CS258752B1 - (Zařízení pro spalování drobného paliva - Google Patents

Abstract

Zařízeni sestává ze šikmého, otočného válcového a dohořívacího roštu, na kterých současně probíhá vysušeni, odplynění, hoření i dohoření paliva. Sloupky nad topeništěm jsou směrem k odhořívacímu prostoru zúženy a po stranách opatřeny tepelně izolační keramickou hmotou. Přepážkou od topeniště je vytvořen kanálek sekundárního vzduchu, který navazuje na miskové rozvaděče pod sloupky. Nad sloupky kolmo k jejich osám je umístěn přivaděč terciálního vzduchu, čímž dojde k dokonalému promísení splodin s předehřátým sekundárním i terciálním vzduchem.

Description

Vynález se týká zařízení ke spalování plynatých tuhých paliv drobného zrnění v topertištích se soustavou roštů s předehříváním a rozvodem sekundárního i terciálního vzduchu s automatickým přesunem paliva v topeništi.

Dosud známá zařízení pro spalování tuhých paliv zejména v topeništích litinových článkových kotlů neumožňují dokonalé spalování tuhých, drobných, vysoce plynatých paliv nízké kalorické hodnoty. Zařízením pro uvedený způsob spalování jsou topeniště tvořena obvykle jedním pevným, vodou chlazeným roštem, ojediněle s ručně vytřásacím plochým roštem. Taková zařízení neumožňují rovnoměrné hoření. Na roštech těchto zařízení dochází po přiložení paliva postupně k jeho vysušení, odplynění, hořeni a dohoření. V prvních dvou fázích se silně vyvíjí za dosud nízkých teplot ve spalovacím prostoru husté dehtové zplodiny hoření s vysokým obsahem CO, H₂ a spalitelných uhlovodíků, které z uvedených důvodů dokonale neshoří, zapříčiňují dehtování teplosměnných ploch a snižování účinnosti jednak vlivem nedokonalého hoření a jednak vlivem špatného přestupu tepla na zadehtovaných a zasazovaných stěnách. U topeništ topných kotlů je rovnoměrnost spalování částečně řešena pomocí pásových roštů, které však potřebují vysoký tah, přídavná zařízení pro rozrušení vrstvy paliva na páse, ale u topeništ litinových článkových kotlů vlivem jejich stavebnicového systému nemůže být takové zařízení použito.

Známá topeniště kotlů na tuhá paliva nejsou konstrukčně vybavena zařízením umožňujícím způsob dokonalého dohoření zplodin i ve fázi vysoušení a odplynění paliva,'tj. dostatečným volným prostorem nad vrstvou paliva dostatečným přívodem sekundárního, případně terciálního vzduchu nad vrstvu paliva do místa s co nejvyšší teplotou, uspořádáním topeniště tak, aby si zplodiny hořeni přisály dostatečné množství přídavného vzduchu, došlo k intenzivnímu promíchán zplodin se vzduchem a dokonalému dohoření s malým přebytkem vzduchu. U topeništ zejména litinových článkových kotlů je sekundární vzduch většinou přiváděn kanálky mezi jednotlivými články nad povrch paliva. Při odplyňování je v tomto prostoru poměrně nízká teplota a přidávaný vzduch ještě ochladí a zředí plyny, směs při daných nízkých teplotách nemůže dokonale dohořet, ve spalinách zůstávají neshořené plyny, jako CO, H₂ a různé uhlovodíky a vedle toho je ve spalinách vysoký přebytek vzduchu, nízký obsah C0₂, zvyšuje se komínová ztráta a dále se snižuje účinnost hořeni. Sekundární vzduch se většinou nepředehřívá, dohořívací prostory jsou nedostatečně dimenzovány, proto je v těchto současných zařízeních možno ekonomicky splovat pouze tříděné, málo plynaté kvalitní uhlí. Jsou známé konstrukce kotlů u kterých je některá podmínka z uvedených způsobů spalování plynatého uhlí splněna, ovšem není zde možno spalovat nízkokalorické uhlí s vysokým podílem prachového uhlí.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro spalování drobného paliva v topeništích se soustavou roštů podle vynálezu zejména netříděného nízkokalorického hnědého uhlí, případně drobného dřevního odpadu nebo jiného drobného odpadů, kde je topeniště tvořeno soustavou šikmého nebo sedlového roštu, otočného válcového roštu,a dohořívacího roštu výkyvné upevněného a umístěného pod otočným válcovým roštem, kde proti šikmému, nebo sedlovému roštu je umístěno nastavitelné lomené hradítko. Kanálek pro přívod a předehřívání sekundárního vzduchu je ohraničen přepážkou od topeniště, jehož podstata spočívá v tom, že rozvaděče sekundárního vzduchu jsou umístěny pod sloupky mezi topeništěm a spalovacím prostorem. Tyto sloupky se zužuji směrem od topeniště ke spalovacímu prostoru a jsou po bocích opatřeny tepelně izolační keramickou hmotou. Štěrbiny mezi jednotlivými sloupky se směrem do spalovacího prostoru rozšiřují a tvoří řadu difuzorů. Nad řadou sloupků je po celé hloubce spalovacího prostoru kolmo na osy sloupků umístěn přivaděč terciálního vzduchu. Stěny spalovacího prostoru jsou zčásti opatřeny ohnivzdornou izolací.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že štěrbiny mezi sousedními sloupky tvoří difuzory, které svým difuzním účinkem zrychlují proudění plynů z topeniště do spalovacího prostoru, přičemž v nejužším místě, kde je největší rychlost proudění se intenzivně přisává předehřátý sekundární vzduch z drážek rozvaděčů,,umístěných pod sloupky. Tepelně izolační keramická hmota, kterou jsou opatřeny boky sloupků zlepšuje podmínky hořeni, hořící plyny smíchané se sekundárním vzduchem se neochlazují od vodou ochlazených stěn. Přivaděč pro terciální vzduch svým umístěním napříč spalovacího prostoru má velmi dobrý vliv na rozvíření a důkladné promíseni plynů se sekundárním a terciálním vzduchem a dokonalé dohoření zplodin v tepelně izolovaném spalovacím prostoru.

Na připojených výkresech jsou znázorněny dva příklady provedení zařízeni pro spalování drobného paliva v litinových článkových kotlech podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení jednostranné, se šikmým roštem, nakreslené v řezu rovinou B-B, na obr. 2 je nakreslena část .zařízeni v řezu rovinou A-A, na obr. 3 je uveden jiný příklad zařízení se sedlovým roštem místo roštu šikmého a dvěma řadami otočných válcových roštů.

Zařízení pro spalování drobného plynatého tuhého paliva je tvořeno kotlovým tělesem 2, jehož součástí je zásobník 2 na palivo. U jednostranného provedení podle obr. 1 a 2 je zásobník 2 tvořen násypníkem au dvouřadého provedení naznačenéh na obr. 3 prostorem mezi dvěma řadami kotlového tělesa 2· Dno zásobníku 2 u jednostranného provedení podle obr. 1 tvoří' skluz 2 ^a šikmý rošt 4.· ^u dvouřadého provedení podle obr. 3 sedlový rošt 23.· Šikmý rošt 4 navazuje na otočný válcový rošt 5 po jehož obvodu jsou podélně vytvarované lišty 6.· Sedlový rošt 23 u dvouřadého provedení navazuje na dva otočné válcové rošty 5. Pod každým otočným válcovým roštem 2 3^e šikmo umístěn dohořívací rošt 7_, který je výkyvné upevněn na kotlovém tělese 2· ^Ve spodní části zásobníku 2 je podélně, rovnoběžně s osou otočného válcového roštu 2 umístěno lomené hraditko 22. Topeniště 25 a spalovací prostor 17 rozděluje řada yodou chlazených sloupků 12, které jsou po svých bočních stranách vymazány tepelně izolační keramickou hmotou 16. Sloupky 15 se směrem od topeniště zužují tak, že štěrbiny mezi jednotlivými sloupky 15 tvoří řadu difuzorů 24. Spalovací prostor 17 je opatřen ohnivzdornou izolací 21. K regulaci množství spalovacího vzduchu slouží dusivka 2 umístěna na straně popelníku 2· ^Pro regulaci množství sekundárního vzduchu slouží škrticí klapka 10. Kanálek 11 pro přívod sekundárního vzduchu je od topeniště 25 oddělen přepážkou 12. Na tento kanálek 11 jsou napojeny miskové rozvaděče 13, které jsou umístěny pod jednotlivými sloupky 15. Miskové rozvaděče 13 mají po svém obvodu, kterým přiléhají ke sloupkům 25. drážky 14.

Ve spalovacím prostoru 17 je nad sloupkem 15 po celé hloubce spalovacího prostoru umístěn přivaděč 18 terciálního vzduchu, který je po celé délce opatřen otvory 20· Přivaděč 18 terciálního vzduchu je opatřen regulačními kroužky 19.

Palivo nasypané do zásobníku 2 dopadne na skluz 2» nebo u dvouřadé verze na sedlový rošt 23 a, ve vrstvě, jejíž síla je předem nastavena lomeným hraditkem 22, které je nastavitelné ve vertikálním: směru, podle druhu paliva. Pro drobné palivo je lomené hraditko 22 spuštěno dolů, aby vrstva paliva byla nízká. Pro hrubozrnné palivo je lomené hraditko 22 posunuto směrem nahoru a vrstva paliva je silnější. Na skluzu 2 ^a šikmém roštu 4, nebo sedlovém roštu 23, dochází k vysušení a odplynění paliva. Při příliš silné vrstvě paliva drobného zrnění by došlo k přílišnému vývinu hustých dehtových plynů, které by v topeništi 25 a spalovacím prostoru 17 nestačily dohořet a zadehtovaly by vodou chlazené stěny. Příliš nízká vrstva hrubozrnného paliva zapříčiní vysoký přebytek vzduchu a nízkou účinnost. Lomené hradítko 22 zvětší volný prostor topeniště 25 a usměrní plyny z paliva na šikmém roštu 4 nad vrstvu paliva na otočném válcovém roštu 2 do místa, kde palivo intenzivně hoří a kde je vysoká teplota. Otočný válcový rošt 2 ^{se v} určitých, předem stanovených intervalech pootočí o zlomek otáčky, jeho podélně vytvarované lišty 6 posunou vrstvu odplyněného paliva do topeniště 25, kde palivo na otočném válcovém roštu 2 postupně shoří. Při dalším otáčení je vrstva prohořeného paliva posunuta na dohořívací rošt 7_, kde dohoří větší kusy paliva, které na otočném válcovém roštu 2 nestačily shořet. Popel a škvára je z dohořívacího roštu 2 postupně při jeho periodickéjm protřásání shrnována do popelníku 2· Primární i sekundární vzduch je přiváděn dusivkou 2 do popelníku 2 ^a k palivu přes šikmý rošt £, otočný válcový rošt 5 a dohořívací rošt T_. Část spalovacího vzduchu je přivedena kanálkem 11 do rozvaděče 13 jako sekundární vzduch.

Množství sekundárního vzduchu je regulováno škrticí klapkou 10. Proudící sekundární vzduch je intenzivně ohříván žárem z topeniště 25 přes přepážku 12 i v rozvaděčích 13 sekun2S8752 dárního vzduchu. Zplodiny hořeni jsou tahem komína nasávány z topeniště 25 do spalovacího prostoru 17 mezi sloupky 15, které mezi sebou vytvářejí difuzory 24, ve kterých vzniká při proudění zplodin hoření podtlak, vlivem kterého je drážkami 14 v rozvaděčích 13 přisáván předehřátý sekundární spalovací vzduch. Tepelně izolační hmota 16 izoluje vodou chlazené sloupky 15, proto zde dochází ke zvyšování teploty hořící směsi zplodin hoření a spaloavcího vzduchu, která narazí na přivaděč 18 terciálního vzduchu, důkladně se rozvíří, přisaje si přes otvory 20. potřebné množství terciálního vzduchu, ve spodní části spalovacího prostoru 17 opatřené ohnivzdornou izolací 21 se promíchají a dokonale shoří. Horké spaliny vstupují do konvekční části 26, kde odevzdají své teplo topnému médiu.

Uvedené zařízení pro spalování tuhého paliva v topeništi se soustavou roštů podle vynálezu je vhodné nejen pro topeniště litinových článkových kotlů, jak je uvedeno v příkladech, ale dá se výhodně použit u ocelových konstrukcí kotlů, v agregátech pro teplovzdušné topení i topeništích průmyslových pecí, sušáren apod., kde se topí plynatými tuhými palivy.

Claims (1)

1. Zařízení pro spalování drobného paliva obsahující topeniště s předehříváním a rozvodem sekundárního i terciálního vzduchu, s automatickým přesunem paliva v topeništi, umožňující spalování plynatých uhlí o třídění kostka až hrášek s obsahem až 50 % prachového uhlí, kde lomené hradítko je umístěno nad šikmým roštem, který navazuje na automaticky řízený otočný válcový rošt, pod kterým je výkyvně upevněn šikmo položený dohořívaoí rošt, kde topeniště je od spalovacího prostoru odděleno sloupky a kde přepážka odděluje od topeniště kanálek sekundárního vzduchu, vyznačující se tím, že do kanálku (11) sekundárního vzduchu jsou zaústěny miskové rozvaděče (13) umístěné pod sloupky (15), opatřené drážkami (14) , nad sloupky (15) je po celé hloubce spalovacího prostoru (17) kolmo k osám sloupků (15) umístěn přivaděč (18) terciálního vzduchu opatřený otvory (20) a regulačními kroužky (19), přičemž sloupky (15) se směrem od topeniště (25) ke spalovacímu prostoru zužuji a jsou po bočních stranách opatřeny tepelně izolační keramickou hmotou (16).