УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГОРАНИЯ ВЛАЖНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1999 года по МПК F23B1/00 F23B1/38 

Настоящее изобретение относится к устройству для сгорания влажного топлива, в котором колосниковая решетка, на верхней части которой происходит сжигание топлива, устанавливается внутри камеры сгорания. При этом механическая система также включает в себя питатель и выпускной канал для удаления из камеры сгорания газообразных продуктов сгорания.

Влажность органического топлива, такого как древесная щепа и торф, либо подобного им, которое используется в топочных установках, обычно слишком высока, чтобы осуществлять его непосредственную подачу от места хранения к топочному устройству. Такое топливо вначале осушается в отдельном осушителе, а затем подается в топочное устройство, используя отдельный питатель. Отдельный питатель стоит дорого и потребляет значительную энергию. Осушение, а также перемещение к осушителю и от него представляет собой отдельные стадии процесса, причем каждая из них повышает затраты на обработку топлива.

Кроме того, имеющимся в настоящее время топочным устройствам свойственна проблема, заключающаяся в том, что даже если сушка топлива проведена, оно все еще остается настолько влажным, что для успешного сгорания требуется длинная колосниковая решетка. Топливо смещается вдоль решетки, осушаясь в ее начале и сгорания далее по ней. Для длинной колосниковой решетки требуется долинная камера сгорания, что повышает стоимость топочного устройства. Процесс сгорания на больших тепловых электростанциях, на которых используется топливо в виде влажной щепы с влажностью, доходящей до 65 процентов, основывается на длинных колосниковых решетках и керамической кирпичной кладке, что обеспечивает возможность эффективного испарения, осушения и сгорания топлива. Чтобы обеспечить надлежащее сжигание, влажность топлива, предназначенного для современных малогабаритных котлов, передних торцевых печей и топок не должна превышать 35 процентов.

Цель изобретения заключается в создании устройства для сгорания влажного топлива и в то же время в устранении дефектов устройств, имеющихся в настоящее время. В первую очередь цель заключается в создании устройства, для которого топливо может быть подано в камеру сгорания более влажным, чем в существующих малогабаритных котлах или подобных устройствах. Кроме того, цель заключается в создании устройства, в котором не требуется большого количества стадий перемещения топлива по сравнению с имеющимися устройствами, и в котором камера сгорания и колосниковая решетка относительно коротки.

Цель изобретения будет достигнута посредством устройства, отличающегося тем, что указано в пунктах формулы изобретения.

Устройство, сконструированное согласно изобретению, оборудовано барабанной сушилкой, которая прикреплена к питателю и из которой топливо подается непосредственно на решетку. Когда барабанная сушилка установлена внутри камеры сгорания, температура внутри сушилки так высока, что топливо, поданное в нее, эффективно осушается, прежде чем оно падает на решетку. Таким образом отдельная сушилка не требуется и нет необходимости в том, чтобы топливо по отдельности подавалось в сушилку и удалялось из нее. Следовательно затраты на обработку топлива уменьшаются и может быть сэкономлена энергия. Кроме того, топливо, падающее на колосниковую решетку, будет настолько сухим, что не требуется удлиненная решетка для сушки топлива, и поэтому обеспечивается возможность использования относительно короткой решетки. В камере сгорания может эффективно использоваться топливо, влажность которого находится в диапазоне приблизительно от 35 до 55 процентов. Одно из преимуществ также заключается в том, что устройство получает и использует энергию на испарение, затрачиваемую при сушке топлива, за счет чего увеличивается эффективность устройства.

В недорогом варианте осуществления устройства барабанная сушилка снабжена внутренней частью с эвольвентной спиралью, направленной к камере сгорания. Эвольвентная конструкция обеспечивает беспрепятственное продвижение топлива. В то же время топливо постоянно перемещается и весьма эффективно осушается. Расстояние, на которое перемещается топливо, равно π, умноженному на внутренний диаметр барабана и умноженному на количество поднимающихся спиралей; таким образом создается весьма значительное расстояние перемещения даже в случае относительно короткой барабанной сушилки.

Еще в одном недорогом варианте осуществления конструкции устройство снабжено наружными опорами для барабанной сушилки и приводным устройством для приведения сушилки в действие. В случае монтажа этого оборудования снаружи камеры сгорания легко проводить его техническое обслуживание.

Согласно изобретению колосниковая решетка устанавливается в диагональном положении, при этом конец барабанной сушилки, установленной в камере сгорания, достигает места прямо над верхним концом колосниковой решетки. При таком расположении топливо будет смещаться в нижнем направлении из того места, куда оно подается, за счет чего достигается надежное поступательное перемещение топлива, а также непрерывное сгорание.

Кроме того, один из вариантов осуществления изобретения обеспечен колосниковой решеткой, содержащей несколько компонентов с последовательным расположением, которые подвижны для смещения топлива от одной к другой. Такой вариант осуществления конструкции обеспечивает легкое перемещение топлива в камере сгорания.

Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемый чертеж, схематически иллюстрирующий боково2 вид в поперечном сечении одного из вариантов его осуществления.

В представленном варианте осуществления устройства оно состоит из следующих частей: станины 9, внутри которой находится камера сгорания 1, колосниковой решетки 2 внутри камеры сгорания, питателя 3, выпускного канала 4 и барабанной сушилки 5. Колосниковая решетка располагается на дне камеры сгорания, причем в этом варианте осуществления конструкции она изготовлена из компонентов, которые уложены друг за другом в нижнем направлении и крепятся к бесконечной ленте или к соответствующему устройству. Бесконечная лента приводится в движение посредством приводного устройства 13. Питатель располагается в передней части станины и камеры сгорания, и состоит из питающего бункера или подобного устройства и транспортера, расположенного в его донной части, в этом варианте осуществления конструкции представляющего собой червячный транспортер. Червячный транспортер частично достигает как станины, так и барабанной сушилки 5 и при этом сбрасывает топливо в начале спиральной конструкции.

Барабанная сушилка 5 снабжена эвольвентным барабаном 6, находящимся на колосниковой решеткой. Головная часть барабанной сушилки внутри камеры сгорания достигает верхнего конца колосниковой решетки, так что топливо падает с сушилки прямо на ее верхнюю часть. Внутренняя поверхность барабанной сушилки изготовлена из металла или покрыта приемлемым керамическим материалом. Кроме того, барабанная сушилка может быть снабжена наружными нагревательными скобами, которые эффективно отдают тепло.

Устройство снабжено опорами 7 для барабанной сушилки, расположенными снаружи и камеры сгорания, и приводным устройством 8, посредством которого барабанная сушилка приводится в движение. Приводное устройство состоит из двигателя и ролика 10, которые расположены таким образом, что могут вращать барабанную сушилку. Устройство также содержит вентилятор для дутья воздуха на решетку и разгрузочный шнек для удаления золы из камеры сгорания.

При использовании устройства согласно изобретению топливо автоматически транспортируется к накопителю или резервуару, а оттуда посредством червячного транспортера поступает к началу эвольвентной спирали. Частота вращения двигателей и вентиляторов червячного транспортера и барабанной сушилки при необходимости автоматически регулируется согласно требуемому количеству тепла. Соответственно, выгрузка золы и перемещение колосниковой решетки автоматически регулируется в зависимости от количества сжигаемого топлива. Топливо перемещается в барабанной сушилке в переднем направлении с помощью спирали, в результате чего оно, находясь внутри вращающейся барабанной сушилки, осушается и газифицируется.

Из барабанной сушилки топливо падает вниз на верхний конец колосниковой решетки, которая затем смещает горящее, частично обугленное топливо далее вниз. Вентилятор нагнетает основной воздушный поток через решетку к слою топлива. Пламя на решетке нагревает находящийся над ней барабан, при этом нагревая и частично газифицируя его содержимое. Основной воздушный поток может также вдуваться в барабанную сушилку.

Устройство может крепиться в виде продолжения обычного устройства, в котором газы могут полностью сжигаться, используя вспомогательное количество воздуха, а затем охлаждаются, используя экономайзер. Устройство также применимо в качестве передней торцевой печи, например, для нефтяного резервуара. Вокруг устройства может быть смонтировано водяное охлаждение, делая его частью всего резервуара.

Изобретение не ограничено только приведенными здесь вариантами его осуществления и может быть изменено в пределах идеи изобретения, которая заключена в пунктах формулы изобретения.

Предлагаемое изобретение относится к устройству для сгорания влажного топлива, состоящему из камеры сгорания (1) (КС), колосниковой решетки (2), на верхней части которой осуществляется сжигание топлива внутри камеры сгорания, питателя (3) для подачи топлива к камере сгорания и выпускного канала (4) для удаления газообразных продуктов сгорания из камеры сгорания. Для эффективного осушения топлива устройство, сконструированное согласно изобретению, снабжено барабанной сушилкой (5), которая смонтирована внутри камеры сгорания (1) и прикреплена к питателю (3), и из которой топливо падает на колосниковую решетку (2). Технический результат заключается в обеспечении сжигания высоковлажного топлива в небольшой КС. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для сгорания влажного топлива, состоящее из камеры сгорания (1), колосниковой решетки (2), расположенной внутри камеры сгорания, на верхней части которой осуществляется сжигание топлива, питателя (3) для подачи топлива в камеру сгорания, выпускного канала (4) для удаления газообразных продуктов сгорания из камеры сгорания, и барабанной сушилки (5), которая прикреплена к питателю (3) и расположена внутри камеры сгорания (1) над колосниковой решеткой (2), и из которой топливо падает на колосниковую решетку (2), отличающееся тем, что колосниковая решетка (2) установлена в диагональном положении и что головная часть барабанной сушилки (5) в камере сгорания достигает места, где она находится над верхним концом колосниковой решетки, тем самым обеспечивая смещение топлива в нижнем направлении от того места, куда оно подается. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабанная сушилка (5) снабжена внутренней частью, которая имеет эвольвентную спираль (6), направленную к камере сгорания (1). 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено опорами (7) для барабанной сушилки, установленными снаружи от камеры сгорания, и приводным устройством (8) для приведения в действие барабанной сушилки. 4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что колосниковая решетка (2) состоит из нескольких компонентов, расположенных друг за другом, которые подвижны для смещения топлива от одного компонента к другому.