RU2084759C1

RU2084759C1 - Steam boiler

Info

Publication number: RU2084759C1
Application number: RU93047791A
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Гроздов
Original assignee: Борис Николаевич Гроздов
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: heat power engineering. SUBSTANCE: upper and lower drums are connected by convection tube bank. Upper and lower headers are connected to them by one end. Headers are arranged in central part of furnace and are connected by means of vertical heat exchange tubes forming side screens. Vertical headers are connected to central headers at beginning of pass-through chamber. Vertical headers are interconnected to form front screen. Tubes of ceiling and bottom screens are connected by one end at both sides with central headers and by other end, with tubes of side screens. Tubes of convection bank are arranged in staggered order. Rear upper and lower headers are installed additionally at both sides in end of furnace chamber. These headers are connected with central headers and interconnected by tubes to form rear screen. Bottom, side, ceiling and rear screens can be made of two-row design. Lower central header can be placed in communication with feed water main line. Gas directing partitions can be installed in convection tube bank. Easily melting plugs can be installed in lower generatrix of upper central header. Steam superheater can be installed in boiler. EFFECT: enhanced reliability of operation. 11 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к конструкции стального парового котла с использованием выработанного им пара в технологических производствах и теплоснабжении промышленных и сельских объектов. The invention relates to the field of power engineering, in particular, to the construction of a steel steam boiler using the steam generated by it in technological production and heat supply of industrial and rural facilities.

Наиболее распространенной конструкцией паровых котлов является котел типа МЗК-7Г (Л. Я. Порецкий, Р.Р.Рыбаков, Е.Б.Столпнер, О.А.Тасс, И.А.Щур "Справочник эксплуатационника газифицированных котельных", Л. "Недра", 88 г. стр. 229). Котел состоит из двух кольцевых камер, соединенных между собой вертикальными трубами, расположенными в шахматном порядке по окружности. Цилиндрической формы топка образована внутренним рядом труб с припаренными к ним плавниками. Часть труб расположена с зазорами, и продукты сгорания в этом месте выходят из топки в конвективный газоход и далее в общий дымоотводящий газоход котла. Особенностью котла является установка горелки в верхней части котла с направлением газового факела сверху вниз. Воздух, подаваемый вентилятором, поступает в кольцевой зазор между внутренней паростойкой и наружной съемной стальной обшивками и, нагретый через воздухопровод и воздушный регистр, поступает к горелке, котел работает над наддувом. The most common design of steam boilers is a boiler of the MZK-7G type (L. Ya. Poretsky, R.R. Rybakov, E.B. Stolpner, O.A. Tass, I.A. Shchur "Handbook for the operation of gasified boiler houses", L. "Subsoil", 88 p. 229). The boiler consists of two annular chambers interconnected by vertical pipes arranged staggered around the circumference. The cylindrical shape of the furnace is formed by the inner row of pipes with fins paired to them. Some of the pipes are located with gaps, and the combustion products in this place exit the furnace into a convective gas duct and then into the boiler’s common flue gas duct. A feature of the boiler is the installation of a burner in the upper part of the boiler with the direction of the gas torch from top to bottom. The air supplied by the fan enters the annular gap between the internal steam-resistant and external removable steel casing and, heated through the air duct and the air register, enters the burner, the boiler works on pressurization.

Известен паровой котел типа E 1/9 1Г (Е.Б.Столпнер, З.Ф.Панышева "Справочное пособие для персонала газифицированных котельных", Л. "Недра", 90 г. стр. 74-75). Famous steam boiler type E 1/9 1G (E.B. Stolpner, Z. F. Panysheva "Reference manual for personnel of gasified boiler rooms", L. "Nedra", 90, pp. 74-75).

Паровой котел типа E 1/9 1Г состоит из двух барабанов, расположенных по одной вертикальной плоскости, верхний и нижний барабаны связаны пучком кипятильных труб, образующих конвективную поверхность котла и расположенных сзади топочной камеры котла. Котел имеет четыре коллектора, формирующих боковые экраны топки котла, два нижних коллектора установлены горизонтально и параллельно относительно друг друга, одним концом приварены к нижнему барабану котла, выходят за пределы топочной камеры. Два верхних коллектора наклонные, проходят сверху топочной камеры параллельно относительно друг друга и одним концом приварены к верхнему барабану, другим концом выходят за пределы топочной камеры. Верхние и нижние коллекторы соединяются трубами, образуя боковые экраны топочной камеры. Котел имеет также потолочный экран, трубы которого одним концом приварены к верхнему барабану, другим концом над топкой соединяются с передним фронтальным экраном, который соединен с передним коллектором, параллельным фронту котла и расположенным над горелочным устройством. Передний коллектор соединен двумя трубами с нижними коллекторами, обеспечивающими естественную циркуляцию фронтального и верхнего экранов. Конвективный пучок котла Е 1/9 1Г разделен на газоходы перегородками из жаростойкой стали. A type E 1/9 1G steam boiler consists of two drums located on the same vertical plane, the upper and lower drums are connected by a bundle of boiling pipes forming the convective surface of the boiler and located behind the boiler combustion chamber. The boiler has four collectors forming the side screens of the boiler furnace, the two lower collectors are installed horizontally and parallel to each other, are welded to the lower drum of the boiler at one end and extend beyond the combustion chamber. The two upper collectors are inclined, pass on top of the combustion chamber parallel to each other and are welded to the upper drum at one end and extend beyond the combustion chamber at the other end. The upper and lower collectors are connected by pipes, forming the side screens of the combustion chamber. The boiler also has a ceiling screen, the pipes of which are welded to the upper drum at one end and connected to the front front screen at the other end, which is connected to the front manifold parallel to the front of the boiler and located above the burner device. The front manifold is connected by two pipes to the lower manifolds, providing natural circulation of the front and upper screens. The convective bundle of the boiler E 1/9 1G is divided into gas ducts by partitions made of heat-resistant steel.

Недостатками является неполностью экранированная топочная камера, значительная металлоемкость, низкий К.П.Д. порядка 80% высокое аэродинамическое сопротивление. The disadvantages are the incompletely shielded combustion chamber, significant metal consumption, low KPD about 80% high aerodynamic drag.

Наиболее близким техническим решением является котел по авторскому свидетельству СССР N 866330, кл. F 22 B 21/04, опубл. 1981. The closest technical solution is a boiler according to the author's certificate of the USSR N 866330, class. F 22 B 21/04, publ. 1981.

Цель изобретения повышение экономичности путем улучшения циркуляции. The purpose of the invention is to increase efficiency by improving circulation.

Согласно первому варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры, вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры подключены вертикальные коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. According to the first embodiment, the goal is achieved in that the upper and lower headers are located in the center of the combustion chamber, along the longitudinal axis of the boiler, forming central upper and lower headers, to which vertical collectors are connected at the beginning of the combustion chamber, connected by pipes to form the front screen and the pipes of the ceiling and hearth screens are connected at one end to both upper and lower central collectors and at the other side to the pipes of the side screens, with convection pipes ivnogo beam staggered.

По второму варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральные верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры по обе стороны подключены передние верхние и нижние коллекторы, соединенные между собой трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. In the second embodiment, the goal is achieved in that the upper and lower headers are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming central upper and lower headers, to which front upper and lower collectors are connected to each other at the beginning of the combustion chamber pipes with the formation of the front screen, and the pipes of the ceiling and hearth screens at one end are connected on both sides to the upper and lower central headers, and the other to the pipes of the side screens, moreover, the convective beam tubes are staggered.

По третьему варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральный верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры по обе стороны центральных коллекторов подключены передние и задние, верхние и нижние боковые коллекторы, соединенные между собою трубами с образованием фронтального и заднего экранов топочной камеры, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, причем трубы конвективного пучка расположены в шахматном порядке. According to the third embodiment, the goal is achieved by the fact that the upper and lower collectors are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming a central upper and lower collectors, to which front and rear, upper and lower are connected at the beginning of the combustion chamber on both sides of the central collectors side collectors connected by pipes to form the front and rear screens of the combustion chamber, and pipes of the ceiling and hearth screens at one end are connected on both sides to the upper central and lower headers, and the other side to the pipes screens and convective tube bundle are staggered.

По четвертому варианту выполнения поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний коллекторы расположены по центру топочной камеры вдоль продольной оси котла, образуя центральный верхний и нижний коллекторы, к которым в начале топочной камеры подключены вертикальные коллекторы, соединенные между собою трубами с образованием фронтального экрана, а трубы потолочного и подового экранов одним концом подсоединены по обе стороны к верхнему и нижнему центральным коллекторам, а другим к трубам боковых экранов, при этом трубы конвективного пучка расположены в коридорном порядке. According to the fourth embodiment, the goal is achieved in that the upper and lower headers are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming a central upper and lower collectors, to which at the beginning of the combustion chamber are connected vertical collectors connected by pipes to form a frontal screen, and pipes of the ceiling and hearth screens are connected at one end on both sides to the upper and lower central headers, and to the pipes of the side screens at the other, with convection pipes beam are arranged in order of inline.

На фиг. 1 представлен вид котла сбоку; на фиг. 2 вид котла с фронта; на фиг. 3 схема разводки фронтальных труб под горелочное устройство. In FIG. 1 shows a side view of the boiler; in FIG. 2 view of the boiler from the front; in FIG. 3 diagram of the layout of the front pipes for the burner device.

Паровой котел содержит верхний барабан 1 и нижний барабан 2, соединенные между собой трубами 3, образующими конвективную поверхность. К верхнему барабану 1 подключены верхние боковые коллекторы 4, а к нижнему барабану 2 - нижние боковые коллекторы 5. Коллекторы 4 и 5 расположены с наклоном к фронту котла и соединены между собой теплообменными трубами 6, образующими боковые экраны. Нижние боковые коллекторы 5 через перемычки 7 соединены с коллектором 8, установленным параллельно барабанам 1 и 2. Коллектор 8 соединен с верхним барабаном 1 трубами 9 и 10, образующими, соответственно, потолочный и подовый экраны. The steam boiler contains an upper drum 1 and a lower drum 2, interconnected by pipes 3 forming a convective surface. The upper side manifolds 4 are connected to the upper drum 1, and the lower side manifolds 5 are connected to the lower drum 2. The collectors 4 and 5 are inclined to the front of the boiler and are interconnected by heat exchange tubes 6 forming side screens. The lower side collectors 5 through jumpers 7 are connected to a collector 8 mounted parallel to the reels 1 and 2. The collector 8 is connected to the upper drum 1 by pipes 9 and 10, forming, respectively, the ceiling and hearth screens.

Стальной паровой котел с центральными коллекторами в топочной камере содержит верхний барабан 1, ниже по вертикали расположен нижний барабан 2, барабаны связаны между собой пучком вертикальных труб 3, установленных в шахматном порядке и образующих конвективную поверхность котла. По центру топочной камеры внизу и вверху проходят соответственно центральный нижний коллектор 4 и центральный верхний коллектор 5. Нижний центральный коллектор 4 с одного конца соединяется с нижним барабаном 2 котла, с другого конца соединяется с вертикальным коллектором 6, который проходит снизу вверх по фронту котла до места установки горелочного устройства, а верхний центральный коллектор 5 с одного конца соединен с верхним барабаном 1 котла и другим концом соединяется с вертикальным коллектором 7, который проходит сверху вниз до горелочного устройства (на фиг. не обозначено), а по центру с коллектором 6. Котел имеет подовый экран 8 (два), боковой экран 9 (два), потолочный экран 10 (два), передний фронтальный экран 11. Сзади топочная камера 12 котла ограничена первым рядом кипятильного пучка 3. The steel steam boiler with central manifolds in the combustion chamber contains an upper drum 1, a lower drum 2 is located vertically lower, the drums are interconnected by a bundle of vertical pipes 3 installed in a checkerboard pattern and forming the convective surface of the boiler. In the center of the combustion chamber, lower and upper pass, respectively, the central lower collector 4 and the central upper collector 5. The lower central collector 4 is connected at one end to the lower drum 2 of the boiler, and at the other end is connected to a vertical collector 6, which runs upward from the front of the installation location of the burner device, and the upper central collector 5 is connected at one end to the upper drum 1 of the boiler and at the other end is connected to the vertical collector 7, which runs from top to bottom to burn device (not indicated in Fig.), and in the center with a collector 6. The boiler has a hearth screen 8 (two), side screen 9 (two), ceiling screen 10 (two), front front screen 11. Rear combustion chamber 12 of the boiler limited to the first row of the boiling beam 3.

Котел работает следующим образом. The boiler operates as follows.

Питательная вода поступает в верхний барабан котла и опускается в нижний барабан котла по части труб конвективного пучка, наиболее удаленного от топочной камеры. Кипение воды и парообразование происходит во всех топочных экранах 8, 9, 10, 11, а также в самом верхнем центральном коллекторе и части конвективного пучка с большим теплонапряжением. Подпитка экранов котла осуществляется из нижнего барабана 1 через нижний центральный коллектор 4 и соединенный с ним вертикальный коллектор 6. Выработанный котлом пар, пройдя внутри барабанное сепарационное устройство, из верхнего барабана направляется к потребителю (на фиг. не показано). Продукты сгорания дымовые газы из топки, пройдя конвективную часть котла, направляют в экономайзер. Feed water enters the upper drum of the boiler and is lowered into the lower drum of the boiler along the part of the convection beam tubes farthest from the combustion chamber. Water boiling and vaporization occurs in all furnace screens 8, 9, 10, 11, as well as in the uppermost central collector and part of the convective beam with high heat stress. The boiler screens are fed from the lower drum 1 through the lower central collector 4 and the vertical collector 6 connected to it. The steam generated by the boiler, passing inside the drum separation device, is sent from the upper drum to the consumer (not shown in Fig.). The combustion products flue gases from the furnace, passing the convective part of the boiler, are sent to the economizer.

Claims

1. A steam boiler containing a combustion chamber, upper and lower drums interconnected by a convective bundle of pipes, lower and upper collectors, connected at one end to the lower and upper drums and interconnected by vertical heat transfer pipes with the formation of side screens, as well as a hearth, frontal and ceiling screens, characterized in that the upper and lower headers are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming central upper and lower headers, to which at the beginning of the top hydrochloric chamber connected vertical manifolds interconnected by pipes to form a front screen, and pipes of the ceiling and the hearth screens one end connected on both sides of the upper and lower central manifold and another to the pipes of the side screens, the tube convection bundle are staggered.

2. A steam boiler containing a combustion chamber, upper and lower drums interconnected by a convective bundle of pipes, lower and upper manifolds, connected at one end to the lower and upper drums and interconnected by vertical heat transfer pipes with the formation of side screens, as well as a hearth, frontal and ceiling screens, characterized in that the upper and lower headers are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming central upper and lower headers, to which at the beginning of the top front, upper and lower manifolds are connected on both sides of the chamber, connected to each other by pipes to form the front screen, and the pipes of the ceiling and hearth screens are connected at one end to both the upper and lower central manifolds, and the other to the pipes of the side screens, and the pipes convective beams are staggered.

3. A steam boiler containing a combustion chamber, upper and lower drums interconnected by a convective bundle of pipes, lower and upper collectors, connected at one end to the lower and upper drums and interconnected by vertical heat transfer pipes with the formation of side screens, as well as a hearth, frontal and ceiling screens, characterized in that the upper and lower collectors are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming a central upper and lower collectors, to which at the beginning of the top front and rear, upper and lower side collectors are connected to each other at the end of the combustion chamber and at the end of the combustion chamber on both sides of the central headers, connected by pipes to form the front and rear screens of the combustion chamber, and the pipes of the ceiling and hearth screens are connected at one end to both of the upper and the lower central collectors, and others to the pipes of the side screens, and the pipes of the convective beam are staggered.

4. A steam boiler containing a combustion chamber, upper and lower drums interconnected by a convective bundle of pipes, lower and upper collectors, connected at one end to the lower and upper drums and interconnected by vertical heat transfer pipes with the formation of side screens, as well as a hearth, frontal and ceiling screens, characterized in that the upper and lower headers are located in the center of the combustion chamber along the longitudinal axis of the boiler, forming central upper and lower headers, to which at the beginning of the top vertical collectors connected to each other by pipes to form the front screen, and the pipes of the ceiling and hearth screens are connected at one end to both the upper and lower central collectors and the other to the pipes of the side screens, while the convective beam pipes are arranged in the corridor order .

5. The boiler according to claims 1, 2 and 4, characterized in that at the end of the combustion chamber, rear, upper and lower headers connected by pipes to form a rear screen are additionally connected on both sides to the central manifolds.

6. The boiler according to claims 1 to 5, characterized in that the hearth, side, ceiling and rear screens are double-row.

7. The boiler according to claims 1 to 6, characterized in that the lower central collector is in communication with the feed water line.

8. The boiler according to claims 1, 2 and 3, characterized in that in the front part of the boiler there are two burner devices, and in the central one there is an additional two-light screen made of pipes connecting the upper and lower central collectors.

9. The boiler according to paragraphs 1 to 8, characterized in that in the convective beam installed gas guide walls.

10. The boiler according to claims 1 to 4, characterized in that it is equipped with a superheater.

11. The boiler according to claim 4, characterized in that fusible plugs are installed on the lower generatrix of the upper central collector.