RU132862U1

RU132862U1 - HEAT EXCHANGE SECTION OF THE HORIZONTAL HEAT-PIPE BOILER

Info

Publication number: RU132862U1
Application number: RU2013117873/06U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Хованов; Алексей Владимирович Дуб; Сергей Анатольевич Петриков; Елена Рамазановна Спильник
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-09-27

Abstract

1. Теплообменная секция горизонтального жаротрубного водогрейного котла, включающая цилиндрический корпус с торцевыми трубными досками, внутри которых размещены жаровая труба и дымогарные трубы, закрепленные в отверстиях трубных досок, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности, по меньшей мере, части дымогарных труб, размещенных ниже уровня жаровой трубы, выполнены многозаходные, спиралевидно направленные канавки.2. Теплообменная часть по п.1, отличающаяся тем, что на внешней поверхности, по меньшей мере, части дымогарных труб дополнительно имеются спиралевидно направленные выступы.3. Теплообменная часть по п.1, отличающаяся тем, что внутри, по меньшей мере, части дымогарных труб, размещенных ниже уровня жаровой трубы, дополнительно установлены проволочные спиральные турбулизаторы, направление закручивания витков которых противоположно направлению закручивания многозаходных, спиралевидно направленных канавок.1. The heat exchange section of a horizontal fire tube tube boiler, including a cylindrical body with end pipe boards, inside which there is a flame tube and smoke tubes fixed in the openings of the tube plates, characterized in that on the inner surface of at least a portion of the smoke tubes located below the level of the flame tube, made multiple, spiral-shaped grooves. 2. The heat exchange part according to claim 1, characterized in that on the outer surface of at least a portion of the smoke tubes there are additionally spiral-shaped protrusions. The heat exchange part according to claim 1, characterized in that inside at least part of the smoke tubes located below the level of the flame tube, wire spiral turbulators are additionally installed, the direction of twisting of the turns of which is opposite to the direction of twisting of multi-way, spiral-shaped grooves.

Description

Полезная модель относится к жаротрубным водогрейным котлам с одной жаровой трубой, составляющей единое целое с корпусом котла, и вспомогательными дымогарными трубами, которая может быть использована в отопительных и водоснабжающих системах различных жилых объектов, а также на промышленных предприятиях.The utility model relates to fire-tube hot water boilers with one flame tube, which is integral with the boiler body, and auxiliary smoke tubes, which can be used in heating and water supply systems of various residential facilities, as well as in industrial enterprises.

Известен горизонтальный жаротрубный водогрейный котел, включающий теплообменную секцию, содержащую заполненный водой цилиндрический корпус с торцевыми трубными досками, внутри которых размещены жаровая труба и дымогарные трубы, закрепленные в отверстиях трубных досок. Для сжигания топлива в жаровой трубе котел снабжен газовой горелкой, для подачи горячих газов из жаровой трубы в дымогарные трубы - поворотной камерой (поворотным газоходом), а для отвода продуктов сгорания (топочных газов) в дымовую трубу - газоперепускным коробом.Known horizontal fire tube hot water boiler, comprising a heat exchange section containing a cylindrical body filled with water with end pipe boards, inside which there is a flame tube and smoke tubes fixed in the openings of the pipe boards. The boiler is equipped with a gas burner for burning fuel in the chimney, for the supply of hot gases from the chimney to the chimneys, with a rotary chamber (rotary gas duct), and for the removal of combustion products (flue gases) into the chimney, with a gas transfer box.

(RU2137030, F22B 7/12, опубликовано 10.09.1999)(RU2137030, F22B 7/12, published 10.09.1999)

Известная теплообменная секция жаротрубного котла имеет следующие недостатки.Known heat exchange section of the fire tube boiler has the following disadvantages.

При малых объемах топки жаротрубных котлов при сжигании природного газа, дизельного топлива или топочного мазута жирные углеводы и смолы полностью не выжигаются, что приводит к интенсивному захламлению каналов дымогарных труб. Для увеличения турбулентности газовых потоков с целью снижения шламовых отложений в гладкоствольные дымогарные трубы вставляют спиральные турбулизаторы из жаростойких проволочных материалов. Однако, как показывает практика эксплуатации котлов, такое решение малоэффективно;With small volumes of the firebox of the fire tube boilers when burning natural gas, diesel fuel or heating oil, fatty carbohydrates and resins are not completely burned out, which leads to intensive cluttering of the channels of the smoke tubes. To increase the turbulence of gas flows in order to reduce sludge deposits, spiral turbulators made of heat-resistant wire materials are inserted into smooth-bore smoke tubes. However, as the practice of operation of boilers shows, such a solution is ineffective;

Кроме того, при естественной циркуляции водяного теплоносителя в котле низкие скорости его движения приводят к интенсивному выпадению взвешенных частиц в виде накипи, особенно в нижней части котла, формируя зоны интенсивной подшламовой коррозии на теплопередающих гладкоствольных поверхностях дымогарных труб. В результате осаждения взвешенных частиц накипи и покрытия ими нижних дымогарных труб жаротрубного котла температура этих труб становится выше температуры верхних, давление перегретых труб на трубную доску и напряжения в сварных швах резко возрастают, что приводит к появлению микротрещин, которые в дальнейшем увеличиваются до сквозных.In addition, during the natural circulation of the water coolant in the boiler, its low speeds lead to the intensive precipitation of suspended particles in the form of scale, especially in the lower part of the boiler, forming zones of intense under-slurry corrosion on the heat transfer smooth-bore surfaces of smoke tubes. As a result of the deposition of suspended scale particles and coating of the lower smoke tubes of the fire tube boiler, the temperature of these pipes becomes higher than the temperature of the upper pipes, the pressure of the superheated pipes on the pipe plate and the stresses in the welds increase sharply, which leads to the appearance of microcracks, which subsequently increase to continuous.

Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение работоспособности теплообменной секции жаротрубного водогрейного котла, уменьшения скорости осаждения накипи на наружные поверхности дымогарных труб и уменьшение скорости осаждения шлама из продуктов сгорания топлива внутри дымогарных труб.The objective and technical result of the utility model is to increase the operability of the heat exchange section of the fire tube boiler, to reduce the scale deposition rate on the outer surfaces of the smoke pipes and to reduce the rate of sediment deposition from the fuel combustion products inside the smoke pipes.

Технический результат достигается тем, что теплообменная часть горизонтального жаротрубного водогрейного котла включает цилиндрический корпус с торцевыми трубными досками, внутри которых размещены жаровая труба и дымогарные трубы, закрепленные в отверстиях трубных досок, причем на внутренней поверхности, по меньшей мере, части дымогарных труб, размещенных ниже уровня жаровой трубы, выполнены многозаходные, спиралевидно направленные канавки.The technical result is achieved by the fact that the heat exchange part of the horizontal fire tube water boiler includes a cylindrical body with end pipe boards, inside of which there are a flame tube and smoke pipes fixed in the holes of the pipe boards, and on the inner surface of at least part of the smoke pipes placed below the level of the flame tube, made multiple, spiral-shaped grooves.

Технический результат также достигается тем, что на внешней поверхности, по меньшей мере, части дымогарных труб дополнительно имеются спиралевидно направленные выступы.The technical result is also achieved by the fact that on the outer surface of at least part of the smoke tubes additionally there are spiral-shaped protrusions.

Технический результат также достигается тем, что внутри, по меньшей мере, части дымогарных труб, размещенных ниже уровня жаровой трубы, дополнительно установлены проволочные спиральные турбулизаторы, направление закручивания витков которых противоположно направлению закручивания многозаходных, спиралевидно направленных канавок.The technical result is also achieved by the fact that inside at least a part of the smoke tubes located below the level of the flame tube, wire spiral turbulators are additionally installed, the direction of twisting of the turns of which is opposite to the direction of twisting of multi-way, spiral-shaped grooves.

Полезная модель может быть проиллюстрирована примером с использованием рис.1-2, где:The utility model can be illustrated by an example using Fig. 1-2, where:

1 - корпус котла;1 - boiler body;

2 - жаровая труба;2 - flame tube;

3 - гладкоствольные дымогарные трубы;3 - smoothbore smoke tubes;

4 - торцевые трубные доски;4 - end pipe boards;

5 - дымогарная труба с многозаходными, спиралевидно направленными канавками и выступами;5 - smoke tube with multi-way, helically directed grooves and protrusions;

6 - спиралевидно направленные канавки;6 - helically directed grooves;

7 - проволочные спиральные турбулизаторы.7 - wire spiral turbulators.

Дымогарные трубы 5 с размерами ⌀60×2,5×2500 мм с многозаходными, спиралевидно направленными канавками изготавливали по следующей известной технологии. Гладкоствольную трубу закрепляли в кулачковом патроне шпинделя токарно-винторезного станка. Через трубу пропускали тягу, на одном конце которой размещали державку в виде цилиндра, на которой были закреплены инструмента в виде выступающих конусов с закругленной вершиной, а другой конец закрепляли в перемещаемом суппорте токарно-винторезного станка. Внешний диаметр спирали, описываемой рабочей частью инструментов, устанавливали большим, чем внутренний диаметр трубы. После включения вращения шпинделя токарно-винторезного станка и горизонтальной подачи суппорта танка державка с инструментами заходила в трубу и перемещалась внутрь нее, двигаясь вдоль оси трубы. При этом инструменты перемещались внутри трубы по винтовой линии вдоль оси трубы, формируя 4-хзаходные, спиралевидно направленные винтовые канавки 6 трапецеидального профиля. Время формирования канавок составило не более 6 мин.Smoke tubes 5 with dimensions ⌀60 × 2.5 × 2500 mm with multi-start, spiral-shaped grooves were made according to the following known technology. A smooth-bore pipe was fixed in the cam chuck of the spindle of a screw-cutting machine. A rod was passed through the pipe, at one end of which a holder in the form of a cylinder was placed, on which instruments in the form of protruding cones with a rounded top were fixed, and the other end was fixed in a movable support of a screw-cutting machine. The outer diameter of the spiral described by the working part of the tools was set larger than the inner diameter of the pipe. After turning on the spindle turning of a screw-cutting machine and horizontal feeding of the tank support, the tool holder entered the pipe and moved inside it, moving along the axis of the pipe. In this case, the tools moved inside the pipe along a helix along the axis of the pipe, forming 4-way, spiral-shaped helical grooves 6 of a trapezoidal profile. The formation time of the grooves was not more than 6 minutes

В зависимости от высоты формируемых канавки инструментов и толщины трубы могут быть получены как дымогарные трубы 5 со спирально направленными канавками внутри трубы, так и дымогарные трубы 5 с сочетанием канавок внутри трубы со спиралевидно направленными выступами на их внешней поверхности.Depending on the height of the tool grooves being formed and the thickness of the pipe, both smoke tubes 5 with spiral grooves inside the pipe and smoke tubes 5 with a combination of grooves inside the pipe with spiral projections on their outer surface can be obtained.

Гладкоствольные дымогарные трубы 3 и дымогарные трубы 5 со спиральными канавками на ее внутренней поверхности и выступами на внешней поверхности, а также жаровую трубу 2, устанавливали в отверстия торцевых трубных досок 4 и закрепляли сваркой. Причем на половине дымогарных труб 5, размещенных ниже уровня жаровой трубы 2, были выполнены многозаходные, спиралевидно направленные канавки 6 и выступы.Smoothbore smoke tubes 3 and smoke tubes 5 with spiral grooves on its inner surface and protrusions on the outer surface, as well as the flame tube 2, were installed in the openings of the end pipe plates 4 and fixed by welding. Moreover, on half of the smoke tubes 5, located below the level of the flame tube 2, multi-start, helically directed grooves 6 and protrusions were made.

Для повышение турбулизации потока газа внутрь 2-х дымогарных труб 5, размещенных ниже уровня жаровой трубы 2, были дополнительно установлены и приварены проволочные спиральные турбулизаторы 7 из жаропрочной проволоки диаметром 6 мм, направление закручивания витков которых противоположно направлению закручивания многозаходных, спиралевидно направленных канавок. После этого торцевые трубные доски сваркой соединяли с цилиндрическим корпусом котла.To increase the turbulization of the gas flow inside the 2 smoke tubes 5 located below the level of the flame tube 2, wire spiral turbulators 7 made of heat-resistant wire with a diameter of 6 mm were additionally installed and welded, the direction of twisting of the turns of which is opposite to the direction of twisting of multi-way, spiral-shaped grooves. After that, the end pipe boards were connected by welding to the cylindrical body of the boiler.

Опыт эксплуатации теплообменной секции по полезной модели в составе горизонтального жаротрубного водогрейного котла показал, что при выполнении на части дымогарных труб, размещенных ниже уровня жаровой трубы, многозаходных, спиралевидно направленных канавок и выступов, в том числе канавок трапецеидального профиля на внутренней поверхности дымогарных труб, снижают осаждение накипи на наружные поверхности дымогарных труб и осаждение шлама внутри дымогарной трубы за счет более интенсивной турбулизации потока топочных газов. Дополнительно установленные проволочные спиральные турбулизаторы, направление закручивания витков которых противоположно направлению закручивания многозаходных, спиралевидно направленных канавок, также обеспечивают достижение поставленного результата.The operating experience of the heat-exchange section according to a utility model as part of a horizontal fire-tube boiler has shown that when part of smoke tubes placed below the level of the flame tube, multi-start, spiral-shaped grooves and protrusions, including trapezoidal grooves on the inner surface of the smoke tubes, are reduced scale deposits on the outer surfaces of the smoke tubes and sedimentation of sludge inside the smoke tubes due to more intensive turbulization of the flue gas stream. Additionally installed wire spiral turbulators, the direction of twisting of the turns of which is opposite to the direction of twisting of multi-way, helically directed grooves, also ensure the achievement of the result.

Claims

1. The heat exchange section of a horizontal fire tube tube boiler, including a cylindrical body with end pipe boards, inside which there is a flame tube and smoke tubes fixed in the openings of the tube plates, characterized in that on the inner surface of at least a portion of the smoke tubes located below the level of the flame tube, made multiple, spiral-shaped grooves.

2. The heat exchange part according to claim 1, characterized in that on the outer surface of at least part of the smoke tubes there are additionally spiral-shaped protrusions.

3. The heat exchange part according to claim 1, characterized in that inside at least a part of the smoke tubes located below the level of the flame tube, wire spiral turbulators are additionally installed, the direction of twisting of the turns of which is opposite to the direction of twisting of multi-way, spiral-shaped grooves.