RU2351856C2

RU2351856C2 - Gas hot-water boiler

Info

Publication number: RU2351856C2
Application number: RU2007103294/06A
Authority: RU
Inventors: Марина Геннадьевна Поликарпова (RU); Марина Геннадьевна Поликарпова; Алексей Владимирович Шикляев (RU); Алексей Владимирович Шикляев; Антон Петрович Капустин (RU); Антон Петрович Капустин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Котельный завод "Росэнергопром"
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2009-04-10
Also published as: RU2007103294A

Abstract

FIELD: mechanics, heating.

SUBSTANCE: gas hot-water boiler comprises a barrel and consists of, at least, two, radiation and convective, parts linked up by pipelines, mounted one above the other and made up of heat-cattier pipes. Both previously mentioned parts are heat-insulated. The opening front wall of the boiler radiation part is pivot-jointed to one of the lateral walls and tight-coupled with the boiler radiation parts other walls. The opening front wall outer side accommodates a burner assembly.

EFFECT: higher reliability.

7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области промышленной и коммунальной теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности.The invention relates to the field of industrial and municipal heating, in particular to heat supply, and can be used in the construction of low-power hot water boilers.

Известен водогрейный котел, прямоточный, секционный, оборудованный отдельным дымососом и вентилятором(см. Тарасюк В.М. Эксплуатация котлов: Практическое пособие для операторов котельной. Под редакцией Б.А.Соколова - М., Издательство НЦ ЭНАС, 2004, с.95-97.) Котел имеет две поверхности нагрева. Радиационная поверхность выполнена из пяти топочных экранов - два односветные, три двусветные. Экраны образуют четыре топочных отсека, в которые установлены газовые диффузионные подовые горелки. Конвективная поверхность нагрева состоит из двух секций с верхними и нижними коллекторами, соединенными между собой 8 стояками, в каждой из которых вварены по четыре змеевика. Конвективный блок смонтирован вертикально рядом с топочным блоком в одном теплоизолированном неразборном корпусе.A well-known boiler, direct-flow, sectional, equipped with a separate smoke exhaust and fan (see Tarasyuk V.M. Operation of boilers: A practical guide for boiler operators. Edited by B.A.Sokolov - M., publishing house NTs ENAS, 2004, p.95 -97.) The boiler has two heating surfaces. The radiation surface is made of five furnace screens - two single-light, three double-light. Screens form four furnace compartments in which gas diffusion hearth burners are installed. The convective heating surface consists of two sections with upper and lower collectors, interconnected by 8 risers, in each of which four coils are welded. The convection unit is mounted vertically next to the furnace unit in one heat-insulated non-separable case.

К недостаткам известного котла можно отнести его низкую эффективность и низкие ремонтопригодность и технологичность сборки.The disadvantages of the known boiler include its low efficiency and low maintainability and manufacturability.

Известен более совершенный газовый котел - прототип (см. патент на полезную модель RU 56987, М. кл. F24H 1/00 от 27.09.2006 г.), включающий корпус и выполненный по крайней мере из двух связанных при помощи трубопроводов частей, смонтированных друг над другом и образованных трубами с теплоносителем, причем одна часть - радиационная, а другая - конвективная.A more advanced gas boiler is known - a prototype (see patent for utility model RU 56987, M. class F24H 1/00 dated 09/27/2006), comprising a housing and made of at least two parts connected by piping mounted to each other above the other and formed by pipes with a coolant, one part being radiation and the other convective.

К недостаткам водогрейного газового котла-прототипа можно отнести достаточно сложную и неразборную конструкцию котла и в связи с этим низкую технологичность его сборки и последующего ремонта, а также низкую эффективность теплоотдачи.The disadvantages of the gas-fired gas boiler of the prototype include the rather complex and non-separable design of the boiler and, in connection with this, the low manufacturability of its assembly and subsequent repair, as well as low heat transfer efficiency.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности упрощение конструкции котла и повышение технологичности, эффективности и надежности его работы.The technical task of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prototype, in particular, simplifying the design of the boiler and improving the manufacturability, efficiency and reliability of its operation.

Поставленная настоящим изобретением техническая задача достигается тем, что котел выполнен, по крайней мере, из двух теплоизолированных и связанных при помощи трубопроводов частей, смонтированных друг над другом, причем передняя стенка нижней радиационной части котла выполнена открывающейся, шарнирно соединена с одной из боковых стенок и герметично соединена с другими стенками котла радиационной зоны, при этом на наружной стороне передней открывающейся стенки смонтирован горелочный адаптер.The technical task posed by the present invention is achieved in that the boiler is made of at least two parts insulated and connected by pipelines mounted one above the other, and the front wall of the lower radiation part of the boiler is made openable, pivotally connected to one of the side walls and hermetically connected to other walls of the radiation zone boiler, and a burner adapter is mounted on the outside of the front opening wall.

Подача теплоносителя в трубы зон котла осуществляется противотоком движению нагретых газов.The coolant is supplied to the pipes of the boiler zones by countercurrent movement of heated gases.

Уплотнение открывающейся стенки с другими стенками радиационной зоны котла выполнено из муллитокремнеземистого листового картона и на штифтах закреплено с внутренней стороны по периметру открывающейся стенки.The sealing of the opening wall with the other walls of the radiation zone of the boiler is made of mullite-siliceous sheet cardboard and is fixed on the pins from the inside along the perimeter of the opening wall.

В нижней стенке котла (в основании) в передней ее части выполнены одна металлическая опора и, по крайней мере, две поперечные опоры в средней ее части из жесткого теплоизоляционного материала, например кирпича, а пространство между опорами заполнено более мягким теплоизоляционным материалом, например асбестом.In the lower wall of the boiler (in the base) in the front part there is one metal support and at least two transverse supports in its middle part made of hard heat-insulating material, such as brick, and the space between the supports is filled with softer heat-insulating material, such as asbestos.

Применение конвективной части котла в качестве экономайзера.The use of the convective part of the boiler as an economizer.

Каждая сторона труб радиационной и конвективной зон котла смонтирована в теплоизолированном корпусе котла с зазором от 2,0 до 3,0 диаметров труб соответствующей зоны.Each side of the pipes of the radiation and convection zones of the boiler is mounted in a thermally insulated boiler body with a gap of 2.0 to 3.0 pipe diameters of the corresponding zone.

Адаптер выполнен в виде металлического трубно-фланцевого кольца с отверстиями для крепления необходимого горелочного оборудования.The adapter is made in the form of a metal pipe-flange ring with holes for attaching the necessary burner equipment.

Новизной предложенного водогрейного газового котла является выполнение котла, по крайней мере, из двух теплоизолированных и связанных при помощи трубопроводов частей, смонтированных друг над другом, причем передняя стенка нижней радиационной части котла выполнена открывающейся, шарнирно соединена с одной из боковых стенок и герметично соединена с другими стенками котла радиационной зоны, при этом на наружной стороне передней открывающейся стенки смонтирован горелочный адаптер.The novelty of the proposed gas-fired gas boiler is the implementation of the boiler, at least two heat-insulated and connected by piping parts mounted on top of each other, and the front wall of the lower radiation part of the boiler is made opening, pivotally connected to one of the side walls and hermetically connected to other the boiler walls of the radiation zone, while on the outside of the front opening wall mounted burner adapter.

Указанные признаки являются новыми, неочевидными, промышленно применимыми, дающими неожиданный дополнительный положительный эффект менее сложного последующего ремонта и направлены на достижение поставленной изобретением технической задачи упрощения конструкции котла и повышение эффективности и надежности его работы. Так, наличие на наружной стороне открывающейся передней стенки газового котла адаптера позволяет использовать горелочные устройства различных производителей, у горелочных устройств которых конструкции посадочных мест выполнены по-разному.These signs are new, non-obvious, industrially applicable, giving an unexpected additional positive effect of less complicated subsequent repairs and are aimed at achieving the technical task posed by the invention to simplify the design of the boiler and increase the efficiency and reliability of its operation. Thus, the presence on the outside of the opening front wall of the gas boiler of the adapter allows the use of burners of various manufacturers, for burners of which the design of the seats is made differently.

Дополнительные признаки, заключающиеся в выполнении уплотнения открывающейся стенки с другими стенками радиационной части котла из муллитокремнеземистого листового картона и на штифтах закрепленного с внутренней стороны по периметру открывающейся стенки, в подаче теплоносителя в трубы зон котла противотоком движению нагретых газов, в выполнении в нижней стенке котла (в основании) в передней ее части одной металлической опоры и, по крайней мере, двух поперечных опор в средней ее части из жесткого теплоизоляционного материала, например кирпича, а пространство между опорами заполнено более мягким теплоизоляционным материалом, например, асбестом, а также выполнение адаптера в виде металлического трубно-фланцевого кольца с отверстиями для крепления необходимого горелочного оборудования, обеспечивают лучшее сохранение тепла в полости радиационной и конвективной зон.Additional features consisting in compaction of the opening wall with other walls of the radiation part of the boiler from mullite-siliceous sheet cardboard and on pins fixed on the inside along the perimeter of the opening wall, in the flow of coolant into the pipes of the boiler zones against the flow of heated gases, in the execution in the lower wall of the boiler ( at the base) in its front part of one metal support and at least two transverse supports in its middle part of rigid heat-insulating material, for example brick, and the space between the supports is filled with softer heat-insulating material, such as asbestos, and the adapter in the form of a metal pipe-flange ring with holes for attaching the necessary burner equipment provides better heat storage in the cavity of the radiation and convection zones.

Наличие металлической опоры в передней части основания котла предотвращает повреждение нижнего изолирующего слоя котла, а во время работы котла мягкий теплоизоляционный материал лучше сохраняет тепло и его всегда можно пополнить и разровнять. Наличие адаптера позволяет при выходе из строя (поломке) горелочного оборудования закрепить на передней стенке горелочное оборудование другого изготовителя.The presence of a metal support in the front of the base of the boiler prevents damage to the lower insulating layer of the boiler, and during the operation of the boiler, soft insulation material retains heat better and can always be replenished and leveled. The presence of the adapter allows for failure (breakdown) of the burner equipment to fix the burner equipment of another manufacturer on the front wall.

Применение конвективной части котла в качестве экономайзера позволяет расширить технологические возможности оборудования котла.The use of the convective part of the boiler as an economizer allows you to expand the technological capabilities of the boiler equipment.

Установка при сборке каждой стороны труб радиационной и конвективной зон котла в теплоизолированном корпусе котла с зазором от соответствующих стенок от 2,0 до 3,0 диаметров труб соответствующей зоны позволяет более полно воспринимать тепло раскаленного газового потока, причем теплоизоляция стен с внутренней стороны, выполняя функцию экрана, дополнительно способствует нагреву теплоносителя, проходящего по трубам газового котла.Installation during the assembly of each side of the pipes of the radiation and convection zones of the boiler in a thermally insulated boiler body with a gap from the corresponding walls of 2.0 to 3.0 pipe diameters of the corresponding zone allows more fully to accept the heat of the hot gas stream, and the thermal insulation of the walls from the inside, performing the function screen, further contributes to the heating of the coolant passing through the pipes of the gas boiler.

Указанные дополнительные признаки являются новыми, промышленно выполнимыми, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков, которые позволяют интенсифицировать процесс теплопередачи и упрощают замену отдельных узлов конструкции во время ремонта.These additional features are new, industrially feasible, revealing the specific implementation of the main features that allow to intensify the heat transfer process and simplify the replacement of individual components of the structure during repair.

На фиг.1 представлен предлагаемый водогрейный газовый котел, вид сбоку в разрезе.Figure 1 presents the proposed hot gas gas boiler, side view in section.

На фиг.2 - газовый котел, вид спереди.Figure 2 - gas boiler, front view.

Предлагаемый в качестве изобретения водогрейный газовый котел состоит из горелочного блока 1, радиационной части 2 с радиационной поверхностью нагрева, выполненной из труб, по которым прокачивается теплоноситель, например вода, конвективной части 3 с соответствующей поверхностью нагрева, предохранительного от взрыва клапана 4, газохода 5, связывающего радиационную часть 2 с конвективной частью 3. На наружной поверхности передней установленной на шарнирах стенке 6 смонтирован адаптер 7, выполненный в виде металлического трубно-фланцевого кольца с отверстиями для крепления необходимого горелочного оборудования. Радиационные пучки труб радиационной части 2 соединены с конвективными пучками труб конвективной части 3 последовательно по ходу движения теплового воздушно-газового потока. В основании 8 теплоизолированного корпуса 9 в передней части смонтирована металлическая поперечная балка 10, а в средней части за металлической балкой 10 на таком же уровне выполнены, например, из огнеупорного кирпича еще, по крайней мере, две поперечные балки 11. На уровне металлической и кирпичной балок уложен мягкий теплоизоляционный материал 12. Для предотвращения взрыва газовый котел снабжен взрывным клапаном 4, смонтированным вверху радиационной части 2 в непосредственной близости к газоходу 5.The gas-water boiler proposed as an invention consists of a burner unit 1, a radiation part 2 with a radiation heating surface made of pipes through which a heat carrier is pumped, for example water, a convective part 3 with a corresponding heating surface, which protects the valve 4 from explosion, gas duct 5, connecting the radiation part 2 with the convective part 3. On the outer surface of the front wall mounted on hinges 6 mounted adapter 7, made in the form of a metal pipe-flange sealing rings with holes for attaching the required combustion equipment. Radiation bundles of pipes of the radiation part 2 are connected with convective bundles of pipes of the convective part 3 sequentially in the direction of movement of the thermal air-gas flow. In the base 8 of the heat-insulated casing 9, a metal transverse beam 10 is mounted in the front part, and in the middle part behind the metal beam 10, for example, at least two more transverse beams 11 are made of refractory bricks 11. At the level of metal and brick A soft heat-insulating material is laid on the beams 12. To prevent explosion, the gas boiler is equipped with an explosive valve 4 mounted at the top of the radiation part 2 in close proximity to the gas duct 5.

Трубопроводы 13 соединяют трубы радиационной (топочной) и конвективной частей. Подача теплоносителя из магистрали 14 осуществляется противотоком прохождению нагретого газового потока.Pipelines 13 connect the pipe radiation (furnace) and convective parts. The flow of coolant from line 14 is countercurrent to the passage of the heated gas stream.

Предлагаемый водогрейный газовый котел работает следующим образомThe proposed hot water gas boiler operates as follows

При подаче газа в горелки горелочного блока 1 газ поджигается и нагревает теплоноситель, находящийся в трубах топочного блока 2. Горячие газы, отдав часть тепла теплоносителю, по газоходу 5 поступают в конвективную часть 3, где продолжают отдавать тепло теплоносителю, прокачиваемому по трубам конвективной части. При поступлении теплоносителя из магистрали 14 последний как более холодный максимально воспринимает отводящееся из радиационной части тепло, максимально охлаждая проходящие газы, а затем в подогретом состоянии поступает в трубы радиационной части блока 2, где продолжает нагреваться до заданной температуры.When gas is supplied to the burners of burner unit 1, the gas is ignited and heats the coolant located in the pipes of the furnace unit 2. Hot gases, having given part of the heat to the coolant, pass through the duct 5 to the convective part 3, where they continue to give heat to the coolant pumped through the pipes of the convection part. Upon receipt of the coolant from line 14, the latter, as colder, maximally perceives the heat removed from the radiation part, cooling the passing gases as much as possible, and then, in a heated state, enters the pipes of the radiation part of block 2, where it continues to heat up to a given temperature.

Нагретая до заданной температуры вода из газового котла подается на обогрев жилых или производственных, в зависимости от назначения, помещений. В тыльной части конвективного блока смонтирован взрывной клапан 4, который срабатывает в случае взрыва газов. При этом его расположение выбрано оптимальным, с точки зрения безопасности, - в непосредственной близости от газохода 5, соединяющего радиационную часть 2 с конвективной 3. Выходящий из топочной камеры 2 нагретый газовый поток, отдав часть тепла поверхностям труб радиационной части 2 котла, все еще имеет высокую температуру и сохраняет запас тепла, который в дальнейшем принимают трубы конвективной части, расположенной над радиационной частью. При передаче тепла теплоносителю противотоком происходит снижение термических напряжений в конструкции котла, что приводит к более длительной безаварийной эксплуатации газового котла.Water heated to a predetermined temperature from a gas boiler is supplied to heat residential or industrial premises, depending on the purpose. An explosive valve 4 is mounted in the rear part of the convection unit, which is triggered in the event of a gas explosion. Moreover, its location was chosen optimal, from the point of view of safety, in the immediate vicinity of the gas duct 5 connecting the radiation part 2 to the convective 3. The heated gas stream leaving the combustion chamber 2, having given up some of the heat to the pipe surfaces of the radiation part 2 of the boiler, still has high temperature and maintains a supply of heat, which is subsequently taken by the pipes of the convective part located above the radiation part. When heat is transferred to the coolant in countercurrent, the thermal stresses in the boiler design decrease, which leads to a longer trouble-free operation of the gas boiler.

В настоящее время на предлагаемый водогрейный газовый котел на предприятии разработаны рабочие чертежи, отработана технология изготовления и изготовлено несколько опытных котлов, которые для проверки надежности и эффективности работы переданы на испытания в конкретные условия эксплуатации. После получения информации о работе опытных образцов котлов будет принято решение об организации их производства.Currently, the company has developed working drawings for the proposed gas-fired gas boiler, has developed production technology and manufactured several experimental boilers, which have been transferred for testing in specific operating conditions to test reliability and efficiency. After receiving information about the operation of prototypes of boilers, a decision will be made on the organization of their production.

Claims

1. Водогрейный газовый котел, включающий корпус и выполненный, по крайней мере, из двух связанных при помощи трубопроводов частей, смонтированных друг над другом и образованных трубами с теплоносителем, причем одна часть - радиационная, а другая- конвективная, отличающийся тем, что радиационная и конвективная части выполнены теплоизолированными, причем передняя стенка нижней радиационной части котла выполнена открывающейся, шарнирно соединена с одной из боковых стенок и герметично соединена с другими стенками котла радиационной части, при этом на наружной стороне передней открывающейся стенки смонтирован горелочный адаптер.1. A gas-fired gas boiler, comprising a housing and made of at least two parts connected by pipelines, mounted on top of each other and formed by pipes with a coolant, one part being radiation and the other convective, characterized in that it is radiation and the convective parts are made insulated, and the front wall of the lower radiation part of the boiler is made opening, pivotally connected to one of the side walls and hermetically connected to other walls of the boiler of the radiation part, p In this case, a burner adapter is mounted on the outside of the front opening wall.

2. Водогрейный газовый котел по п.1, отличающийся тем, что подача теплоносителя в трубы частей котла осуществляется противотоком движению нагретых газов.2. A gas-fired gas boiler according to claim 1, characterized in that the coolant is supplied to the pipes of the boiler parts in countercurrent to the movement of heated gases.

3. Водогрейный газовый котел по п.1, отличающийся тем, что уплотнение открывающейся стенки с другими стенками радиационной части котла выполнено из муллитокремнеземистого листового картона и на штифтах закреплено с внутренней стороны по периметру открывающейся стенки.3. The gas-fired gas boiler according to claim 1, characterized in that the sealing of the opening wall with other walls of the radiation part of the boiler is made of mullite-siliceous sheet cardboard and is fixed on the pins from the inside along the perimeter of the opening wall.

4. Водогрейный газовый котел по п.1, отличающийся тем, что в нижней стенке котла (в основании) выполнены в передней ее части одна металлическая опора и, по крайней мере, две поперечные опоры в средней ее части из жесткого теплоизоляционного материала, например кирпича, а пространство между опорами заполнено более мягким теплоизоляционным материалом, например асбестом.4. A gas-fired gas boiler according to claim 1, characterized in that in the lower wall of the boiler (at the base), one metal support and at least two transverse supports in its middle part are made of rigid heat-insulating material, for example, brick , and the space between the supports is filled with softer insulation material, such as asbestos.

5. Водогрейный газовый котел по п.1, отличающийся тем, что конвективная часть котла применяется в качестве экономайзера.5. The gas water boiler according to claim 1, characterized in that the convective part of the boiler is used as an economizer.

6. Водогрейный газовый котел по п.1, отличающийся тем, что адаптер выполнен в виде металлического трубно-фланцевого кольца с отверстиями для крепления необходимого горелочного оборудования.6. The gas water boiler according to claim 1, characterized in that the adapter is made in the form of a metal pipe-flange ring with holes for attaching the necessary burner equipment.

7. Водогрейный газовый котел по п.1, отличающийся тем, что каждая сторона труб радиационной и конвективной частей котла смонтирована в теплоизолированном корпусе котла с зазором от 2,0 до 3,0 диаметров труб соответствующей зоны. 7. The hot water gas boiler according to claim 1, characterized in that each side of the pipes of the radiation and convection parts of the boiler is mounted in a heat-insulated boiler body with a gap of 2.0 to 3.0 pipe diameters of the corresponding zone.