ПОВОРОТНЫЙ КОЛОСНИК Российский патент 2007 года по МПК F23H9/00 

Заявляемое изобретение относится к устройствам для слоевого сжигания и термической обработки твердого топлива и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности.

Известны неперфорированные поворотные или качающиеся колосники для сжигания твердого топлива в топках с неподвижными решетками. Воздух для сжигания топлива, лежащего на этих колосниках, проходит в зазоры между колосниками (Е.В.Нечаев, А.Ф.Лубнин. "Механические топки для котлов малой и средней мощности". "Энергия", Л., 1968, стр.117).

Недостатком этих устройств является недостаточная эффективность сжигания из-за сложности равномерного распределения топлива и воздуха по всей площади горящего слоя.

Также известен барабанный поворотный колосник, содержащий перфорированный полый барабан, установленный на полых трубчатых опорах, внутри которого соосно и с зазором установлен перфорированный цилиндр, а полость, по крайней мере, одной трубчатой опоры подключена к барабану и к источнику воздуха. Барабанный элемент может быть выполнен из нескольких соосных секций, причем смежные секции снабжены общей трубчатой опорой. В перфорированном цилиндре барабанного элемента может быть свободно установленная цилиндрическая обечайка, снабженная на наружной стенке ребрами, высотой меньше половины зазора между перфорированным цилиндром и цилиндрической обечайкой. Ребра могут быть выполнены в виде спирали (патент СССР №1024017 от 24.07.1975 г., F23H 9/02, дата публикации 15.06.1983 г.).

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности регулируемого шлакоудаления и удаления избыточного слоя топлива, предусмотренного в самом устройстве, так как слой горящего топлива лежит, а при повороте элемента скользит по гладкой перфорированной цилиндрической поверхности барабанного элемента. Для регулируемого шлакоудаления необходимо дополнительное устройство, что усложняет всю конструкцию и процесс сжигания твердого топлива в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является поворотный колосник, содержащий полый корпус с валом для его вращения, патрубком для подвода газообразной среды внутрь корпуса и отверстиями для выхода газообразной среды на боковой поверхности корпуса. Полый корпус в поперечном сечении имеет форму звезды, а указанные отверстия расположены в вершинах ее лучей (авторское свидетельство СССР №1232895, F23H 9/02, 1985 г.).

Проведенные исследования работы такого колосника, установленного в поду реакционной камеры над шлаковым бункером, показали, что активное горение кусков топлива, попавших в продольные впадины между лучами звездообразного корпуса колосника, наблюдается по верхней поверхности этих кусков, то есть в зоне, в которую поступает газообразная среда, например воздух, выходящий из отверстий, расположенных для его выхода в вершинах лучей.

В результате снижается эффективность сжигания твердого топлива в слое.

Заявляемое изобретение обеспечивает повышение эффективности сжигания твердого топлива в слое путем увеличения интенсивности и полноты его сгорания рациональным распределением воздуха по всему объему сжигаемого топлива.

Для достижения указанного технического результата в поворотном колоснике, содержащем полый корпус, выполненный в поперечном сечении в форме звезды с отверстиями для выхода газообразной среды, расположенными по его боковой поверхности в вершинах лучей звезды, вал для его вращения и патрубок для подвода газообразной среды, вершина каждого луча представляет собой продольный наконечник, устанавливаемый с возможностью перекрытия отверстий для выхода газообразной среды, а у корней каждой пары лучей, на их боковых поверхностях, выполнены дополнительные отверстия, оси которых наклонены в сторону корня рядом расположенных лучей.

На фиг.1 изображен поворотный колосник, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел Б на фиг.2, в увеличенном масштабе.

Поворотный колосник (фиг.1 и фиг.2) содержит полый корпус 1 с патрубком 2 для подвода газообразной среды, например воздуха, внутрь колосника и валом 3 для его вращения вокруг своей оси. Корпус 1 в поперечном сечении имеет форму звезды с отверстиями 4 (фиг.3), размещенными на боковых поверхностях 5 лучей у их вершин, представляющих собой продольный наконечник 6 (фиг.1 и фиг.2), установленный с возможностью перекрытия отверстий 4 для выхода воздуха. У корней 7 каждой пары лучей (фиг.3), на их боковых поверхностях 5, выполнены дополнительные отверстия 8, оси которых наклонены в сторону корня 7 рядом расположенных лучей.

Поворотный колосник, установленный в поду реакционной (топочной) камеры, например котла над шлаковым бункером, работает следующим образом.

Через патрубок 2 внутрь полого корпуса 1 подают газообразную среду, например воздух, который выходит через отверстия 4 у вершин, представляющих собой наконечник 6 и наклонные отверстия 8 у корней 7 на боковых 5 поверхностях лучей звезды, ожижая слой топлива. Посредством вала 3 корпус 1 поворачивают с определенной скоростью. Топливо, непрерывно подаваемое в слой, подвергается соответствующей обработке. В случае попадания в слой вместе с топливом кусков негорючего материала или образования в слое относительно крупных агломератов золы, они, осаждаясь в продольные впадины между лучами корпуса 1, за счет его поворачивания транспортируются в шлаковый бункер вместе с избыточной частью слоя.

Известно, что для эффективного сжигания одним из основных условий является равномерное распределение (смешение) окислителя (воздуха) и топлива.

Перекрытие отверстий 4 в вершинах лучей звездообразного корпуса 1 продольным наконечником 6, защищая от попадания мелких фракций падающего сверху твердого топлива внутрь колосника сквозь эти отверстия, позволяет более равномерно распределить воздух, выходящий струями из этих отверстий, по длине колосника за счет удара и расплющивания этих струй об противостоящую внутреннюю поверхность продольного наконечника 6.

Дополнительные отверстия 8 на боковых поверхностях 5 у корней 7 каждой пары лучей корпуса 1 позволяют более равномерно распределить воздух по всей площади горения топлива за счет увеличения количества равномерно распределенных воздушных отверстий. Расположение отверстий 8 во впадинах между продольными лучами у их корней 7 дает возможность более равномерно распределить воздух по объему слоя топлива. Наклон дополнительных отверстий 8 к корням 7 между соседними лучами за счет соударения с противоположной поверхностью или встречной струей воздуха способствует дроблению истекающих из отверстий 8 струй воздуха, равномерному распределению воздуха по объему слоя и смешению его с топливом.

Таким образом, предлагаемый поворотный колосник повышает эффективность сжигания твердого топлива в слое путем увеличения интенсивности и полноты его выгорания за счет лучшего смешения топлива с воздухом, которое достигается рациональным распределением воздуха по объему слоя сжигаемого топлива.

Заявленное изобретение относится к устройствам для слоевого сжигания и термической обработки твердого топлива и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности. Поворотный колосник содержит полый корпус, выполненный в поперечном сечении в форме звезды с отверстиями для выхода газообразной среды, расположенными на его боковой поверхности в вершинах лучей звезды, вал для его вращения и патрубок для подвода газообразной среды, вершина каждого луча представляет собой продольный наконечник, установленный с возможностью перекрытия отверстий для выхода газообразной среды, а у корней каждой пары лучей, на их боковых поверхностях, выполнены дополнительные отверстия, оси которых наклонены в сторону корня рядом расположенных лучей. Изобретение обеспечивает повышение эффективности сжигания твердого топлива в слое путем увеличения интенсивности и полноты его сгорания, которое достигается рациональным распределением воздуха по объему слоя сжигаемого топлива. 3 ил.

Поворотный колосник, содержащий полый корпус, выполненный в поперечном сечении в форме звезды с отверстиями для выхода газообразной среды, расположенными на его боковых поверхностях в вершинах лучей звезды, вал для его вращения и патрубок для подвода газообразной среды, отличающийся тем, что вершина каждого луча представляет собой продольный наконечник, установленный с возможностью перекрытия отверстий для выхода газообразной среды, а у корней каждой пары лучей, на их боковых поверхностях, выполнены дополнительные отверстия, оси которых наклонены в сторону корня рядом расположенных лучей.