RU2702069C1 - Vertical fire grate of boiler furnace - Google Patents
Vertical fire grate of boiler furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702069C1 RU2702069C1 RU2018135930A RU2018135930A RU2702069C1 RU 2702069 C1 RU2702069 C1 RU 2702069C1 RU 2018135930 A RU2018135930 A RU 2018135930A RU 2018135930 A RU2018135930 A RU 2018135930A RU 2702069 C1 RU2702069 C1 RU 2702069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grate
- vertical
- furnace
- boiler
- fire grate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H1/00—Grates with solid bars
- F23H1/08—Vertical grates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H3/00—Grates with hollow bars
- F23H3/02—Grates with hollow bars internally cooled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, в частности к теплотехнике, и может быть использовано в котлах длительного горения малой и средней производительности, работающих на твердом топливе.The invention relates to the field of energy, in particular to heat engineering, and can be used in long-burning boilers of small and medium capacity, operating on solid fuel.
Известна колосниковая решетка, состоящая из стальных труб прямоугольного сечения, уложенных параллельно на расстоянии 20 мм друг от друга, вваренных с одного конца во входящий коллектор, с другого - в выходящий коллектор под углом, позволяющим теплоносителю циркулировать внутри указанных труб прямоугольного сечения, посредством которого трубы охлаждаются изнутри. Между стальными трубами на расстоянии 15-20 мм друг от друга вварены отрезки стального прута, являющиеся компенсаторами, которые в совокупности с плоскостью труб прямоугольного сечения образуют рабочую поверхность устройства (см. RU №2382944,F23H 3/02, F24H 1/12).Known grate, consisting of steel pipes of rectangular cross-section, laid in parallel at a distance of 20 mm from each other, welded from one end to the inlet manifold, and from the other - into the outlet manifold at an angle that allows the coolant to circulate inside these pipes of rectangular cross-section, through which the pipes cooled inside. Sections of a steel bar are welded between steel pipes at a distance of 15-20 mm from each other, which are compensators, which together with the plane of rectangular pipes form the working surface of the device (see RU No. 2382944,
К недостаткам данной конструкции можно отнести: нерациональное сечение труб колосника, что приводит к заклиниванию колосников и образованию на колосниках шлаковой корки и спекшегося шлака, при этом, вваренные отрезки стального прута - компенсаторы - ухудшают проход воздуха в зону горения топлива, тем самым, затрудняют естественный проход золы в зольник котла.The disadvantages of this design include the irrational cross-section of the grate pipes, which leads to jamming of the grate and the formation of slag crust and sintered slag on the grate, while the welded sections of the steel bar - expansion joints - worsen the passage of air into the fuel combustion zone, thereby complicating the natural ash passage into the ash pan of the boiler.
Известна также вертикальная колосниковая решетка топки котла, формирующая вертикальную полость по высоте топки котла, свободную от топлива, (см. RU №2092746, F24H 1/36, 1991).Also known is the vertical grate of the furnace of the boiler, forming a vertical cavity along the height of the furnace of the boiler, free of fuel (see RU No. 2092746, F24H 1/36, 1991).
Недостатком этого решения является недостаточно эффективный отбор тепла от сжигания твердого топлива, поскольку вертикальная колосниковая решетка сформирована в средней части котла соосно с его вертикальной осью и выполнена не полой, поэтому процесс горения топлива идет в нижней части топки (над горизонтальной колосниковой решеткой) и вокруг вертикального канала, при этом отбор тепла от горения топлива не идет на стенки топки (и нагрев воды в водяной рубашке котла), поскольку последние закрыты слоем топлива.The disadvantage of this solution is the insufficient heat removal from the combustion of solid fuel, since the vertical grate is formed in the middle of the boiler coaxially with its vertical axis and is not hollow, therefore, the process of fuel combustion occurs in the lower part of the furnace (above the horizontal grate) and around the vertical channel, while the heat from the combustion of fuel does not go to the walls of the furnace (and heating the water in the boiler’s water jacket), since the latter are covered by a layer of fuel.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности отбора тепла от сжигания твердого топлива, загруженного в котел.An object of the invention is to increase the efficiency of heat removal from the combustion of solid fuel loaded into the boiler.
Технический результат, получаемый при решении задачи изобретения - обеспечение передачи тепла от горения топлива в вертикальных полостях на стенки топки и передачи водяной рубашке нагретой воды из вертикальных и горизонтальной колосниковой решеток.The technical result obtained by solving the problem of the invention is to ensure the transfer of heat from fuel combustion in vertical cavities to the walls of the furnace and the transfer of heated water to the water jacket from the vertical and horizontal grate.
Техническая задача решается за счет того, что вертикальная колосниковая решетка топки котла, формирующая вертикальную полость по высоте топки свободную от топлива, отличается тем, что вертикальная колосниковая решетка содержит полые, вертикально ориентированные колосники, полости которых гидравлически вверху и внизу топки сообщены с водяной рубашкой котла. Кроме того, колосники колосниковой решетки выполнены параллельными и прямолинейными. Кроме того, зазор между колосниками колосниковой решетки составляет 12-20 мм. Кроме того, вертикальные полости сформированы в количестве не менее двух. Кроме того, колосниковая решетка выполнена плоской.The technical problem is solved due to the fact that the vertical grate of the furnace of the boiler, forming a vertical cavity along the height of the furnace free of fuel, differs in that the vertical grate of the furnace contains hollow, vertically oriented grates, the cavities of which are hydraulically at the top and bottom of the furnace with the water jacket of the boiler . In addition, the grate of the grate is made parallel and rectilinear. In addition, the gap between the grates of the grate is 12-20 mm. In addition, the vertical cavities are formed in an amount of at least two. In addition, the grate is made flat.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
При этом совокупность признаков отличительной части формулы изобретения обеспечивает повышение эффективности отбора тепла от сжигания твердого топлива, загруженного в котел.Moreover, the set of features of the distinctive part of the claims provides an increase in the efficiency of heat removal from burning solid fuel loaded into the boiler.
Причем отличительные признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение нижеследующего комплекса функциональных задач.Moreover, the hallmarks of the distinctive part of the claims provide a solution to the following complex of functional tasks.
Признаки, указывающие, что вертикальная колосниковая решетка котла длительного горения «содержит полые, вертикально ориентированные колосники» обеспечивают возможность «изолирования» решеткой объема топки прилегающего к ее стенке и, тем самым, непосредственную передачу на стенки топки (образующие вторую стенку водяной рубашки котла) тепла от горения топлива на контакте с вертикальными полостями.Signs indicating that the vertical grate of the long-burning boiler "contains hollow, vertically oriented grates" provides the possibility of "isolation" of the volume of the furnace adjacent to its wall by the grid and, thus, direct transfer of heat to the furnace walls (forming the second wall of the boiler water jacket) from burning fuel in contact with vertical cavities.
Признаки, указывающие, что полости колосников «гидравлически, вверху и внизу топки сообщены с водяной рубашкой котла» обеспечивают передачу водяной рубашке нагретой воды из вертикальной колосниковой решетки и предохраняют колосники от разрушения при сжигании углей с высокой теплотворной способностью.Signs indicating that the grate cavities are "hydraulically, at the top and bottom of the furnace connected to the boiler water jacket" ensure the transfer of heated water to the water jacket from the vertical grate and protect the grate from destruction when burning coal with high calorific value.
Признаки, указывающие, что «колосники колосниковой решетки выполнены параллельными и прямолинейными» упрощают процесс изготовления вертикальных колосников и позволяют обеспечить высокую плотность теплоснимающей поверхности. Признаки, указывающие, что «половина площади поверхности каждого колосника, обращенная к топливу, больше площади поверхности их тыльной половины» способствуют повышению эффективности теплосъема колосниками.Signs indicating that "the grid-irons of the grate are parallel and rectilinear" simplify the process of manufacturing vertical grates and make it possible to ensure a high density of the heat-removing surface. Signs indicating that "half of the surface area of each grate, facing the fuel, is larger than the surface area of their rear half" contribute to increasing the efficiency of heat removal by grate.
Признаки, указывающие, что «зазор между колосниками колосниковой решетки составляет 12-20 мм» задают конструктивные параметры колосниковых решеток обеспечивающих возможность «автоматического» смещения вниз (под действием силы тяжести) загрузки твердого топлива по мере его выгорания в контакте с колосниковой решеткой, исключая ее заштыбовывание кусочками топлива.Signs indicating that the “gap between the grid-irons of the grate is 12–20 mm” sets the design parameters of the grate grids providing the possibility of “automatic” downward displacement (due to gravity) of the loading of solid fuel as it burns out in contact with the grate, excluding it filling with pieces of fuel.
Признаки, указывающие, что «вертикальные полости сформированы в количестве не менее двух» задают условия, при которых возможно формирование топливного объема шириной оптимальной с позиций его предварительной подготовки к сжиганию (при которой объем подсохнет и прогреется и будет газифицирован в достаточной степения для последующего эффективного горения.Signs indicating that “vertical cavities are formed in an amount of at least two” set the conditions under which it is possible to form a fuel volume that is optimal in width from the perspective of its preliminary preparation for burning (in which the volume dries and warms up and is sufficiently gasified for subsequent efficient combustion .
Признаки, указывающие, что «колосниковая решетка выполнена плоской» позволяют минимизировать число колосников решетки при равных площадях решеток в плане.Signs indicating that "the grate is made flat" can minimize the number of grate grates with equal areas of the gratings in the plan.
На фиг. 1 схематически показан фрагмент поперечного разреза котла (вид снизу); на фиг. 2 схематически показан вертикальный разрез котла (вариант - при наличии верхних коллекторов); на фиг. 3 схематически показан вертикальный разрез котла (вариант - при отсутствии верхних коллекторов).In FIG. 1 schematically shows a fragment of a cross section of a boiler (bottom view); in FIG. 2 schematically shows a vertical section of the boiler (option - in the presence of upper collectors); in FIG. Figure 3 schematically shows a vertical section of the boiler (option - in the absence of upper collectors).
На чертежах показана вертикальная колосниковая решетка топки 1 котла, содержащая вертикально ориентированные колосники 2, водяная рубашка 3 котла, верхний 4 и нижний 5 коллекторы, центр 6 топки 1, водонепроницаемый корпус 7, вытяжная труба 8, газоотводящий патрубок 9, вертикальная полость 10, верхний люк загрузки 11. Кроме того, стрелками показано движение потоков теплоносителя (воды) в процессе ее нагрева.The drawings show a vertical grate of the
Колосники 2 вертикальной колосниковой решетки выполнены полыми, параллельными и прямолинейными. Зазор между колосниками 2 колосниковой решетки составляет 12-20 мм. Колосниковая решетка выполнена плоской, как показано на фиг. 1. Возможно выполнение решетки выпуклой, с размещением вертикальных осей колосников на дуге окружности или на ломаной линии, выпуклой к центру 6 топки 1 или на окружности параллельной стенке топки.The
Водяная рубашка 3 котла сформирована как герметичный зазор между стенкой водонепроницаемого корпуса 7 и стенкой топки 1. Водонепроницаемый корпус 1 (желательно снабженный теплоизоляционным слоем - на чертежах не показан), снабжен вытяжной трубой 8, которая посредством газоотводящего патрубка 9 сообщена с одной из вертикальных полостей 10, периметр которых образован участком стенки топки 1 и колосниковой решеткой.The
Для примера показан котел, в полости которого содержится две вертикальных колосниковых решеток, размещенных симметрично относительно центра 6 топки 1.For example, a boiler is shown in the cavity of which there are two vertical grates, placed symmetrically relative to the center 6 of the
Для сообщения полостей вертикально ориентированных колосников 2 с водяной рубашкой 3 котла, их нижние концы герметично сообщены с нижним коллекторами 5, полости которых, в свою очередь, герметично сообщены с нижним участком водяной рубашки 3, а верхние концы герметично сообщены с верхними коллекторами 4. При наличии нескольких вертикальных колосниковых решеток задача сообщения с водяной рубашкой 3 решается аналогично - посредством верхних и нижних коллекторов.To communicate the cavities of vertically oriented
Возможен вариант, когда нижние концы прямолинейных колосников 2 герметично сообщены также с нижними коллекторами, а их верхние концы герметично сообщены не с верхними коллекторами 4, а непосредственно с верхней частью водяной рубашки 3 котла (в этом случае верхние коллекторы 4 отсутствуют).It is possible that the lower ends of the rectilinear grid-
Вертикальные полости 10 (если их несколько) или одна (если она кольцевая или секторная) размещены на периферии топки, аэродинамически сообщены снизу с полостью поддувала (на чертеже не показано), а выше - с газоотводящим патрубком 9, сообщенным с вытяжной трубой 8.Vertical cavities 10 (if there are several) or one (if it is circular or sector) are located on the periphery of the furnace, aerodynamically communicated from below with a blowing cavity (not shown in the drawing), and above with a
Работа предлагаемой вертикальной колосниковой решетки осуществляется следующим образом.The work of the proposed vertical grate is as follows.
В полость водяной рубашки 3 через подводящий патрубок (на чертеже не показан) заливают воду до полного заполнения, в том числе полостей колосниковых решеток, после чего ее подключают к системе отопления посредством отводящего патрубка (на чертеже не показан). Затем на горизонтальную колосниковую решетку топки (на чертеже не показана) укладывают слой древесной массы для последующего розжига угля, после чего через верхний люк загрузки 11 оставшийся объем топки 1 (кроме объемов вертикальных полостей 10) заполняют твердым топливом (углем) и зажигают, например, бытовой газовой горелкой (через поддувало) слой древесной массы. После возгорания угля контактирующего с древесной массой процесс горения идет в «автоматическом режиме». При этом, продукты горения вместе с потоком воздуха, поступающим через поддувало и далее через щели между колосниками горизонтальной колосниковой решетки, взаимодействуют с нижним слоем угля, а также попадают в вертикальные полости 10 где взаимодействуют (через щели между параллельными прямолинейными колосниками 2 вертикальной колосниковой решетки) с примыкающим к колосниковой решетке вертикальным слоем угля.Water is poured into the cavity of the
При соответствующем регулировании объемов подводимого воздуха, непосредственная передача тепла (от горения топлива на горизонтальной колосниковой решетке) на вертикальную поверхность угля, контактирующего с вертикальными колосниковыми решетками приводит к пиролизу этой части топлива. Кроме того идет интенсивная непосредственная передача на стенки топки тепла от горения топлива на горизонтальной колосниковой решетке.With appropriate control of the volumes of air supplied, direct heat transfer (from burning fuel on the horizontal grate) to the vertical surface of coal in contact with the vertical grate leads to pyrolysis of this part of the fuel. In addition, there is an intensive direct transfer to the walls of the furnace of heat from burning fuel on a horizontal grate.
Далее, по вертикальным полостям 10 продукты горения поступают вверх, так, что вверху в термокуполе (образующимся из-за смещения газоотводящего патрубка 9 вниз, от верхнего торца котла) скапливается наиболее горячий объем газов, при этом, по мере «охлаждения этого объема» водой в водяной рубашке котла и вытеснения его новыми порциями горячего газа, постепенно нижняя граница термокупола опускается к газоотводящему патрубку 9 по которому остывшие газы попадают в вытяжную трубу 8 и удаляются в атмосферу.Further, along the
Под действием тепла от горения топлива, вода в полости водяной рубашки нагревается и подается на циркуляцию по системе отопления (не показана) и, тем самым, обогревает помещения.Under the action of heat from burning fuel, the water in the cavity of the water jacket heats up and is supplied for circulation through a heating system (not shown) and, thereby, heats the premises.
По мере сгорания топлива в топке 1 зола и шлак через горизонтальную колосниковую решетку самотеком уходят в поддувало из нижней части топки 1, а на их место продавливается (под собственным весом), примыкающий к выгоревшему, слой угля. При этом воздух свободно поступает в зону горения снизу столба топлива и на его вертикальные поверхности, контактирующие с вертикальными полостями 10. По мере сгорания топлива шлак и золу удаляют из поддувала, а в топку засыпают очередную порцию угля, и процесс продолжается далее.As the fuel burns in the
Использование изобретения позволит повысить эксплуатационные качества работы отопительного котла и обеспечить гарантированный непрерывный процесс горения при длительной работе котла без постоянного наблюдения и поддержания процесса горения.The use of the invention will improve the operational quality of the heating boiler and provide a guaranteed continuous combustion process during long-term operation of the boiler without constant monitoring and maintenance of the combustion process.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135930A RU2702069C1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Vertical fire grate of boiler furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135930A RU2702069C1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Vertical fire grate of boiler furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702069C1 true RU2702069C1 (en) | 2019-10-03 |
Family
ID=68170595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135930A RU2702069C1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Vertical fire grate of boiler furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702069C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111578299A (en) * | 2020-06-02 | 2020-08-25 | 佳木斯大学 | Biomass boiler prevents chain grate of slagging scorification |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU909470A1 (en) * | 1979-07-19 | 1982-02-28 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Народного Хозяйства Им.Г.В.Плеханова | Water heater |
RU2634U1 (en) * | 1996-01-04 | 1996-08-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Строительное управление-39" | SOLID FUEL BOILER |
RU2092746C1 (en) * | 1991-12-24 | 1997-10-10 | Кыштымский машиностроительный завод им.М.И.Калинина | Heating boiler |
-
2018
- 2018-10-10 RU RU2018135930A patent/RU2702069C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU909470A1 (en) * | 1979-07-19 | 1982-02-28 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Народного Хозяйства Им.Г.В.Плеханова | Water heater |
RU2092746C1 (en) * | 1991-12-24 | 1997-10-10 | Кыштымский машиностроительный завод им.М.И.Калинина | Heating boiler |
RU2634U1 (en) * | 1996-01-04 | 1996-08-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Строительное управление-39" | SOLID FUEL BOILER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111578299A (en) * | 2020-06-02 | 2020-08-25 | 佳木斯大学 | Biomass boiler prevents chain grate of slagging scorification |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2347980C1 (en) | Bath-house furnace | |
RU2619434C1 (en) | Installation for solid fuel combustion | |
EP2884200B1 (en) | Central heating boiler | |
RU121042U1 (en) | WATER-SOLID FUEL BOILER | |
RU2702069C1 (en) | Vertical fire grate of boiler furnace | |
RU108822U1 (en) | OVEN | |
KR101207959B1 (en) | Firewood boiler for perfect combustion | |
RU143592U1 (en) | METAL BATH FURNACE | |
KR101312963B1 (en) | Wood combustor | |
CN102563853B (en) | Inverted grate-firing boiler | |
RU2725338C2 (en) | Continuous burning boiler | |
RU2663435C1 (en) | Method of solid fuel combustion and high-temperature reactor with steam boiler for its implementation | |
RU2551183C2 (en) | Heating device | |
RU2445550C1 (en) | Heating device | |
RU2547853C2 (en) | Fire-place | |
RU2350845C1 (en) | Furnace | |
RU2418243C1 (en) | Sauna stove | |
RU168805U1 (en) | WATER BOILER | |
RU2289069C1 (en) | Stove for heating room | |
RU2485414C2 (en) | Heating boiler operating on firewood | |
RU2252361C1 (en) | Furnace for burning hard fuel and heat-air generator | |
CN103225802A (en) | Steam, heat and charcoal triple co-generation biomass combustion device | |
RU2543924C1 (en) | Hot-water heating boiler | |
RU67233U1 (en) | WATER BOILER | |
RU131460U1 (en) | BOILER HEATING WATER HEATING STEEL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201011 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211118 |