RU55095U1

RU55095U1 - SOLID FUEL BURNING HEATER IN A BOILING LAYER

Info

Publication number: RU55095U1
Application number: RU2006100902/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Шемякин; Сергей Валентинович Крылов
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2006-07-27

Abstract

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в промышленных и энергетических котлах и в газогенераторах. Предложена топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое, включающая наклонное колосниковое полотно с приводом, состоящее из ведомых и ведущих колосников, установленное на жесткой сварной раме, передний и задний валы с подшипниковыми узлами, воздушные дутьевые зоны регулирующими шиберами и питатель-дозатор топлива, при этом привод колосникового полотна расположен на переднем валу, а натяжной механизм - на заднем или на обеих валах, а колосники полотна выполнены из стали. Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и уменьшить вес топки высокотемпературного кипящего слоя за счет оптимизации конструктивных решений по приводу топки и колоснику полотна. Перенос привода колосникового полотна на передний вал из зоны высоких температур упрощает конструкцию подшипниковых узлов и облегчает температурные условия их работы. Переход на стальное литье повышает прочностные характеристики колосников, увеличивая их долговечность при одновременном уменьшении габаритов, веса, и, следовательно, стоимости, исключаются поломки колосников, приводящие к остановке топки.The utility model relates to the field of power engineering and can be used in industrial and energy boilers and gas generators. A furnace for burning solid fuel in a fluidized bed is proposed, including an inclined grate with a drive, consisting of driven and leading grates installed on a rigid welded frame, front and rear shafts with bearing assemblies, air blast zones with regulating gates and a fuel metering feeder, the drive of the grate blade is located on the front shaft, and the tension mechanism is on the rear or both shafts, and the grate of the blade is made of steel. The claimed technical solution allows to increase reliability and reduce the weight of the furnace of the high-temperature fluidized bed due to the optimization of design solutions for driving the furnace and the grate of the canvas. Transferring the drive of the grate to the front shaft from the high temperature zone simplifies the design of the bearing units and facilitates the temperature conditions of their work. The transition to steel casting increases the strength characteristics of grates, increasing their durability while reducing dimensions, weight, and, consequently, cost, breakdowns of grates, leading to a stop of the furnace, are eliminated.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в промышленных и энергетических котлах и в газогенераторах.The utility model relates to the field of power engineering and can be used in industrial and energy boilers and gas generators.

Известны топки прямого хода с горизонтальным ленточным колосниковым полотном, состоящим из чугунных ведомых и ведущих колосников, соединенных друг с другом штырями. Ведущие колосники являются тяговыми элементами и в зацеплении со звездочками представляют движущий механизм полотна, колосниковое полотно смонтировано на жесткой сварной раме, под верхней ветвью колосникового полотна расположены воздушные дутьевые зоны, в которых имеются лючки для очистки зон от провала (ведущим валом может быть как передний (при небольших длинах полотна), так и задний вал. Топливо поступает на полотно прямого из угольного ящика с топливным затвором и регулятором слоя. (Нечаев Е.В., Лубнин А.Ф. Механические топки для котлов малой и средней мощности. - Л.: Энергия, 1968. с.64).Known fireboxes of direct travel with a horizontal band grate, consisting of cast-iron driven and leading grates, connected to each other by pins. The leading grates are traction elements and, in engagement with the sprockets, represent the driving mechanism of the blade, the grate is mounted on a rigid welded frame, air blast zones are located under the upper branch of the grate, in which there are hatches for cleaning the zones from failure (the drive shaft can be like the front ( with short blade lengths) and the rear shaft. Fuel enters the canvas straight from a coal box with a fuel shutter and a layer regulator. (Nechaev E.V., Lubnin A.F. Mechanical furnaces for boilers in low and medium power -. L .: Energy, 1968. p.64).

Недостатками известной топки является то, что сжигание топлива происходит в стационаром слое сравнительно большой высоты, что ограничивает возможности таких топок по используемым топливам - они не могут сжигать спекающиеся угли и применяются обычно для тощих углей и антрацитов, кроме того, выполнение колосников из чугуна снижает надежность полотна из-за возможных поломок колосников.The disadvantages of the known furnace is that the combustion of fuel occurs in a stationary layer of relatively high height, which limits the possibilities of such furnaces for the used fuels - they cannot burn sintered coals and are usually used for lean coal and anthracites, in addition, the construction of grates from cast iron reduces reliability canvases due to possible breakdowns of grates.

Известна топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое, состоящая из узкой, подвижной колосниковой решетки с боковыми уплотнениями, имеющей наклон к горизонту, расположенного внутри Known firebox for burning solid fuel in a fluidized bed, consisting of a narrow, movable grate with side seals, having an inclination to the horizon, located inside

решетки секционированного дутьевого короба и расположенной с обоих сторон вдоль и выше верхней ветви полотна решетки поверхности охлаждения, при этом решетка имеет обратный ход, перемещение полотна колосниковой решетки осуществляется по опорным направляющим полозьям, боковые уплотнения решетки выполнены из отдельных пластин, установленных между колосниковым полотном и щеками рамы, поверхность охлаждения колосниковой решетки выполнена в виде панели из ряда труб, размещенных друг над другом вплотную, причем, ось каждой трубы смещена относительно оси нижней соседней с ней трубы в направлении боковых стен топки. (RU 2231714, МПК F 23 С 10/02, опубликован 27.06.2004).the lattices of the sectioned blast box and the upper surface of the lattice of the cooling surface located on both sides along and above, the lattice has a reverse stroke, the moving of the grid of the grate is carried out along the supporting guide runners, the side seals of the grate are made of separate plates installed between the grate and the cheeks frames, the cooling surface of the grate is made in the form of a panel of a number of pipes placed close to each other, moreover, the axis of each pipe is shifted about relative to the axis of the lower pipe adjacent to it in the direction of the side walls of the furnace. (RU 2231714, IPC F 23 C 10/02, published June 27, 2004).

Недостатком известной топки является низкая надежность из-за выполнения колосников из чугуна, что приводит к частым поломкам колосников, а, следовательно, остановке топки. Кроме того, приводным валом в таких топках является задний, расположенный непосредственно в топке, то есть в зоне высоких температур, что повышает требования к надежности подшипниковых узлов этого вала.A disadvantage of the known firebox is its low reliability due to the construction of grid-irons from cast iron, which leads to frequent breakdowns of the grid-irons and, consequently, stopping the furnace. In addition, the drive shaft in such furnaces is the rear, located directly in the furnace, that is, in the high temperature zone, which increases the reliability requirements of the bearing assemblies of this shaft.

Известна топка для сжигания твердого топлива ТНУ (топка низкосортных углей), выпускаемая Кусинским машиностроительным заводом, основными элементами которой являются наклонное (10° к горизонту) колосниковое полотно, валы с подшипниковыми узлами -передний с натяжным механизмом и задний с приводом, сварная рама, воздушные зоны с шиберами, фронтовое и боковые уплотнения, течки удаления провала с шиберами, питатель-дозатор движущего механизма цепного типа - цепи расположены по бокам колосникового полотна в специальных каналах, соединены между собой и с колосниками горизонтальными стяжками. (Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог. - М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1992. с.169-174).Known furnace for burning solid fuel TNU (furnace of low-grade coal) produced by the Kusinsky Machine-Building Plant, the main elements of which are an inclined grate (10 ° to the horizon), shafts with bearing assemblies - front with tensioning mechanism and rear with drive, welded frame, air zones with gates, front and side seals, estrus removal failures with gates, feeder-dispenser of the moving mechanism of the chain type - the chains are located on the sides of the grate blade in special channels, connected between and with a grate horizontal ties. (Small and medium capacity boilers and furnace devices. Industry catalog. - M.: TSNIITEITYAZHMASH, 1992. p.169-174).

Это устройство является наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков и принятого за прототип.This device is the closest to the claimed combination of features and taken as a prototype.

Недостатками устройства, принятого за прототип, снижающими их эксплуатационные и потребительские качества, является выполнение колосников из чугуна, который при достаточно хороших жаростойких характеристиках является хрупким материалом, что приводит к частым поломкам колосников, а следовательно, остановке топки и необходимости демонтажа звена колосников для замены разрушенного колосника. Выполнение привода колосникового полотна (движущего механизма) через цепи, расположенные по бокам полотна, приводит к усложнению системы уплотнения колосникового полотна и неизбежным протечкам газа по каналам, в которых движутся цепи, усложняя тем самым условия эксплуатации котла и снижая эффективность процесса горения. Кроме того, приводным валом в топках ТНУ является задний, расположенный непосредственно в топке, то есть в зоне высоких температур, что повышает требования к надежности подшипниковых узлов этого вала.The disadvantages of the device adopted for the prototype, reducing their operational and consumer qualities, is the construction of grate from cast iron, which, with good enough heat-resistant characteristics, is a brittle material, which leads to frequent breakdowns of grate bars and, therefore, stopping the furnace and the need to dismantle the grate link to replace the destroyed grate. Performing a drive of the grate blade (driving mechanism) through chains located on the sides of the blade, complicates the sealing system of the grate blade and inevitable gas leaks through the channels in which the chains move, thereby complicating the operation conditions of the boiler and reducing the efficiency of the combustion process. In addition, the drive shaft in the furnaces of the TNU is the rear, located directly in the furnace, that is, in the high temperature zone, which increases the reliability requirements of the bearing assemblies of this shaft.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками тождественными или эквивалентными предлагаемым.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about analogues of the claimed utility model, made it possible to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest technical solution for the totality of features made it possible to identify in the claimed device a combination of significant distinctive features in relation to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the utility model below.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и уменьшить вес топки высокотемпературного кипящего слоя за счет оптимизации конструктивных решений по приводу топки и колоснику полотна. Перенос привода колосникового полотна на передний вал из зоны высоких температур упрощает конструкцию подшипниковых узлов и облегчает температурные условия их работы. Переход на стальное литье повышает прочностные характеристики колосников, увеличивая их долговечность при одновременном уменьшении габаритов, веса, и, следовательно, стоимости, исключаются поломки колосников, приводящие к остановке топки.The claimed technical solution allows to increase reliability and reduce the weight of the furnace of the high-temperature fluidized bed due to the optimization of design solutions for driving the furnace and the grate of the canvas. Transferring the drive of the grate to the front shaft from the high temperature zone simplifies the design of the bearing units and facilitates the temperature conditions of their work. The transition to steel casting increases the strength characteristics of grates, increasing their durability while reducing dimensions, weight, and, consequently, cost, breakdowns of grates, leading to a stop of the furnace, are eliminated.

Предложена топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое, включающая наклонное колосниковое полотно с приводом, состоящее из ведомых и ведущих колосников, установленное на жесткой сварной раме, передний и задний валы с подшипниковыми узлами, воздушные дутьевые зоны регулирующими шиберами и питатель-дозатор топлива, при этом привод колосникового полотна расположен на переднем валу, а натяжной механизм - на заднем или на обеих валах, а колосники полотна выполнены из стали.A furnace for burning solid fuel in a fluidized bed is proposed, including an inclined grate with a drive, consisting of driven and leading grates installed on a rigid welded frame, front and rear shafts with bearing assemblies, air blast zones with regulating gates and a fuel metering feeder, the drive of the grate blade is located on the front shaft, and the tension mechanism is on the rear or both shafts, and the grate of the blade is made of steel.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез топки, на фиг.2 - вид Б-Б по фиг.1.The utility model is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a furnace, in Fig. 2 is a view BB of Fig. 1.

Топка включает наклонное (7°-15°) колосниковое полотно 1, состоящее из ведомых 2 и ведущих 3 колосников, с приводом 4, соединенных стальными стержнями 5, установленное на жесткой сварной раме 6, валы передний 7 и задний 8 с подшипниковыми узлами, воздушные дутьевые зоны 9 с регулирующими шиберами 10 и питатель-дозатор топлива 11. Привод 4 колосникового полотна 1 расположен на переднем валу 7. Движущий механизм колосникового полотна 1 выполнен в виде зубчатой пары, состоящей из ведущих колосников 3 и звездочки 12. Колосники The furnace includes an inclined (7 ° -15 °) grate blade 1, consisting of driven 2 and leading 3 grates, with a drive 4 connected by steel rods 5, mounted on a rigid welded frame 6, shafts front 7 and rear 8 with bearing assemblies, air blast zones 9 with control gates 10 and fuel feeder-dosing device 11. The drive 4 of the grate blade 1 is located on the front shaft 7. The moving mechanism of the grate blade 1 is made in the form of a gear pair consisting of driving grates 3 and an asterisk 12. Grids

полотна 2, 3 выполнены из стали. Натяжной механизм 13 колосникового полотна расположен на заднем валу 8, или на обеих валах 7 и 8.cloths 2, 3 are made of steel. The tension mechanism 13 of the grate blade is located on the rear shaft 8, or on both shafts 7 and 8.

Топка работает следующим образом. Топливо питателем-дозатором 11 подается сверху, как правило, самотеком на переднюю часть колосникового полотна 1. Колосниковое полотно 1 через зубчатую пару, состоящую из ведущих колосников 2 и звездочки 12 приводится в движение по направлению от переднего вала 7 к заднему валу 8. Под верхнюю ветвь колосникового полотна 1 подается позонно воздух. В переднюю, наиболее низкую часть подается больше воздуха, чтобы обеспечить псевдоожижение («кипение») топлива, в заднюю восходящую часть полотна 1 поступает меньшая доля воздуха для дожигания не догоревшего топлива в стационарном слое во время его движения к узлу золоудаления. Основной процесс горения (газификации) происходит в «кипящем» слое над первыми воздушными зонами при температурах слоя 900°-1200°. Наклон колосникового полотна 1 препятствует перетеканию «кипящего» слоя в узел золоудаления. При сжигании в высокотемпературном «кипящем» слое под колосниковое полотно 1 направляется около 50% воздуха, необходимого для горения, остальной воздух подается в объем топки и обеспечивает дожигание продуктов газификации.The furnace works as follows. Fuel is supplied by a metering feeder 11 from above, as a rule, by gravity to the front of the grate 1. The grate 1 is driven through a gear pair consisting of driving grates 2 and sprocket 12 in the direction from the front shaft 7 to the rear shaft 8. Under the upper the branch of the grate 1 is supplied with air. More air is supplied to the front, lowest part to provide fluidization (“boiling”) of the fuel; a smaller fraction of air enters the rear ascending part of the web 1 for afterburning unburned fuel in the stationary layer during its movement to the ash removal unit. The main combustion (gasification) process takes place in a "fluidized" layer above the first air zones at a layer temperature of 900 ° -1200 °. The inclination of the grate blade 1 prevents the flow of the "fluidized" layer in the site of ash removal. When burning in a high-temperature fluidized bed, about 50% of the air needed for combustion is directed under the grate plate 1, the rest of the air is supplied to the furnace volume and provides afterburning of gasification products.

Claims

A fluidized-bed solid fuel combustion chamber, including an inclined grate with drive, consisting of driven and leading grates, mounted on a rigid welded frame, front and rear shafts with bearing assemblies, air blast zones with regulating gates and a fuel metering feeder the fact that the grate blade drive is located on the front shaft, and the tension mechanism is located on the rear or both shafts, while the grate of the blade is made of steel.