RU13917U1 - Устройство для сжигания твердого топлива - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДШ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Устройство предназначено для выработки тепловой энергии путем сжигания твердого топлива, например, древесных отходов, которое может использоваться для нагрева воды в котлах, воздуха в теплогенераторах сушильных камер, калориферах отопления жилых и производственных зданий и т.д.

При создании полезной модели решалась задача упрощения конструкции аналогичных устройств при сохранении или повьшеНИИ тепловой мощности. Для этого горелочное устройство расположено тангенциально относительно камера сгорания, шнек подачи топлива размещен в амбразуре горелочного устройства, камера сгорания или часть ее, расположенная напротив горелочного устройства, выполнена криволинейной, камера сгорания снабжена соосно расположенной с ней наружной воздушной рубашкой, амбразура горелочного устройства соединена с воздушной рубашкой, воздушная рубашка соединена с дутьевым вентилятором, воздушная рубашка соединена отверстием с частью камеры сгорания, расположенной ниже колосниковой решетки.

6 пунктов формулы 1 Фиг.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЖВА

Устройство предназначено для выработки тепловой энергии путем сжигания твердого топлива, например, древесных отходов, которое может использоваться для нагрева воды в котлах, воздуха в теплогенераторах сушильных камер, калориферах отопления жилых и производственных зданий и т.д.

Известно устройство для сжр1гания твердого топлива (пат. №2037097 RU, ШК F23B1/36, 1992), содержащее камеру сгорания, колосниковую решетку, установленную в нижней части камеры сгорания, топливный бункер, устройство подачи топлива, выполненное в виде поворотного плунжера, дутьевой вентилятор, соединенный с камерой сгорания через нижнюю часть бункера и колосниковую решетку.

Данное устройство обеспечивает э(|х|)ективное сжигание твердого топлива. Однако, механизм подачи твердого топлива, включающими мотор-редуктор, поворотный плунжер с опорами, в условиях высоких температур, попадания в него пыли, золы, газообразных продуктов термического разложения топлива не может быть достаточно надежным в эксплуатации. Кроме того, сжигание топлива на колосниковой решетке не достаточно, щтенсивно из-за доступа кислорода лиш1. к небольшой части топ-. лива (горение идет в основном на поверхности слоя).

Известно устройство для сжигания твердого топлива (пат.Н 2015450 RU, МПК Г23В1/38, 1991 г.), содержащее цилиндрическую камеру сгорания, снабженную тангенциально расположенным соплом, гавовыпускным окном и колосниковой решеткой, расположенной с йзменяющшся от 45° до 12- углом наклона к горизонту, топливный бункер, устройство подачи топлива, выполненное в виде опускной шахты, соединяющей бункер с камерой сгорания через колосниковую решетку, дутьевой вентилятор, соединенный с камерой сгорания через сопло и колосниковую решетку.

Данное устройство обеспечивает полное сгорание сыпучего твердого топлива. К недостаткам данного устройства, выбранного автором в качестве прототипа, можно отнести следуюш;ее. в камеру сгорания через сопло подается холодный воздух, что снижает удельную тепловую мощность устройства. Для подачи подогретого воздуха требуется специальный теплообменник, что усложняет конструкцию. Кроме того, подача топлива из бункера в камеру сгорания под действием гравитационных сил не обеспечивает равномерности его поступления, что приводит при избытке топлива к его неполному сгоранию и обусловливает необходимость камеры дожигания.

Задача, которая решалась при создании полезной модели, была связана с упрощением конструкции устройства для снижения себестоимости его изготовления и эксплуатационных издержек при сохранении или повышении тепловой мошдости устройства.

Поставленная задача решается тем, что горелочное устройство расположено тангенциально относительно оси камеры сгорания, шнек подачи топлива размещен в амбразуре горелочного устройства.

Кроме того, стенка камеры сгоранр я или ее часть, расположенная напротив горелочного устройства, выполнена криволинейнои.

Кроме того, камера сгорания снабжена соосно расположенной с ней наружной воздушной рубашкой.

Кроме того, амбразура горелочного устройства соединена с воздушной рубашкой.

Кроме того, воздушная рубашка соединена с дутьевым вентилятором.

Кроме того, воздушная рубашка соединена отверстием с частью камеры сгорания, расположенной ниже колосниковой решетки.

Сущность решения задачи поясняется следующим.

Выполнение устройства подачи топлива в виде шнека, размещенного в амбразуре горелочного устройства, расположенного тангенциально относительно камеры сгорания, позволяет равномерно подавать в камеру сгорания небольшие порции топлива вместе с воздухом, подогретым в воздушной рубашке топки. Мелкие частицы топлива успевают сгорать во взвешенном состоянии в закрученном по спирали потоке воздуха. Крупные несгоревшие частицы опустившись на колосниковую решетку догорают на ней в струях подогретого в воздушной рубашке воздуха, поступающего под колосниковую решетку через отверстие в стенке камеры сгорания, расположенной ниже колосниковой решетки.

Движению частиц топлива по спиралеобразной траектории способствует цилиндрическая форма камеры сгорания или той ее части, которая расположена напротив сопла. Раскаленная обмуровкв камеры сгорания (с которой соприкасаются частицы топлива двигаясь по спирали вниз) также ускоряет и улучшает

процесс горения топлива, особенно, влажного. Такое конструктивное решение позволяет отказаться от сложных конструкций колосниковых решеток и сопряжений их с камерой сгорания.

Для того, чтобы не снижалась тепловая мощность, камера сгорания снабжена воздушной рубашкой. Она служит одновременно теплоизоляцией камеры сгорания, исключающей большие тепловые потери, и нагревателем поступающего в камеру сгорания наружного воздуха. Упрощению конструкции при сохранении тепловой мощности устройства служит размещение в зоне опускания крупных частиц топлива, поступающих через сопло, колосниковой решетки простой плоской формы, через которую в зону горения подается воздух, также подогретый в воздушной рубашке. Несгоревшие частицы топлива попадают на данную решетку и догорают на ней в потоке воздуха, поступающего через отверстие, ведущее из воздушной рубашки под колосниковую решетку.

Упрощение формы камеры сгорания и указанное расположение колосниковой решетки позволяет получить дополнительный технический результат. Он обеспечивается выполнением в стенке камеры сгорания открывающегося люка, расположенного выше уровня колосниковой решетки. Этот люк позволяет сжигать в совокупности с основным топливом крупноразмерное топливо, например, отходы лесопереработки (горбыль, отходы и т.п.), загружаемое через люк на колосниковую решетку. Через люк также возможна чистка колосниковой решетки от золы и шлаков, не унесенных потоком воздуха, или от песка, попавшего в камеру сгорания с топливом.

Над топкой или рядом с ней устанавливается теплообменник для нагрева воздуха или воды продуктами сгорания.

При исследовании новизны не были обнаружены известные технические решения, обладающие аналогичной совокупностью отличительных признаков, направленных совместно с известными признаками на решение поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию новизна.

Сушдость конкретного исполнения устройства поясняется рисунками. На фиг.1 показан вид сбоку на устройство. Тонкими стрелками показано движение огня и дымовых газов, толстыми нагреваемого агента.

Устройство содержит цилиндрическую камеру сгорания 1, имеющую днище 2, газовыпускное окно 3 . С наружной стороны камеры соосно с ней закреплена обечайка 4 воздушной рубашки 5. В нижней части камеры сгорания расположена колосниковая решетка 6. Воздушная рубашка имеет фланец 7 для подсоединения дутьевого вентилятора 8. В стенке камеры сгорания ниже колосниковой решетки выполнено отверстие 9. Сбоку от камеры сгорания установлен топливный бункер 10, соединенный с соплом 11 через шнековый механизм подачи топлива 12 В боковой стенке камеры сгорания и обечайке воздушной рубашки выполнены дверки 13 люка 14. На топке размещен теплообменник 15 для нагрева воды или воздуха продуктами горения. Теплообменник 15 состоит из жаровой трубы 16, нижней трубной трубной доски 17, верхней трубной доски 18, дымогарных трубок 19, обечайки 20, короба 21 для сбора дымовых газов, дымовода 22 дымовых газов.

Устройство работает следующим образом.

сопло 11 и вдувается струей горячего воздуха, подаваемого дутьевьш вентилятором 8 через воздушную рубашку 5 в камеру сгорания 1. Размещение сопла 11 по касательной к камере сгорания 1 обеспечивает образование вихря в зоне горения. Недогоревшие крупные частицы топлива опускаются на колоснирювую решетку 6, где догорают в струе воздуха,поступающего снизу из воздушной рубашки через отверстие 9. Газы, представляющее собой смесь продуктов горения и , через газовыпускное окно 3 поступают в теплообменный аппарат 15, подсоединенный к данному устройству. В теплообменном аппарате 15 газы поднимаются по жаровой трубе 15, отдают черев ее стенки тепло нагреваемому в теплообменнике 15 агенту и охладившись опускаются около стенок жаровой трубы 16 к нижней трубной доске 17. В дальнейшем, под действием напора газов в камере горения 1, газы через дымогарные трубки 19 проходят в короб 21 и удаляются из него через дымовод 22.

Крупные куски топлива (горбыль к т.д.) загружаются в камеру сгорания через люк 14 и дверцу 13. Дутьевой вентилятор 8 при этом выключают.

Устройство устанавливается на твердый ровный пол на днище 2.

В зависимости от компоновки данного устройства и теплообменного аппарата оно может иметь вертикальную или горизонтальную или промежуточную схему исполнения.

Такие устройства работают более 2--х лет на деревообрабатывающих производствах Кировской области в сочетании с воздушным теплообменником. В качестве топлива используются древесный опил и стружка естественной влажности (40-60%).

Максимальная тепловая мощность топки при диаметре камеры сгорания 1100 мм составляет около 1 МВт. Максимальный расход топлива - до 350 кг/ч. Температура воздуха (вентилятором ВЦ4-70 №8 подавалось 18000 ) в теплообменнике составляет: на входе - , на выходе - 90°С. Устройство подсоединяется к сушильным камера} для сушки пиломатериалов. Время сушки 45 досок тожщной 22 мм от влажности 60% до влажности 8% составляет 2-3 суток. Средний расход опила 0,4 м на 1 м пиломатериала. Данное устройство экономически целесообразно использовать там, где имеются большие объемы отходов деревопереработки (деревообрабатывающие цеха),

Claims (6)

1. Устройство для сжигания твердого топлива, содержащее камеру сгорания, горелочное устройство, газовыпускное окно, колосниковую решетку, топливный бункер, шнековое устройство подачи топлива, дутьевой вентилятор, отличающееся тем, что горелочное устройство расположено тангенциально относительно оси камеры сгорания, шнек подачи топлива размещен в амбразуре горелочного устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стенка камеры сгорания или ее часть, расположенная напротив горелочного устройства, выполнена криволинейной.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что камера сгорания снабжена соосно расположенной с ней наружной воздушной рубашкой.

4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что амбразура горелочного устройства соединена с воздушной рубашкой.

5. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что воздушная рубашка соединена с дутьевым вентилятором.

6. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что воздушная рубашка соединена отверстием с частью камеры сгорания, расположенной ниже колосниковой решетки.