RU2263852C1 - Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы - Google Patents
Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263852C1 RU2263852C1 RU2004111617/06A RU2004111617A RU2263852C1 RU 2263852 C1 RU2263852 C1 RU 2263852C1 RU 2004111617/06 A RU2004111617/06 A RU 2004111617/06A RU 2004111617 A RU2004111617 A RU 2004111617A RU 2263852 C1 RU2263852 C1 RU 2263852C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- ash
- grate
- fire box
- boiler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Котел включает систему охлаждения, топку, теплообменный блок, выполненный двухходовым с нижним и верхним пучками труб с расположенной на его входе камерой дожигания, оснащенной устройством для регулирования подачи воздуха. С торцов теплообменного блока расположены передняя и задняя газовые камеры. Топка снабжена охладителями свода, выполненными в виде двух экранов из труб, расположенных симметрично по обе стороны теплообменного блока вдоль его продольной оси, и снабженными средствами подключения к системе отопления. В нижней части топки установлена с уклоном в сторону ее задней стенки, оснащенной выступами, обращенными внутрь топки, двухскатная в направлении дна топки колосниковая решетка, под которой расположена зольная камера с, по меньшей мере, одним накопителем золы, выполненным с возможностью свободного перемещения за ее пределы, имеющая, по меньшей мере, один люк для удаления золы. В передней стенке зольной камеры поддувало. Изобретение позволяет повысить эффективность сжигания топлива при одновременном повышении эксплуатационных удобств и снижении шлакообразования на низкотемпературных поверхностях. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к водогрейным котлам, работающим на возобновляемом биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы.
Производство тепловой энергии из возобновляемых источников является характерной тенденцией развития мировой энергетики. В этой связи биомасса (солома злаковых культур, отходы деревообработки и т.д.) рассматриваются в качестве широко доступного, возобновляемого, СО2 - нейтрального топлива.
Традиционно сжигание твердого топлива с целью получения тепловой энергии осуществляется в котлах с жаровыми или дымогарными трубами (Щеголев М.М. Топливо, топки и котельные установки. М., Гостоптехиздат, 1953 г., с.543).
Как правило, такие котлы включают в себя стальной цилиндрический корпус, заполненный нагреваемой водой, расположенную внутри или снаружи корпуса цилиндрическую камеру сгорания (топку), которая соединяется газовыми панелями с пакетом окружающих камеру сгорания параллельных дымогарных труб, коллектор отработанных газов, выходной газоход, а также устройства для ввода топлива в камеру сгорания.
Сжигание биотоплива в таких котлах сопряжено с необходимостью обеспечения эффективного распределения воздуха по топочному объему и его качественного перемешивания с дымовыми газами, что не всегда осуществимо. Невыполнение этих условий снижает общий коэффициент полезного действия котла и ведет к неоправданному расходу топлива.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является фермерский котел периодической загрузки для сжигания крупных брикетов соломы (Гелетуха Г.Г., Железная Т.А. Обзор технологий сжигания соломы с целью выработки тепла и электроэнергии. "Экотехнологии и ресурсосбережение" №6, 1998 г., с.3-11).
Котел содержит горизонтальную цилиндрическую топку, закрываемую с торца дверью. Непосредственно над топкой расположен теплообменный блок, представляющий собой кожух с расположенным в нем пучком жаровых труб. Межтрубное пространство кожуха, стенки котла, а также дверь связаны в единый контур, охлаждаемый водой. Котел снабжен системой подачи воздуха в зону горения топлива, состоящую из газодувки с регулируемой заслонкой и коллекторов. Отработанные дымовые газы выводятся из котла через газоход.
Работа котла осуществляется в следующей последовательности. В топку устанавливается один или несколько (в зависимости от габаритов) брикетов соломы и с помощью внешнего источника производится их розжиг. Дверь топки закрывается, и в зону горения подается воздух с определенным расходом. Выделяющиеся в процессе горения дымовые газы нагревают воду, циркулирующую через теплообменный блок, стенки и дверь котла. По мере выгорания соломы производится выгрузка золы из топки и закладка следующего брикета топлива.
Конструкцию известного котла нельзя признать технически совершенной, поскольку при ее эксплуатации возникают затруднения в обеспечении равномерности выгорания брикета соломы, связанные главным образом с локальным подводом воздуха в зону горения и обусловливающие невысокую температуру в топке, длительность самого процесса горения брикета. При этом на низкотемпературных поверхностях котла возможно появление шлаковых отложений, что существенно снижает эффективность его работы Громоздкая система теплообменных поверхностей котла, подверженных коррозии и отложению накипи, снижает его функциональную надежность и требует наличия сложной системы водоподготовки (обезгаживание и обессоливание). Кроме того, при эксплуатации котла возникают неудобства при выгрузке золы, некомпактно накапливающейся на дне топки.
Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции водогрейного котла, работающего на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы, позволяющей повысить эффективность сжигания топлива за счет обеспечения равномерного горения брикета во всем его объеме путем оптимального распределения по топочному объему воздуха, поступающего в зону горения и эффективного дожигания летучих компонентов при одновременном повышении эксплуатационных удобств, надежности и снижении шлакообразования на низкотемпературных поверхностях.
Поставленная задача решается предложенным водогрейным котлом, включающим систему охлаждения, средства подключения к системе отопления, дымогарный теплообменный блок, топку с дверью, обмуровкой и средством дозированной подачи воздуха, особенность заключается в том, что теплообменный блок выполнен двухходовым с нижним и верхним пучками труб, с расположенной на его входе камерой дожигания, образованной стенами топки, решеткой нижнего пучка труб и горизонтальной пластиной, размещенной между пучками труб, и оснащенной устройством для регулирования подачи воздуха, с торцов теплообменного блока расположены передняя и задняя газовые камеры, каждая из которых снабжена теплоизолированным люком для чистки пучков труб, а последняя соединена с выходным газоходом, при этом топка снабжена охладителями свода, выполненными в виде двух экранов из труб, расположенных симметрично по обе стороны теплообменного блока вдоль его продольной оси, и снабженными средствами подключения к системе отопления, в нижней части топки установлена с уклоном в сторону ее задней стенки, оснащенной выступами, обращенными внутрь топки, двухскатная в направлении дна топки колосниковая решетка, под которой расположена зольная камера с, по меньшей мере, одним накопителем золы, выполненным с возможностью свободного перемещения за ее пределы, имеющая, по меньшей мере, один люк для удаления золы, расположенный на ее задней стенке, а в передней стенке зольной камеры размещено средство дозированной подачи воздуха, выполненное в виде поддувала.
При этом уклон колосниковой решетки в сторону задней стенки топки составляет 3-5°.
Кроме того, плоскости двухскатной в направлении дна топки колосниковой решетки имеют угол наклона 10-20°.
Предпочтительно двери топки выполнять двухстворчатыми.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предложенный котел отличается иным конструктивным выполнением системы охлаждения, включающей межтрубное пространство теплообменного блока и охладители свода, позволяющие снять избыточную тепловую нагрузку в этой зоне и в итоге увеличить общий коэффициент полезного действия котла (в прототипе - единый контур из межтрубного пространства теплообменного блока, стенок котла и двери); наличием камеры дожигания, позволяющей повысить тепловую эффективность котла путем оптимизации дожига летучих компонентов кислородом воздуха, подаваемого в камеру; наличием колосниковой решетки, делящей внутреннее пространство топки с образованием зольной камеры; наличием накопителей золы; иным выполнением средства дозированной подачи воздуха - в виде поддувала, создающего естественную тягу (в прототипе - воздух подается под давлением воздуходувкой, оснащенной заслонкой); иным выполнением теплообменного блока (из двух пучков труб), позволяющим существенно увеличить площадь тепловоспринимающих поверхностей при незначительном увеличении габаритов и сопротивления газового тракта, а следовательно, и повысить эффективность работы котла с оснащением его газовыми камерами, обеспечивающими возможность чистки труб и одновременно являющимися элементами газового тракта.
Таким образом, заявляемый котел соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявляемой конструкции с прототипом и другими техническими решениями показало, что неизвестен котел, в котором бы имело место предложенное сочетание признаков.
Но именно совокупность отличительных от прототипа признаков с остальными существенными признаками заявляемого решения позволила расширить номенклатуру выпускаемых водогрейных котлов, работающих на биотопливе в брикетах цилиндрической формы, создать конструкцию, обладающую повышенными эксплуатационными удобствами и надежностью, снижающей риск возникновения аварийной ситуации из-за прогорания свода топки и нарушение нормального режима функционирования системы охлаждения; уменьшение площади поверхностей охлаждения, их иное конструктивное исполнение позволяет упростить конструкцию котла при обеспечении высокой тепловой эффективности котла; предлагаемая совокупность признаков, включающая колосниковую решетку, установленную определенным образом и создающую сопротивление поступающему в топку воздуху и обеспечивающую его равномерное распределение по сечению топки, зазор между брикетом сжигаемого топлива и стенкой котла, обеспеченный наличием упоров на ней, позволяет так перераспределить воздушные потоки, что брикет горит равномерно по всему своему объему с более высокой температурой и оптимальным временем, что дает возможность повысить эффективность работы котла и одновременно снизить шлакообразование на низкотемпературных поверхностях, что непременно влечет за собой повышение надежности всей конструкции.
Это дает основание считать предложенный котел обладающим изобретательским уровнем.
При этом наклон колосниковой решетки в направлении задней стенки котла обеспечивает удобство загрузки брикетов цилиндрической формы в топку. При углах наклона менее 3° загрузка брикета сопряжена с необходимостью применения значительных усилий по его перемещению. При углах наклона более 5° в процессе загрузки возможно возникновение значительных ударных нагрузок на заднюю стенку, что также не желательно.
Кроме того, плоскости двухскатной в направлении дна топки колосниковой решетки должны иметь угол наклона не менее 10° для обеспечения условий обдува нижней части брикета и предотвращения зашлаковывания решетки вследствие низкой температуры плавления золы и не более 20° для предотвращения преждевременного прогара охладителей свода.
Предпочтительно двери топки выполнять двухстворчатыми из соображений удобства обслуживания котла.
Заявляемое изобретение представлено на фиг.1, на которой изображен продольный разрез котла, и на фиг.2, где приведен разрез А-А фиг.1
Предлагаемый котел включает дымогарный теплообменный блок 1, внутри которого размещены пучки 2 и 2' труб, а с торцов к нему примыкают передняя 3 и задняя 4 газовые камеры, имеющие теплоизолированные люки 5 и 6, являющиеся одновременно торцовыми стенками соответствующих камер, задняя камера 4 непосредственно соединена с выходным газоходом 7. Теплообменный блок 1, межтрубное пространство которого в рабочем состоянии заполнено водой, имеет патрубки 8 для подсоединения к коллекторам системы отопления. Топка 9 котла представляет собой стальную конструкцию из проката, являющуюся опорой для теплообменного блока 1 и охладителей свода 10, а также каркасом для обмуровки 11. Охладители свода 10 имеют патрубки (не показаны) для подсоединения к соответствующим коллекторам системы отопления. В передней части топки 9 расположены двухстворчатые теплоизолированные двери 12 для загрузки топлива. В верхней части топки 9 размещена камера дожигания газов 13 с пластиной 14, размещенной между верхним 2 и нижним 2 пучками труб, и с устройством для регулирования подачи воздуха 15 (например, шибер). В нижней части топки 9 установлена двухскатная колосниковая решетка 16, на которой размещают брикет 17 биотоплива. Задняя стенка топки 9 оснащена упорами 18, выполненными в виде выступающих частей обмуровки либо из металлических элементов, вмонтированных в обмуровку. Непосредственно под колосниковой решеткой 16 расположена зольная камера 19 с накопителями золы 20. В передней стенке зольной камеры 19 размещено средство дозированной подачи воздуха, выполненное в виде поддувала 21. На задней стенке зольной камеры 19 расположены люки 22 для удаления золы, собранной в накопителях 20. Снаружи водогрейный котел теплоизолирован слоем минеральной ваты и закрыт металлическим кожухом.
Водогрейный котел работает следующим образом. Водяной контур котла, образованный дымогарным теплообменным блоком 1 и охладителями овода 10, подключают через соответствующие патрубки к коллекторам системы отопления. Через двери 12 топки 9, нагретой предварительно до 400-500°С, на колосниковую решетку 16 вкатывают брикет соломы 17. Через поддувало 21 в топку 9 поступает необходимый для горения воздух, расход которого регулируют степенью открытия поддувала 21. Воздух охлаждает колосниковую решетку 16, двери 12 топки 9 и, нагреваясь далее от обмуровки 11, обеспечивает интенсивное горение брикета соломы, что позволяет существенно увеличить температуру горения. Продукты горения поступают из топки 9 в камеру дожигания 13. Поступающий в камеру 13 через устройство 15 регулируемый поток воздуха обеспечивает дожигание летучих компонентов и дополнительное тепловыделение. Поток горячих дымовых газов проходит через нижний пучок 2' дымогарных труб, переднюю газовую камеру 3 и верхний пучок 2 дымогарных труб. При этом снимается основное количество тепла, содержащегося в дымовых газах. Далее газы последовательно проходят через заднюю газовую камеру 4 и под действием разрежения, создаваемого дымовой трубой (не показана), поступают в выходной газоход 7. Часть тепла от сгорания брикета соломы 17 снимается непосредственно в топке 9 котла с помощью охладителей свода 10. Зола с колосниковой решетки 16 падает в накопители 20 (например, выполненные в виде тележек) и удаляется из зольной камеры 19 через люки 22. Сажа и копоть из дымогарных труб 2 и 2' удаляются через люки 5 и 6. После полного сгорания брикета соломы двери 12 открывают и производят загрузку очередного брикета соломы.
Таким образом, предлагаемая конструкция водогрейного котла, работающего на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы, практически реализуема. Изготовлены два образца, прошедшие опытную проверку. Изобретение позволяет решить давно существующую потребность в надежных и эффективно работающих котлах, функционирующих на возобновляемом и доступном виде топлива, решить поставленную задачу. Следовательно, заявляемое техническое решение обладает промышленной применимостью.
Claims (4)
1. Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы, включающий систему охлаждения, средства подключения к системе отопления, дымогарный теплообменный блок, топку с дверью, обмуровкой и средством дозированной подачи воздуха, отличающийся тем, что теплообменный блок выполнен двухходовым с нижним и верхним пучками труб, с расположенной на его входе камерой дожигания, образованной стенами топки, решеткой нижнего пучка труб и горизонтальной пластиной, размещенной между пучками труб и оснащенной устройством для регулирования подачи воздуха, с торцов теплообменного блока расположены передняя и задняя газовые камеры, каждая из которых снабжена теплоизолированным люком для чистки пучков труб, а последняя соединена с выходным газоходом, при этом топка снабжена охладителями свода, выполненными в виде двух экранов из труб, расположенных симметрично по обе стороны теплообменного блока вдоль его продольной оси, и снабженными средствами подключения к системе отопления, в нижней части топки установлена с уклоном в сторону ее задней стенки, оснащенной выступами, обращенными внутрь топки, двухскатная в направлении дна топки колосниковая решетка, под которой расположена зольная камера с, по меньшей мере, одним накопителем золы, выполненным с возможностью свободного перемещения за ее пределы, имеющая, по меньшей мере, один люк для удаления золы, расположенный на ее задней стенке, а в передней стенке зольной камеры размещено средство дозированной подачи воздуха, выполненное в виде поддувала.
2. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что уклон колосниковой решетки в сторону задней стенки топки составляет 3-5°.
3. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что плоскости двускатной в направлении дна топки колосниковой решетки имеют угол наклона 10-20°.
4. Водогрейный котел по п.1, отличающийся тем, что двери топки выполнены двухстворчатыми.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004111617/06A RU2263852C1 (ru) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004111617/06A RU2263852C1 (ru) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004111617A RU2004111617A (ru) | 2005-10-20 |
RU2263852C1 true RU2263852C1 (ru) | 2005-11-10 |
Family
ID=35862773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004111617/06A RU2263852C1 (ru) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263852C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494316C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-27 | Валерий Васильевич Окатьев | Универсальный котел |
RU2561818C2 (ru) * | 2011-12-06 | 2015-09-10 | Благодаров Юрий Петрович | Газогенераторный котел |
RU2659643C2 (ru) * | 2013-03-29 | 2018-07-03 | МЕТАЛЕРГ Спулка из ограничона одповедзялносьця Спулка Командытова | Способ сжигания соломы в котле и водогрейный котел, работающий на соломе |
RU181950U1 (ru) * | 2017-05-24 | 2018-07-30 | Юрий Викторович Яковлев | Теплогенерирующая установка для сжигания рулонной соломы |
-
2004
- 2004-04-16 RU RU2004111617/06A patent/RU2263852C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЕЛЕТУХА Г.Г., ЖЕЛЕЗНАЯ Т.А. Обзор технологий сжигания соломы с целью выработки тепла. Энерготехнологии и ресурсосбережение, 1998, № 6, с.5-6. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494316C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-27 | Валерий Васильевич Окатьев | Универсальный котел |
RU2561818C2 (ru) * | 2011-12-06 | 2015-09-10 | Благодаров Юрий Петрович | Газогенераторный котел |
RU2659643C2 (ru) * | 2013-03-29 | 2018-07-03 | МЕТАЛЕРГ Спулка из ограничона одповедзялносьця Спулка Командытова | Способ сжигания соломы в котле и водогрейный котел, работающий на соломе |
RU181950U1 (ru) * | 2017-05-24 | 2018-07-30 | Юрий Викторович Яковлев | Теплогенерирующая установка для сжигания рулонной соломы |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004111617A (ru) | 2005-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101963356B (zh) | 适用于发电的生活垃圾立式焚烧炉燃烧系统及控制方法 | |
US8511258B2 (en) | Coal boiler and coal boiler combustion method | |
CN204388046U (zh) | 生物质循环流化床锅炉 | |
RU85987U1 (ru) | Универсальное отопительное устройство | |
JPH0313482B2 (ru) | ||
CN108006686A (zh) | 一种急冷余热锅炉 | |
RU2263852C1 (ru) | Водогрейный котел, работающий на биотопливе, преимущественно из соломы в брикетах цилиндрической формы | |
RU158389U1 (ru) | Водогрейный твердотопливный котел | |
RU2287117C1 (ru) | Котел стальной секционный водогрейный разборный | |
RU142006U1 (ru) | Паровой котел | |
CN107726324B (zh) | 一种生活垃圾无害化焚烧处理的小型垃圾焚烧炉 | |
RU2551183C2 (ru) | Отопительное устройство | |
RU2445550C1 (ru) | Отопительное устройство | |
RU2670131C1 (ru) | Отопительный котёл | |
WO2019054904A1 (ru) | Способ сжигания твердого топлива и высокотемпературный реактор | |
RU2650160C1 (ru) | Отопительное устройство | |
RU2707778C1 (ru) | Каталитическая твердотопливная печь | |
RU42287U1 (ru) | Водогрейный котел аккумулятивного типа | |
RU2803764C1 (ru) | Печь длительного горения | |
RU131460U1 (ru) | Котел отопительный водогрейный стальной | |
RU2780178C1 (ru) | Банная печь | |
CN213421438U (zh) | 一种热水锅炉 | |
CN111023559B (zh) | 一种上挂下托式可燃物分段燃烧炉 | |
RU2776986C1 (ru) | Каталитическая отопительно-варочная твердотопливная печь длительного горения | |
RU2425294C1 (ru) | Термогазохимическая установка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150417 |