***** <«*• * Twórcawynalazku: Zygmunt Marczak Uprawniony zpatentu tymczasowego: Zygmunt Marczak, Poznan (Polska) Kociol wodno-parowy trwalopalny do spalania odpadów komunalnych i niskokalorycznych paliw stalych oraz mialu weglowego.Przdmiotem wynalazku jest kociol wodno-parowy trwalopalny do spalania odpadów komu¬ nalnych i niskokalorycznych paliw stalych oraz mialu weglowego z dolnym ukladem spalania, a zwlaszcza z komora zasypu i spalania o duzej objetosci.Znane i stosowane sa piece grzewcze do spalania odpadów komunalnych wzgednie do spalania innych odpadów na przyklad surowców palnych lub zuzytych wyrobów. Znany jest piec grzewczy wedlug zgloszenia PRL nr P-222 609 T. Ma on nad prostopadloscienna komora paleniskowa, o powierzchni podstawy mniejszej od powierzchni sciany bocznej, odrebny pojemnik na paliwo, uklsztaltowany lekko stozkowo ku górze, polaczony bezposrednio z komorapaleniskowa. Wylot z komory paleniskowej usytuowany jest w linii rusztu i paleniska, w tylnej scianie komory i laczy poprzez czlon dopalacza, komore paleniskowa z komora dodkladnego spalania. Czlon dopalacza stanowi rodzaj splaszczonego kanalu i ma w bocznych scianach dysze skierowane przeciwnie wzgledem siebie i pod katem 45° w stosunku do plaszczyzny sciany i do osi symetrii dopalacza.Dysze polaczone sa z dmuchawa powietrza doprowadzonego do dopalacza. Komora dokladnego spalania ma objetosc wieksza co najmniej czterokrotnie od objetosci czlonu dopalacza i laczy sie z systemem wymienników ciepla oraz przewodem kominowym.Znane sa równiez inne kotly wodno-parowe trwalopalne do spalania odpadów, a w szczegól¬ nosci niskokalorycznych paliw stalych oraz mialu weglowego, jak na przyklad wedlug zgloszenia PRL P-229 662. Kociol wedlug tego zgloszenia ma równiez co najmniej dwie komory paleniskowe.Jedna komora ma w sciankach bocznych i tylnej dysze doprowadzajace powietrze przez kolektory umieszczone w przestrzeni wodnej. Jako wymienniki ciepla kociol ma zespól plyt grzejnych umieszczony z tylu za komorami paleniskowymi. Nad zespolem plyt grzejnych znajduje sie górna dymnica z trzema uchylnymi przepustnicami, a pod tym zespolem plyt znajduje sie dolna dymnica z dwiema uchylnymi przepustnicami. Dla zmiany objetosci komory paleniskowej, ruszt osadzony jest wahliwie w taki sposób, ze os przedniej ramy rusztu stanowi os obrotu, natomiast tylna rama rusztu przyjmuje polozenie od poziomego polozenia rusztu do pochylego, w którym wraz z tylna rama podnoszony jest tyl rusztu do wysokosci ograniczonej dolna krawedzia tylnej sciany komory paleniskowej. Wraz z tylna rama podnoszona jest zamocowana do tej ramy przednia, dolna2 130 169 przepustnica przeslaniajaca dolna dymince. Komora popielnikowa ma z obu boków drzwiczki o wymiarze sciany bocznej popielnika przez które, po usunieciu przegród stalej i uchylnej popielnika, yprowadza sie przystawke z ruchomym rjusztem, dla opalania kotla mialem weglowym.Te znane rozwiazania wykazuja szereg niedogodnosci i wad. W szczególnosci znaczne roz¬ miary kotlów i palenisk jakie wymagane sa dla spalania zwlaszcza odpadów komunalnych nastre¬ czaja znaczne trudnosci w realizacji, jak na przyklad wstrzymanie naporu na palenisko duzej masy weglowej i objetosciowej odpadów, nietrwalosc takich elementów zeliwnych paleniska jak ruszty, wobec wysokiej temperatury paleniska, a nade wszystko mozliwosc odbioru ciepla powyzej 1 Gcal/h przez elementy grzejne. Znane ruszty ruchome stosowane w znanych kotlach nie rozwia¬ zuja innych wspomnianych wad i niedogodnosci w eksploatacji kotlów. Kotly z odrebna komora zasypu o duzej pojemnosci wedlug opisu zgloszenia PRL-222609T nie rozwiazuja naporu masy zasypowej na palenisko. Czlon dopalacza laczacy w poziomie palenisko i komore zasypowa z komora dokladnego spalania, w której usytuowane sa elementy grzejne i przewód kominowy ograniczaja ilosc odbieranego ciepla w stosunku do ilosci ciepla wytworzonego lacznie w trzech komorach spalania, w szczególnosci sume ciepla wytworzonego w palenisku pod komora zasy¬ powa. Nadto doprowadzane dyszami, rozmieszczonymi na powierzchniach wewnetrznych czlonu dopalacza, zimnego powietrza pod znacznym cisnieniem, z odrebnej dmuchawy, nie sprzyja przenoszeniu ciepla do komory dokladnego spalania. Usytuowanie dolnej sciany czlonu dopalacza na jednym poziomie z rusztem paleniska powoduje,przy bezposrednim nacisku masy zasypowej na palenisko, przetlaczanie zaru i zuzla do czlonu dopalacza i zapychanie splaszczonej gardzieli przelotowej czlonu dopalacza, niwelujac tym samym skutecznosc dzialania tego dopalacza. Znane konstrukcje kotlów nie spelniaja zatem wymogów stawianych kotlom do spalania odpadów komunalnych o róznej wartosci opalowej, a szczególnie o niskiej wartosci opalowej, o róznej granulacji i wielkosci odpadów.Celem wynalazku jest konstrukcja kotla eliminujaca wady i niedogodnosci znanych dotych¬ czas kotlów do spalania odpadów. W szczególnosci taka konstrukcja, która spelni stawiane wymagania kotlom do spalania odpadów komunalnych jak: ograniczenie do minimum emisji niespalonych czesci do atmosfery przez zapewnienie wysokiej sprawnosci spalania w wysokich temperaturach, zastosowanie paleniska z dolnym ukladem spalania przy zachowaniu wymaganych warunków podawania paliwa do paleniska w taki sposób aby nie nastepowalo tlumienie zaru, zapewnienie doplywu powietrza z nadmiarem do komory spalania, uwzglednienie wymogu duzej powierzchni wymiany ciepla oraz elementów grzejnych latwych do mechanicznego czyszczenia, a takze do samoczyszczenia przez intensywne sektorowe przepalanie. Kociol spelnia takze wymaga¬ nia pod wzgledem bezpieczenstwa i higieny pracy oraz prostej obslugi.Cel ten osiagnieto konstrukcja kotla wedlug wynalazku z dolnym ukladem spalania z komora zasypowa i komora spalania otoczonymi elementami grzejnymi, z przesuwnym w poziomie i przestawnym w pionie rusztem chlodzonym woda, z zespolem dzwigni na czolowej scianie kotla do przesuwania i przestawiania tego rusztu oraz z górna i dolna dymnica, w których osadzone sa uchylne przepustnice, przy czym zasilanie powietrzem komory spalania nastepuje od strony komory popielnikowej. W szczególnosci kociol ma w komorze spalania wbudowany otwarty od dolu nad rusztem kanal zbierajacy spaliny, w którego scianach bocznych, zewnetrznych od strony dolnych dymnic, na wysokosci tych dymnic, wykonane sa boczne otwory, przy których zamoco¬ wane sa uchylne przepustnice. Kanal zbierajacy spaliny ma ponadto w scianach zewnetrznych otwory napowietrzania usytuowane ponizej komory popielnikowej, ponizej kanalu zbierajacego spaliny, na szerokosci tego kanalu, usytuowane sa dodatkowe dysze napowietrzania. Na kanale zbierajacym spaliny ulozone sa obrotowo, wzgledem ich osi wzdluznych, co najmniej dwie opo¬ rowe belki o przekroju prostokatnym, wstrzymujace napór masy zasypowej na palenisko. Belki oporowe chlodzone sa woda z ukladu wodnego kotla. W przypadku stosowania mialu weglowego lub sypkich odpadów komunalnych, jako masy opalowej, na kanale zbierajacym spaliny ulozona jest plyta sitowa w miejsce belek oporowych. Jest ona chlodzona woda, z ukladu kotlowego, tak jak belki oporowe. Plyta sitowa ma otwory o zmiennym przekroju czynnym. Zmiane przekroju czynnego zapewniaja plyty przeslonowe z otworami, oddzielnie dla kazdego rzedu otworów plyty sitowej osadzone przesuwnie pomiedzy elementami prowadzacymi, mocowanymi do plyty sitowej.130 169 3 Plyty przeslonowe maja od strony czolowej lacznik pretowy polaczony na zewnatrz kotla z dzwignia mocowana na czolowej scianie kotla. W komorze popielnikowej osadzonyjest na rolkach mimosrodowych, przesuwny w poziomie i przestawny w pionie ruszt chlodzony woda, którego zasilanie jest polaczone z wodnym ukladem kotlowym. Zasilanie zrealizowane jest za pomoca przewodów cisnieniowych polaczonych z elementami rurowymi, które jednym koncem polaczone sa z króccami osadzonymi w ramach obu bocznych scianek rusztu. Elementy rurowe maja dlugosc wieksza od polowy dlugosci rusztu, przy czym sa one drugim koncem wyprowadzane na zewnatrz scian bocznych komory paleniskowej, suwliwie poprzez obejmy z przeslonami, które sadzone sa równiez suwliwie w tych scianach, lecz suwliwie w pionie. Elementy grzejne kotla maja ksztalt plytowy i usytuowane sa z dwóch stron komory zasypowej oraz spalania. W kazdej górnej dymnicy, pod elementami grzejnymi, usytuowane sa po trzy uchylne przepustnice, jedna od strony kanalu zbierajacego spaliny, druga po srodku dymnicy, a trzecia w wylocie do czopucha.Konstrukcja kotla wedlug wynalazku umozliwia w praktyczny i prosty sposób utrzymanie najkorzystniejszych warunków spalania odpadów komunalnych, wegla kamiennego, wegla bru¬ natnego, niskokalrycznego wegla kamiennego oraz mialu weglowego, poprzez regulowanie obje¬ tosci komory paleniskowej, samoczynne regulowanie zasypu paleniska, mechaniczne przesuwanie i oczyszczanie rusztu o podwojonej powierzchni w stosunku do powierzchni komory paleniskowej.Ponadto dzieki zastosowaniu odpowiedniego ukladu uchylnych przepustnic dla dolnej i górnej dymnicy i utworzenie tym samym tak zwanych sektorów, istnieje mozliwosc zmiany kierunku i dlugosci drogi przeplywu spalin, a takze przy dodatkowym napowietrzeniu i odpowiednim stero¬ waniu przeplywem spalin istnieje mozliwosc samooczyszczenia szczelin pomiedzy plytami grzej¬ nymi. Samooczyszczenie szczelin spalinowych w poszczególnych sektorach wymienników ciepla nastepuje w rezultacie zwiekszenia czterokrotnie natezenia i szybkosci przeplywu ognia i spalin w stosunku do przeplywu wszystkimi szczelinami jednoczesnie. Dla przypadku lepszego wykorzysta¬ nia ciepla spalania, przy wymuszonym silnym ciagu kominowym mozna podwoic droge przeplywu spalin przymykajac i otwierajac odpowiednie uchylne przepustnice w taki sposób, ze spaliny skierowuje sia w góre w pierwszych sektorach i w dól w drugich sektorach do dolnych wylotów obu bocznych czopuchów. Te konstrukcje i funkcjonalne zalety umozliwiaja uzyskanie duzej wydaj¬ nosci cieplnej, na przyklad do okolo 15Mcal/m2/h przy sprawnosci spalania okolo 80%. Kociol o zewnetrznych gabarytach 9X 3X4m, z powierzchnia rusztu 9 + 9m2 i komora zasypu o objetosci 30 m3 oraz w wymiennikami ciepla o powierzchni lacznej 540 m2, moze spalic prawidlowo na godzine okolo 8 ton odpadów komunalnych o wartosci opalowej okolo 1 Mcal/kg, co daje okolo 8000 Mcal/h.Przedmiot wedlug wynalazku uwidoczniono w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 obrazuje widok kotla w przekroju wzdluznym, z belkami oporowymi na kanale zbierajacym spaliny, fig. 2 w widoku z boku od strony wylotów dymnic, fig. 3 czesc srodkowa kotla w przekroju wzdluznym z plyta sitowa chlodzona woda, nalozona na kanale zbierajacym spaliny w miejsce belek oporowych, fig. 4 widok z góry plyty sitowej z rozkladem otworów w rzedach i z nalozonymi plytami przeslonowymi, przy czym srodkowa plyta jest przesunieta tak, ze przymyka czesciowo otwory srodkowego rzedu, natomiast fig. 5 przedstawia fragment komory zasypowej w przekroju wzdluznym oraz komory paleniskowej z czescia rusztu i usypanymi stozkami mialu lub mialu z groszkiem, przy otwartych otworach plyty sitowej, a fig. 6 fragment srodkowy kotla w widoku od czola z dzwigniami przesuwu plyt przeslonowych i ukladem dzwigni przestawiania rusztu.Kociol w przykladzie wykonania ma wielkogabarytowy korpus dwuscienny z przeplywem wody. Wyodrebnia sie w nim cztery czlony. Korpus zasadniczy 1 z komora zasypowa 2, z komora spalania 3 wraz z otwartym od dolu kanalem 4 zbierajacym spaliny, na którym ulozone sa obrotowo wzgledem ich osi wzdluznych za posrednictwem mechanizmu 5 dwie oporowe belki 6 i 7, o przekroju prostokatnym, chlodzone woda z ukladu kotlowego, lub w innym wykonaniu ulozona jest plyta sitowa 8, której otwory 9 maja zmienny przekrój czynny poprzez plyty przeslonowe 10, przy czym plyta sitowa chlodzona jest woda równiez z ukladu kotlowego. Drugi czlon stanowi komora popielnikowa 11, o szerokosci równej w przyblizeniu trzem szerokosciom korpusu zasad¬ niczego. W tej komorze, na rolkach mimosrodkowych 12 mocowanych parami na wspólnych4 130 169 walkach, jest osadzony ruszt 13 przesuwny w poziomie i przestawny w pionie, chlodzony woda z ukladu kotlowego. Trzecimczlonem sa usytuowane z jednego boku komory zasypowej 2 i komory spalania 3 elementy grzejne 14 o ksztalcie plytowym wraz z górna dymnica, w której osadzone sa dwie uchylne przepustnice 15 i 16 oraz z dolna dymnica, w której usytuowane sa trzy uchylne przepustnice 17, 18 i 19. Czwarty czlon zawiera takie same elementy grzejne 14 oraz górna i dolna dymnice wraz z uchylnymi przepustnicami 15,16, 17, 18 i 19 lecz usytuowane na drugim, przeciw¬ leglym boku komór zasypowej i spalania. Stanowi wiec lustrzane odbicie czlonu trzeciego. W czlonie pierwszym kotla, kanal 4 zbierajacy spaliny, otwarty od dolu, ma w scianach zewnetrznych od strony dolnych dymnic boczne otwory 20 i 21, przy których sa zamocowane uchylne przepust¬ nice 17. Ponadto kanal zbierajacy spaliny ma w scianach zewnetrznych otwory napowietrzania 22.Sa one usytuowane ponizej dolnej krawedzi dolnej dymnicy.W przypadku kotla z plyta sitowa, ulozona na kanale 4 w miejce oporowych belek 6 i 7, plyta sitowa ma przykladowo trzy rzedy po trzy otwory 9. W kazdym rzedzie pomiedzy elementami prowadzacymi 23 osadzone sa przesuwnie plyty przeslonowe 10 z otworami 24 o srednicy równej srednicy otworów 9 plyty sitowej i rozmieszczeniu równym rozmieszczeniu tych otworów 9 w rzedzie. Kazda plyta przeslonowa ma od strony czolowej lacznik pretowy 25, polaczony na zewnatrz kotla z dzwignia 26 mocowana na czolowej scianie kotla. Równiez na czolowej scianie kotla, na poziomie komory popielnikowej mocowane sa dzwignie 27obrotu rolek mimosrodowych 12, na których osadzony jest ruszt 13. Dzwignie 27 sprzegniete sa lacznikiem 28. Ruszt 13 przesuwny w poziomie i przestawny w pionie ma w ramach 29 i 30 scianek bocznych krócce 31 i 32- W króccach tych mocowane sa elementy rurowe 33 i 34. Kazdy z tych elementów rurowych ma dlugosc wieksza od polowy dlugosci rusztu i jest wyprowadzony jednym koncem na zewnatrz komory popielnikowej 11, poprzez sciany boczne tej komory. W scianych bocznych wykonane sa wzdluzne otwory pionowe, w których osadzone sa suwliwie obejmy 35 i 36 z przeslonami 37 i 38, przymykajacymi otwory w scianach. Poprzez te obejmy wyprowadzone sa na zewnatrz konce elementów rurowych. Przy przestawianiu rusztu w pionie elementy rurowe przesuwaja sie wraz z obejmami i przeslonami w otworach pionowych. Przy przesuwaniu rusztu w poziomie elementy rurowe przesuwaja sie w obejmach. Chlodzenie rusztu woda z zasilania wodnego ukladu kotlowego odbywa sie w ten sposób, ze element rurowy 33 osadzony jednym koncem poprzez króciec 31 w górnej czesci ramy 29, polaczony jest przewodem cisnieniowym 39 poprzez drugi koniec elementu rurowego z górnym króccem 40 wodnym elementów grzejnych 14. Natomiast element rurowy 34 osadzony jednym koncem, poprzez króciec 32 w dolnej czesci ramy 30, jest polaczony przewodem cisnieniowym 41 poprzez drugi koniec tego elementu rurowego z dolnym króccem 42 wodnym elementów grzejnych 14.Zastrzezenia patentowe 1. Kociol wodno-parowy trwalopalny do spalania odpadów komunalnych i niskokalory- cznych paliw stalych oraz mialu weglowego, z dolnym ukladem spalania, z komora zasypowa i komora spalania otoczonymi elementami grzejnymi, z przesuwnym w poziomie i przestawnym w pionie rusztem chlodzonym woda i z zespolem dzwigni na czolowej scianie do przesuwania i przestawiania tego rusztu oraz z górna i dolna dyminica, w których osadzone sa uchylne przepust¬ nice, przy czym zasilanie powietrzem komory spalania nastepuje od strony komory popielnikowej, znamienny tym, ze komora spalania ma otwarty od dolu kanal (4) zbierajacy spaliny, przy czym w scianach zewnetrznych od strony dymnic kanal ma boczne otwory (20, 21), przy których zamoco¬ wane sa uchylne przepustnice (17), kanal zbierajacy spaliny ma ponadto w scianach zewnetrznych otwory napowietrzania (22) usytuowane ponizej dolnej krawedzi dolnej dymnicy, natomiast na kanale zbierajacym spaliny ulozone sa obrotowo, wzgledem ich osi wzdluznych, co najmniej dwie oporowe belki (6, 7) o przekroju prostokatnym, chlodzone woda z ukladu kotlowego, równiez przesuwny i przestawny ruszt chlodzony jest woda, a jego zasilanie jest polaczone z zasilaniem wodnym ukladu kotlowego poprzez przewody cisnieniowe (39, 41) i osadzone w ramach (29, 30) scianek bocznych, krócce (31, 32) z elementami rurowymi (33, 34), o dlugosci wiekszej od polowy dlugosci rusztu, przy czym te elementy rurowe wyprowadzone sa na zewnatrz scian bocznych130 169 5 komory paleniskowej, suwliwie poprzez obejmy (35, 36) z przeslonami (37, 38), osadzone równiez w tych scianach, lecz suwliwie w pionie. 2. Kociol wodno-parowy trwalopalny do spalania odpadów komunalnych i niskokalory- cznych paliw stalych oraz mialu weglowego, z dolnym ukladem spalania, z komora zasypowa i komora spalania otoczonymi elementami grzejnymi, z przesuwnym w poziomie i przestawnym w pionie rusztem chlodzonym woda i z zespolem dzwigni na czolowej scianie do przesuwania i przestawiania tego rusztu oraz z górna i dolna dymnica, w których osadzone sa uchylne przepust- nice, przy czym zasilanie powietrzem komory spalania nastepuje od strony komory popielnikowej, znamienny tym, ze komora spalania ma otwarty od dolu kanal (4) zbierajacy spaliny, przy czym w scianach zewnetrznych od strony dymnic kanal ma boczne otwory (20, 21) przy których zamoco¬ wane sa uchylne przepustnice (17), kanal zbierajacy spaliny ma ponadto w scianach zewnetrznych otwory dopowietrzania (22) usytuowane ponizej dolnej krawedzi dolnej dymnicy, natomiast na kanale zbierajacym spaliny ulozona jest plyta sitowa (8), której otwory (9) maja zmienny przekrój czynny poprzez plyty przeslonowe (10), plyta sitowa chlodzona jest woda z ukladu kotlowego, równiez przesuwny i przestawny ruszt chlodzony jest woda, a jego zasilanie jest polaczone z zasilaniem wodnym ukladu kotlowego poprzez przewody cisnieniowe (39, 41) i osadzone w ramach (29, 30) scianek bocznych, krócce (31, 32) z elementami rurowymi (33, 34), o dlugosci wiekszej od polowy dlugosci rusztu, przy czym te elemty rurowe wprowadzone sa na zewnatrz scian bocznych komory popielnikowej, suwliwie poprzez obejmy (35, 36) z przeslonami (37,38), osadzone równiez w tych scianach, lecz suwliwie w pionie. 3. Kociol wodno-parowy trwalopalny do spalania odpadów komunalnych i niskokalory- cznych paliw stalych oraz mialu weglowego wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze na plycie sitowej (8) chlodzonej woda, pomiedzy elementami prowadzacymi (23), osadzone sa przesuwnie plyty przeslo¬ nowe (10) z otworami (24), oddziene dla kazdego rzedu otworów plyty sitowej, majace od strony czolowej lacznik pretowy (25) polaczony na zewnatrz kotla z dzwignia (26) mocowana na czolowej scianie kotla. 4. Kociol wodno-parowy trwalopalny do spalania odpadów komunalnych i niskokaloryczu- nych paliw stalych oraz mialu weglowego wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elementy grzejne usytuowane z dwóch stron komory zasypowej i spalania maja ksztalt plytowy, przy czym w kazdej górnej dymnicy osadzone sa po dwie uchylne przepustnice (15, 16), jedna po srodku dymnicy, a druga w wylocie do czopuch, natomiast w kazdej dolnej dymnicy usytuowane sa po trzy uchylne przepustnice (17, 18, 19), jedna od strony kanalu (4) zbierajacego spaliny, druga po srodku dymnicy, a trzecia w wylocie do czopucha. 5. Kociol wodno-parowy trwalopalny do sjpalania odpadów komunalnych i niskokalory- cznych paliw stalch oraz maialu weglowego wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze elemetny grzejne usytuowane ztiwóch^tron komory zasypowej i spalania maja ksztalt plytowy, przy czym w kazdej górnej dymnicy osadzone sa po dwie uchylne przepustnice (15, 16), jedna po srodku dymnicy, a druga w wylocie do czopucha, natomiast w kazdej dolnej dymnicy usytuowane sa po trzy uchylne przepustnice (17, 18, 19), jedna od strony kanalu (4) zbierajacego spaliny, druga po srodku dymnicy, a trzecia w wylocie do czopucha.130169 Fia3 W Fig.6130169 2/ Ti, Z PL