UA136061U - Котел для спалювання повних тюків біомаси - Google Patents

Abstract

Котел для спалювання повних тюків біомаси складається з камери згоряння, обладнаної дверима щонайменше одного теплообмінника димового газу, димового каналу, розташованого у верхній секції камери згоряння, і який має вхідний отвір димового газу, розташований на стороні камери згоряння, протилежній стороні, на якій розташований щонайменше один забірник повітря для горіння. Камера згоряння має циліндричну форму, а двері круглу форму, розташовані по всьому перерізу котла. Димовий канал, відділений термостійкою аркою із листового металу і стелею камери згоряння. Забірник повітря для горіння з'єднаний з джерелом повітря для горіння, з'єднаним з камерою згоряння трубою, обладнаною розподільником та виконаною з можливістю роздвоєння на трубу первинного повітря і трубу вторинного повітря.

Description

Запропонована корисна модель належить до опалювальної техніки, зокрема котла для спалювання біомаси, зокрема котла для спалювання повних тюків біомаси, котла, що містить камеру згоряння і щонайменше один теплообмінник.

У даний час існує багато установок для спалювання біомаси, а також низки способів спалювання біомаси. Такі установки також включають котли, що спалюють повні тюки соломи.

Такі установки можна розділити на установки з пристроєм для дозування соломи з тюка перед завантаженням у камеру згоряння і ті, що дозволяють завантажувати повні тюки соломи у камеру згоряння.

Вищеописані установки також можуть включати установку, призначену для спалювання маси рослинного походження, описану в патентному документі С5 228635. Установка складається з камери пресування, що приєднана до бункера для зберігання сипучого палива.

Камера пресування обладнана гвинтовим пресом, встановленим на пустотілому валу. Камера приєднана до повітрозабірника і вбудована в камеру згоряння разом з вихідним отвором камери пресування. Одним з основних недоліків цієї установки є те, що гвинтовий прес полегшує завантаження маси, яка складається з дрібних частинок, але не полегшує завантаження, наприклад повного тюка соломи.

У заявці С2 РМ 2001-1178 описано спосіб спалювання біомаси, яка стиснута в тюки великого об'єму, та установка, що використовується для способу спалювання. Цей спосіб полягає в тому, що подовжньо розміщений тюк транспортується за допомогою горизонтального конвеєра від бункера для зберігання в нахилений міст, що повертається у горизонтальну площину. Потім міст повертається знову у вертикальну площину і ковзаюча лапа захвату моста утримує нижню поверхню тюка. Потім завантажувальна камера рухається над нахиленим мостом, ковзаюча лапа захвату моста переміщує тюк, що утримується вертикально вгору, в завантажувальну камеру, де вбудовані всередині захвати вертикального конвеєра захоплюють вставлений тюк.

Потім завантажувальна камера з захопленим тюком, рухаючись над вертикальною шахтою камери згоряння, опускає захоплений тюк вертикально в шахту камери згоряння, де нижня поверхня торкається механізму аерації. Установка, що використовується у цьому способі складається з завантажувальної лінії й котла для спалювання, який обладнаний механізмом аерації та з'єднаний з теплообмінником. Недоліком цієї установки є її великий розмір, складність і дороговизна.

Інша установка, що може спалювати повні тюки соломи відома з патенту С 16473. Ця установка обладнана всмоктуючим вентилятором для димових газів і вихлопною трубою для димових газів. Камера згоряння обмежена розділовою перегородкою і задньою стінкою і розташована всередині кожуха, що складається з фундаменту, лівої стінки, правої стінки і стелі.

Крім того, відповідна форкамера відділена передньою стінкою з отвором, і перегородкою, а також лівою стінкою, правою стінкою і стелею, її задня стінка дорівнює за висотою висоті кожуха і тягнеться до самої стелі, де задня стінка забезпечена отворами для димових газів. Розділова перегородка скорочується у своїй нижній частині й забезпечена однією або декількома трубами, приєднаними (під перегородкою) до правої та лівої стінок із зазором. Крім того, рухлива колосникова решітка розташована вище поверхні землі похило від передньої стінки з отвором до задньої стінки. Рухлива колосникова решітка частково виступає в камеру згоряння, а між верхньою поверхнею рухливої колосникової решітки і найнижчою трубою є зазор для подачі соломи в камеру згоряння. Простір форкамери зачиняється рухливою колосниковою решіткою в її ніжній частині, але камера згоряння в її ніжній частині відгороджена рухливою колосниковою решіткою тільки ззаду розділової перегородки. На рівні фундаменту знаходиться зольник, розташований на задній стінці, та димова труба з отвором для димових газів.

Відомий також способ спалювання тюків (патент С7 303224). Цей патент описує спалювання тюків біомаси у котлі з регульованим забором повітря для горіння в камеру згоряння з використанням повітродувки або всмоктуючого вентилятора для димових газів. Повітря подається у камеру згоряння щонайменше одним соплом, положення якого може змінюватися у вертикальній площині. Повітря для горіння, протягом усього часу горіння, подається по дотичній до верхньої поверхні тюка, що спалюють, і димові гази будуть вичерпані відносно повітря, що подається всередину. Котел забезпечений щонайменше одним соплом для всмоктування повітря для горіння, який спрямований у бік від стінки камери згоряння на рівні верхньої поверхні тюка. Сопло може обертатися навколо своєї горизонтальної осі, а випускний отвір розташований у місці, протилежному до сопла. Недоліком цього котла є той факт, що механізм основного повітрозабірника є досить складним у той час як переваги, що випливають з такої конструкції, не підсилюють загальну корисну цінність котла в цілому.

У патенті С2 17061 описана камера згоряння для спалювання біомаси і вугілля, яка 60 додатково обладнана пристроєм для подачі повних тюків соломи у камеру згоряння і шнековим конвеєром для видалення з камери золи та інших негорючих частинок. Камера згоряння розділена на першу та другу секції згоряння між рухливою колосниковою решіткою у нижній частині, стелею у верхній частині, передніми і задніми стінками, і лівої та правої бічними стінками. Ці стінки складаються з труб з водяним охолодженням, і стеля, за вигином, є продовженням передньої стінки, її стельові труби йдуть вгору під кутом до задньої стінки і з'єднані з верхньою камерою задньої стінки, і передня стінка забезпечена отвором для подачі тюків соломи відповідно до якого рухлива колосникова решітка розташована похило від передньої стінки до задньої стінки, і за рухливою колосниковою решіткою перша камера похилої стінки з'єднана із задньою стінкою, яка складається з труб і керамічних матеріалів. Ці труби йдуть вгору під кутом і з'єднані з другою камерою і, камера (з вертикальними трубами) приєднана до стельових труб. Крім того, несучі труби з проміжками між ними з'єднані з нижньою стороною другої камери і з передньою стінкою, і ці труби несуть два керамічних блокаий які розміщені в їх верхній частині і охоплюють всю ширину камери згоряння, тим самим утворюючи прохідний отвір між першою секцією камери згоряння нижче похилої стінки і керамічних блоків і другою секцією камери згоряння вище керамічних блоків і похилої стінки. Отвір забезпечений першою керамічною перегородкою, розташованою за вертикальними трубами у напрямку задньої стінки і приєднаної до стелі. Ця перегородка йде вертикально вниз у напрямку похилої стінки і виступає у другу секцію камери згоряння. Інша керамічна перегородка розташована ближче до задньої стінки. Вона йде від похилої стінки вертикально вгору таким чином, що її верхній край закінчується зовсім поряд з нижнім краєм першої керамічної перегородки, таким чином утворюючи димовой канал між другою керамічною стінкою і задньою стінкою. Димовий канал з'єднаний з отвором димового газу в задній стінці. Недоліком такої конструкції є те, що вона не має ніякого допоміжного пристрою для дозування окремих тюків соломи.

В патенті ОК 621286 описаний спосіб спалювання повних тюків соломи та установка, що застосовується у способі. Спосіб базується на спалюванні повних тюків соломи без попереднього розділення. Тюки соломи горять від одного з їхніх кінців, і процес горіння є безперервним. Це досягається шляхом подачі окремих тюків соломи в камеру згоряння, один за іншим, використовуючи гідравлічний поршень. Потужність котла залежить від швидкості, 3 якою поршень штовхає тюки соломи в камеру згоряння. Конструкція котла, знову ж таки, є відносно складною і, отже, дорогою.

З вищесказаного очевидно, що існуючий стан цієї проблеми в галузі має ряд недоліків, найбільш важливим з яких є відносна складність конструкції котлів, які досі були описані. Крім того, незважаючи на складність конструкції, не спостерігається радикального підвищення загальної корисної цінності котла в цілому. Іншим недоліком більшості котлів, що відомі дотепер, є їх великий розмір.

Задачею запропонованої корисної моделі є створення простої у вживанні та не дорогої конструкції котла, що сприятиме ефективному спалюванню повних тюків соломи, кукурудзи і трави, у той час як, при всіх межах викидів, що є завжди, дозування цих мас полягає в одному заповненні камери згоряння.

Зазначені недоліки значною мірою усунені у запропонованій корисній моделі.

Поставлена задача вирішується тим, що котел для спалювання повних тюків біомаси, що складається з камери згоряння, обладнаної дверима щонайменше одного теплообмінника димового газу, димового каналу, розташованого у верхній секції камери згоряння, і який має вхідний отвір димового газу, розташований на стороні камери згоряння, протилежній стороні, на якій розташований щонайменше один забірник повітря для горіння, згідно з корисною моделлю, камера згоряння має циліндричну форму, а двері - круглу форму, розташовані по всьому перерізу котла, при цьому димовий канал, відділений термостійкою аркою із листового металу і стелею камери згоряння, а забірник повітря для горіння з'єднаний з джерелом повітря для горіння, з'єднаним з камерою згоряння трубою, обладнаною розподільником та виконаною з можливістю роздвоєння на трубу первинного повітря і трубу вторинного повітря.

Труба первинного повітря з'єднана щонайменше з одним соплом первинного повітря, розташованим у фіксованій горизонтальній площині на нижньому рівні задньої сторони камери згоряння, а труба вторинного повітря з'єднана щонайменше з одним соплом вторинного повітря, розташованим у фіксованій горизонтальній площині нижче термостійкої арки на верхньому рівні задньої сторони камери згоряння.

Труба первинного повітря забезпечена регулюючою заслінкою для первинного повітря і труба вторинного повітря забезпечена регулюючою заслінкою для вторинного повітря.

Управління цими двосторонніми заслінками забезпечує ефективне спалювання з низьким рівнем викидів димових газів.

Котел обладнаний всмоктуючим вентилятором для димових газів, щоб забезпечити регульовану тягу на весь період горіння.

Камера згоряння охолоджується, в ідеальному випадку, водою. Така конструкція є найбільш вигідною з погляду зниження відповідних витрат на виробництво і з погляду якісного спалювання стеблових рослин, де необхідна більш низька температура горіння в порівнянні зі спалюванням деревини. Конструкція ще простіше і весь котел ще дешевше, якщо двері камери згоряння є круглої форми і не охолоджуються. На додаток до цього, вигідно, якщо щонайменше частина камери згоряння забезпечена термостійким ізоляційним матеріалом, що забезпечує оптимальну температуру в камері згоряння.

Корисна модель представлена на кресленнях, на яких:

На фіг. 1 показано вигляд з боку котла для спалювання біомаси з частковим виглядом у розрізі;

На фіг. 2 показано вигляд спереду котла для спалювання біомаси;

На фіг. З показано вигляд з боку котла для спалювання біомаси з теплообмінником, розташованим над камерою згоряння;

На Фіг. 4 показано вигляд з боку котла для спалювання біомаси з теплообмінником, розміщеним поруч з камерою згоряння.

Котел для спалювання повних тюків 20 з біомаси - соломи (фіг. 1, Фіг. 2) складається з камери згоряння 1 і теплообміннику 2.

Передня сторона 17 камери згоряння 1 забезпечена дверима 15, що розташовані по всьому його перерізу.

У верхній частині камери згоряння 1 знаходиться димовий канал 3, відділений термостійкою аркою з листового металу 6 і стелею 19 камери згоряння 1.

Вхід 24 для димових газів З розташований на бічній стороні камери згоряння 1, що є протилежною стороні з забірниками 25, які забезпечують повітрям для горіння камеру згоряння 1.

Забірники повітря для горіння 25, які включають сопла первинного повітря 14 і сопла вторинного повітря 23, з'єднані трубами 26 з джерелом 13 повітря для горіння. Перед входом в камеру згоряння 1, повітря для горіння розділяється на два потоки - потік первинного повітря і

Зо потік вторинного повітря. З цієї причини труба 26 забезпечена розподільником 27. Потім труба роздвоюється на трубу первинного повітря 28 і трубу вторинного повітря 29. Джерелом повітря для горіння 13 є вентилятор.

Труба первинного повітря 28 з'єднана з соплами первинного повітря 14, які розташовані у фіксованій горизонтальній площині на нижньому рівні задньої сторони 18 камери згоряння 1.

Труба первинного повітря 28 забезпечена регулюючою заслінкою з приводом для первинного повітря 21.

Труба вторинного повітря 29 з'єднана з соплами вторинного повітря 23, які розташовані у фіксованій горизонтальній площині нижче термостійкої арки б на верхньому рівні задньої сторони 18 камери згоряння 1. Труба вторинного повітря 29 забезпечена регулюючою заслінкою з приводом для вторинного повітря 22.

Теплообмінник 2 є горизонтальним жаротрубним теплообмінником. Він розташований (фіг. 3) вище верхньої секції камери згоряння 1, обладнаний двома витяжними каналами 8, 10 і з'єднаний через поворотну камеру 7 з камерою згоряння 1. Поворотна камера 7 з'єднана з димовим каналом 3. Теплообмінник 2 обладнаний всмоктуючим вентилятором для димових газів 12.

Теплообмінник 2 також може бути розташований поряд з камерою згоряння 1 (Фіг. 4).

Камера згоряння 1 є циліндричною і обладнана дверима круглої форми, що не охолоджуються 15. Камера згоряння 1 повністю охолоджується водою.

Стінка задньої сторони 18 камери згоряння 1 покрита термостійким ізоляційним матеріалом 5 чи вогнетривкою футерівкою. Стеля 19 камери згоряння 1 покрита термостійким ізоляційним матеріалом 4 чи вогнетривкою футерівкою.

У середині задньої сторони 18 виконані дверцята для підпалювання 16.

Крім того, котел обладнаний терморегулятором (не показаний), що зменшує потужність котла у випадку досягнення заданої температури води. Котел додатково забезпечений обмежувачем температури (не показаний) і запобіжним клапаном (не показаний), щоб запобігти перегріву і перевищенню максимального тиску.

Котел для спалювання повних тюків 20 з біомаси працює наступним чином: Спочатку повний тюк 20 з соломи (вигідно, якщо тюк має циліндричну форму) вставляють в котел. Потім двері 15 і камеру згоряння 1 зачиняють. Одночасно джерело 13 починає нагнітати повітря для горіння, і 60 тюк 20 з соломи підпалюють через дверцята для підпалювання 16.

Димові гази з камери згоряння 1 виходять через димовий канал З через першу поворотну камеру 7 у перший витяжний канал 8 теплообмінника 2 і потім через другу поворотну камеру 9 у другий витяжний канал 10 теплообмінника 2, з якого вони викидаються всмоктуючим вентилятором для димових газів 12 через вихід для димових газів 12 в димохід (не показаний).

Джерело 13 повітря для горіння змінює швидкість у процесі горіння в залежності від об'єму О: у димових газах. Таким чином, всмоктуючий вентилятор для димових газів 12 на виході для димових газів 11 підтримує негативний тиск в камері згоряння 1.

Коли тюк 20 з соломи згорає, двері 15 в камеру згоряння 1 відчиняються, і в камеру згоряння 1 вставляють інший тюк 20 з соломи, який зазвичай підпалюється попереднім згорілим тюком 20. Тоді весь процес горіння повторюється.

У разі необхідності зола з камери згоряння 1 видаляється вручну через двері 15 з використанням скребка для золи і збирається в зольник (не показаний).

Запропонований котел може бути використаний для спалювання біомаси, зокрема біомаси у вигляді тюків, особливо якщо біомаса представлена у вигляді великих тюків соломи або сіна і має циліндричну форму.

Claims (5)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Котел для спалювання повних тюків біомаси, що складається з камери згоряння, обладнаної дверима щонайменше одного теплообмінника димового газу, димового каналу, розташованого у верхній секції камери згоряння, і який має вхідний отвір димового газу, розташований на стороні камери згоряння, протилежній стороні, на якій розташований щонайменше один забірник повітря для горіння, який відрізняється тим, що камера згоряння (1) має циліндричну форму, а двері (15) - круглу форму, розташовані по всьому перерізу котла, при цьому димовий канал (3) відділений термостійкою аркою (6) із листового металу і стелею (19) камери згоряння (1), а забірник (25) повітря для горіння з'єднаний з джерелом (13) повітря для горіння, з'єднаним з камерою згоряння (1) трубою (26), обладнаною розподільником (27) та виконаною з можливістю роздвоєння на трубу первинного повітря (28) і трубу вторинного повітря (29).

2. Котел за п. 1, який відрізняється тим, що труба первинного повітря (28) з'єднана Зо щонайменше з одним соплом первинного повітря (14), розташованим у фіксованій горизонтальній площині на нижньому рівні задньої сторони (18) камери згоряння (1), а труба вторинного повітря (29) з'єднана щонайменше з одним соплом вторинного повітря (23), розташованим у фіксованій горизонтальній площині нижче термостійкої арки (6) на верхньому рівні задньої сторони (18) камери згоряння (1).

3. Котел за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що труба первинного повітря (28) забезпечена регулюючою заслінкою для первинного повітря (21) і труба вторинного повітря (29) забезпечена регулюючою заслінкою для вторинного повітря (22).

4. Котел за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що він обладнаний всмоктуючим вентилятором для димових газів (12).

5. Котел за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що камера згоряння (1) охолоджується.

ях КЗУч го х з г ГУ з с Я ш - Ше Я - В й Зоя Б У 2 КЗ З Хол Ж в ; і й нев ї ї - мкм їх ї КІ Моск ук юю те Й КЕ У ї ї Монененя Е св, їЇХ ї ї Ї З . ек, окон СНЕКИ МИ Ку Ек : Мей А ккккКюКеХ КК Неон нн НН ЗМ НЕК ЩЕ і. Шви зани нн зни Й КО с ее ння м я ся що - З З пк ній З ХХХ МУ У щі х тд ДМ ук КК КК МВ Пе жк х У : хх ХУ хе КК ЕЗ 5 З ОХ, Я й ЯК. ; й їх о Ж Е оон АН А АК АВ ВИМ |: ЕКЗ Й ї ЕВ т деУ Вк кс Кк кн ЗОЗ дай » :чЩ нс я х нена нн и с Ко Же тен че ЗКУ хх ОМ Є 5 ЩЕ Я їх Я на же з й Б х й з лим, к з ; Би УК Є рюдкореютоф оре фосону ке КК юнм йе й ШК тех: З ІЗ і; дккюмюм як п Я я нн МИХ х т Й їх Ж й ще і ШЕ ШЕ я ще х х ТУЯ о СКК со Бк ох Б. 7 ік; 5 й У КМхМю Мо деднннкк ДУтюкннхих чЕ го хек, ЗК. ЕХ ч Ж поет З р ой Ше кі денно із З. с МОЖ ян ММ тн, КАХ Я ї ї МК тк де дек. сок, ЕЕ ї ще НК кн В, т С жом збо шо вах же | В й ЖК ; її | зе В ен щЕ; їх Я : З М СМАК дк ой й шини М «хх КО в в Мф ех ке Бе У ГК ЖЖ «АХ ЗМК БОЖЕ са ще ев ії що їх З Код Я же ЕЕ Еде Й и З У ЖХ с ЇМ В а ще їх М сейм кк ж я З З З Ко ех ек ко дк ЖК Же фе Жак ЗВ 0 Ор а, 5 ЗКУ На ї ех МВ І, М Х ЕЕ Ден : К: У ПК о ЗК г: ще ШИ ши с ше в КЕ г іще а ж в я і і: : су сх -- же ро . ЗК З З ї З рі ЗИ її БК а ЕК люк ду жо ще Ж ся ї К З Е Я й кни, жк ше : Ка ї Кз і Нкх ЦО ММ б тех З БЕХ в Її шк ж ко дике що Кн Ме й: ся

КК. НКУ І ше ММ же ББЖ 1; х й Зк у й Ме Ко ї о а Ви ВВ ЖЕ СЕ й У х зх й з. Кх КИ х ІЗ х Ще о - ДНИНИ НИ К5 в 1:35 3 бе ШО в ОК В Кк а КК КК х КУ я дк ле АКАКАКЛАЛАААААААААААЛААТКАХ ом Я бе ех син МК х т м ЕК 8 Х й З Ма х з Ку вий З с в ВВ їй 5 ою З ж ж ше я й в З З за зво я С са Її ак Я Ех я й Ка Ї ж Як Же Б Щ- КЗ 7 4 ї8 к 4425 в

Фіг. 1 км В о зх я Ж о им й в: - Б хе ї Вени Ж усе Хо с деннунннню во ОВК Е ее КЕ З їх ху їх сокххкхкхк кр Е Х с вовни Я ж-- У У в. З КО сх. У Ме ж я ЩЕ «НКУ ки ей ох а зх В я Моя СУ яз КУ Я Е З ОО Її ї г ж З вже З ї В ї я ; З вк в цех ее кое 5 Ка ООН й яки ех з й Й пе 3 р М в З В є Ж 7 АЖ ЗК в З. з в Кі Кз КАК КУМ ККУ МУКУ УМ ; нн: Ук : КЗ х. ККУ ше ї нин з з --- з Я КЗ У Я хх Ж ЕК КО У 5 ІЗ К Ку Я КЗ ї Я ІЗ Я ї КЗ КЗ БУЯ Ку ї Б ВК ЕНН ОК ЕЗ З і АХ З Х х ще я. оо вн Я " ж Ж як і Кай 5 х щі у М, пкхкккккккккккккКХ ж. щх КБ поооовася за

Ж. є х ЕКЯ ге ї кн НЕ ХЕ ММ ЕК їх я у, Ї я а ОН Х х х Ж ї ї нн нн

Фіг. 7 ї .

4. | ї Ко Ї ей АК 5 х : іде М ето В еВ

С. с ст 5 на зе с КЯ

, | Й і вними меня нену е зоневоновні в, ОН З ще її

Фіг. 4