, включающие пары консольных поперечных верхних и нижних коллекторов, которые сообщены с соответствующей половиной вертикальных трубок, образующих вертикальные конвективные панели. Каждый поперечный консольный коллектор сообщен посредством вертикального патрубка с соответствующим верхним или нижним продольными коллекторами котла. Конвективный блок содержит конвективно-лучистый газоход, отделенный камерой инерционного осаждения летучей золы от конвективного газохода. Входное окно конвективного газохода размещено у боковой стенки котла, противоположной стенке, примыкающей к выходному окну конвективно-лучистого газохода, при этом камера инерционного осаждения летучей золы открыта снизу в приемную камеру золы, сообщенную с каналом золоудаления, причем пространство конвективного газохода открыто снизу в приемные камеры золы, число которых соответствует числу каналов этого газохода. Изобретение упрощает технологию изготовления конвективных газоходов и повышает эффективность использования объема шахты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел включает фундамент, на котором смонтированы топка и конвективный блок, при этом пространство топки, соответственно снизу, спереди, с боков и сверху, ограничено наклонной переталкивающей топочной решеткой, фронтовым, боковыми и потолочным топочными экранами, выполненными в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими двумя верхними и двумя нижними продольными коллекторами котла. Топка примыкает к конвективному блоку, включающему конвективные газоходы, снабженные теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки коридорной компоновки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла. В топочном объеме котла смонтирован составной зажигательный свод, выполненный из шамотных кирпичей, опертых своими скошенными кромками на горизонтальные участки Г-образных опускных труб, одни концы которых сообщены с поперечной связью потолочного экрана, а другие - с нижним поперечным коллектором фронтового экрана. Один из боковых топочных экранов вблизи от зажигательного свода снабжен сквозным лазом с дверью. Изобретение интенсифицирует термическое воздействие на сжигаемый уголь за счет сформированных теплоаккумулирующих поверхностей. 2 ил.

Изобретение относится к котельной технике, в частности к котлам малой мощности с тепловой производительностью до 4,0 МВт с топочным устройством в виде наклонной переталкивающей решетки, может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел включает фундамент, на котором смонтированы топка и конвективный блок, при этом пространство топки, соответственно снизу, спереди, с боков и сверху, ограничено наклонной переталкивающей топочной решеткой, фронтовым, боковыми и потолочным топочными экранами, выполненными в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими двумя верхними и двумя нижними продольными коллекторами котла. Топка примыкает к конвективному блоку, включающему газоходы, снабженные теплообменными поверхностями, содержащими поперечно обтекаемые трубные пучки коридорной компоновки, гидравлически связанные с продольными коллекторами котла. Котел дополнительно снабжен осадительной камерой. Корпуса топки, конвективного блока и осадительной камеры скреплены с единой опорной фундаментной рамой. При этом как верхние, так и нижние продольные коллекторы котла выполнены как единые несущие балки, причем нижние коллекторы на длине топочного пространства включают ступенчатые трубчатые участки, гидравлически связанные с примыкающими к ним вертикальными трубными панелями, опертые на несущую конструкцию наклонной переталкивающей решетки. Длина труб, составляющих одну вертикальную панель, сообщенную с одним ступенчатым трубчатым участком, одинакова, но увеличивается по ступенчатым трубчатым участкам в сторону конвективного блока. Вышележащие ступенчатые трубчатые участки нижнего коллектора оперты своими концами на соседние с ними нижележащие участки и сообщены с ними через отверстия, выполненные в их стенках, причем торцы ступенчатых трубчатых участков заглушены. Кроме того, котел, включая стенки между наклонной переталкивающей топочной решеткой и нижними продольными коллекторами котла, снабжен теплозащитной обмуровкой. Технический результат: снижение весогабаритных характеристик котла, уменьшение объема монтажных работ (отпадает необходимость обустройства фундамента) и, как следствие, затрат на строительство. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. Над топочной решеткой топки водогрейного котла на протяжении участка активного горения топлива сформированы нависающие продольные топочные пороги, выполненные в виде гнутых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы выполнены Г-образными и чередуются с прямыми, вертикальные участки которых расположены параллельно, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, при этом топка водогрейного котла дополнительно снабжена системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы, выполненные по обеим сторонам топки, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом, причем один из горизонтальных дутьевых каналов сообщен с источником дутья, при этом над горизонтальными дутьевыми каналами параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы, сообщенные с ними вертикальными патрубками, расположенными у конца продольных топочных порогов, кроме того, дополнительные продольные горизонтальные каналы снабжены горизонтальными патрубками, снабженными дутьевыми соплами, ориентированными над топочной решеткой непосредственно над слоем горящего топлива. Технический результат: повышение КПД топки водогрейного котла при сжигании бурых углей и снижение потерь тепла с уходящими газами. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котлам для нагрева воды, работающим на твердом топливе. Котел стальной водогрейный твердотопливный содержит камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки. Дополнительно содержит минимум один штифт между стенками водяной рубашки, вставленный в заранее приготовленные отверстия в вышеуказанных стенках и герметично соединенный со стенками способом сварного соединения. Котел может содержать зольный ящик, колосник. Котел может содержать дымосборную камеру, примыкающую к верхней части топки. Дымоход может содержать дымопроводы, примыкающие к дымосборной камере, горизонтально проходящие внутри водяной рубашки, расположенной в верхней части котла. При использовании изобретения повышается надежность и безопасность, улучшаются массогабаритные характеристики. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при изготовлении конденсационных котлов наружного размещения. Технический результат, который может быть получен с помощью изобретения, сводится к упрощению конструкции и уменьшению габаритов и веса котла. Конденсационный котел наружного размещения состоит из гидротеплоизолированного корпуса с дверцей, внутри которого установлены газогорелочное устройство, основной теплообменник с прямой и обратной линиями, коаксиальный дымоход, соединенный с дымовой трубой, дополнительно установленные конденсационные теплообменники, расположенные в одном коаксиальном дымоходе, соединенные параллельно в нижней части с обратной линией системы отопления здания, а в верхней части - с водогрейной рубашкой основного теплообменника конденсационного котла, при этом на задней стенке конденсационного котла установлен центробежный вентилятор, а в нижней части коаксиального дымохода установлен сажесборник с конденсатоотводящей трубкой, причем основной теплообменник и коаксиальный дымоход изолированы теплоизоляцией. 1 ил.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению мощности котла и снижению затрат на производство тепла. Котел наружного размещения состоит из одного теплогидроизолированного корпуса, внутри которого установлены один над другим два - нижний и верхний, жаротрубные теплообменники, каждый из которых снабжен обратной и прямой линиями, и которые выполнены трехходовыми, причем каждый жаротрубный теплообменник снабжен своей дутьевой горелкой, при этом нижний жаротрубный теплообменник содержит один патрубок дымовых газов, а верхний жаротрубный теплообменник содержит два патрубка дымовых газов разного диаметра, установленных с возможностью объединения с помощью газохода в одну трубу, нижний жаротрубный теплообменник содержит сажесборник, а на патрубок дымовых газов верхнего теплообменника смонтирована дымовая труба, при этом этот патрубки имеет увеличенное сечение, равное сечению дымовой трубы. 1 ил.
Наверх