ВОДОГРЕЙНЫЙ ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 2012 года по МПК F24H1/00 F24B1/183 

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Известен водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, по меньшей мере два засыпных бункера для топлива, воздушно-газовый проход, образованный вертикальными стенками по меньшей мере двух засыпных бункеров для топлива, расположенных по периметру воздушно-газового прохода, топочную камеру, установленную под воздушно-газовым проходом, механизм подачи воздуха, теплообменник (1).

Техническим результатом является повышение эффективности сжигания топлива, в частности угля, паллет, за счет разделения процесса сжигания отдельно летучих веществ и твердого остатка.

Сущность изобретения заключается в том, что в топочной камере установлено устройство для подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива, над ядром возгорания топлива, в воздушно газовом проходе, расположена камера дожигания горючих газов, а механизм подачи воздуха выполнен из двух каналов: по одному каналу воздушный поток направлен в ядро возгорания топлива, а по другому каналу воздушный поток направлен в камеру дожигания горючих газов. Канал, по которому воздушный поток направлен в ядро возгорания топлива, расположен под ядром возгорания топлива и является зольником, имеющим колосниковую решетку, а канал, по которому направлен воздушный поток в камеру дожигания горючих газов, является полостью инжектора внешнего потока среды, а внутренним потоком среды являются горючие газы, проходящие через проходной канал, образованный в воздушно-газовом проходе. Устройство для подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива состоит из движущегося механизма, имеющего элементы для перекрытия подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива. Движущимся механизмом являются по меньшей мере два вращающихся вокруг своей оси вальца, боковые поверхности которых являются элементами для перекрытия подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива, и работающие в связке друг с другом, таким образом, что при повороте вальцов часть топлива из засыпных бункеров перемещается в ядро возгорания топлива, образованное на участке сближения вальцов. Вальцы снизу огибает колосниковая решетка. Вальцы имеют ребра, для перемещения части топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива.

На фиг.1 изображен водогрейный твердотопливный котел. Водогрейный твердотопливный котел состоит из корпуса 1, по меньшей мере двух засыпных бункеров для топлива 2, воздушно-газового прохода 3, образованного вертикальными стенками по меньшей мере двух засыпных бункеров для топлива 2, расположенных по периметру воздушно-газового прохода 3, топочной камеры 4, установленной под воздушно-газовым проходом 3, теплообменника 5, механизма подачи воздуха.

В топочной камере 4 имеется устройство для подачи топлива от двух засыпных бункеров 2 в ядро возгорания топлива 6, которое расположено в топочной камере 4. Над камерой сгорания топлива 6, в воздушно-газовом проходе 3, имеется камера дожигания горючих газов 7. Механизм подачи воздуха выполнен из двух каналов 8 и 9, по которым перемещаются воздушные потоки: по одному каналу 8 воздушный поток направлен в ядро возгорания топлива 6, а по другому каналу 9 воздушный поток направлен в камеру дожигания горючих газов 7. Канал 8, по которому воздушный поток направлен в камеру сгорания топлива 6, расположен под ядром возгорания топлива 6 и является зольником, имеющим колосниковую решетку 10, а канал 9, по которому направлен воздушный поток в камеру дожигания горючих газов 7, является полостью инжектора 11, в котором внутренним потоком среды являются горючие газы, проходящие через проходной канал 12, образованный в воздушно-газовом проходе 3, а внешним потоком среды - воздушный поток, который выходит через отверстия 13 в канале 9, установленного по периметру воздушно-газового прохода 3. Устройство для подачи топлива (уголь, паллеты, щепа) из засыпных бункеров для топлива 2, в ядро возгорания топлива 6, состоит из движущегося механизма, имеющего элементы для перекрытия нижней части засыпных бункеров для топлива 2. Движущимся механизмом являются по меньшей мере два вращающихся вокруг своей оси вальца 14, боковые поверхности 15 которых являются элементами для перекрытия низа сквозных засыпных бункеров для топлива 2, и работающие в связке друг с другом, таким образом, что при повороте вальцов 14 часть топлива (уголь, паллеты, щепа) из засыпных бункеров для топлива 2 перемещается в ядро возгорания топлива 6. Колосниковая решетка 10 и ядро возгорания топлива 6 располагаются на участке сближения вальцов 14. При этом каждая колосниковая решетка 10 огибает вальцы 14 по окружности снизу, через нее происходит отсев золы. Вальцы 14 имеют пластинчатые ребра 16 для перемещения части топлива из сквозных засыпных бункеров 2 в ядро возгорания топлива 6 и для очистки колосниковых решеток 10 от недогоревшего твердого остатка.

Водогрейный твердотопливный котел работает следующим образом.

На колосниковую решетку 10, на участке сближения вальцов 14, укладывают щепки, мелкий уголь, паллеты. На разгорающуюся щепу, уголь осуществляют дутье снизу воздушным потоком. Когда топливо разгорится и под воздушно-газовым проходом 3 возникнет температура, позволяющая испаряться летучим веществам из топлива, приводят во вращение вальцы 14. Пластинчатые ребра 16, расположенные на поверхностях вальцов 14, подхватывают порцию топлива (уголь, паллеты, щепа) из засыпных бункеров для топлива 2 и направляют их на колосниковую решетку 10. При горении топлива происходит химический процесс соединения окислителя (воздуха) с горючими элементами топлива. К горючим элементам топлива относятся: углерод (С), водород (Н), сера (S), а также горючие газы СО, Н₂, С_mН_n. Температура воспламенения горючих газов в воздухе имеет следующие значения: водорода 580-590 градусов, окиси углерода 644-658 градусов, метана 650-750 градусов. При невысоких температурах горения топлива над колосниковой решеткой 10, в ядре возгорания топлива 6, средняя энергия молекул значительно ниже энергии активации и поэтому лишь небольшая доля молекул топлива и окислителя способна к реакции. Основная часть горючих элементов топлива выделяется из топлива в виде горючих газов, которые, проходя через проходной канал 12 в воздушно-газовом проходе 3, смешиваются с кислородом воздуха в составе воздушного потока, проходящего через отверстия 13, расположенные в полости инжектора 11. Там, при соответствующей температуре 580-750 градусов и подаче окислителя (воздуха) они сгорают в камере дожигания горючих газов 7, образованной в воздушно-газовом проходе 3.

Оставшийся твердый остаток - кокс - подхватывается пластинчатыми ребрами и при вращении вальцов 14 вновь поступает в засыпной бункер для топлива 2, а зола просыпается через колосниковую решетку 10.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность сжигания топлива, в частности угля, за счет разделения процесса сжигания отдельно летучих веществ и коксового остатка.

Источники информации

1. Патент на изобретение RU 2412400 С1, 31.07.2009 г. «Водогрейный твердотопливный котел "BLAGO.

Изобретение относится к сжиганию топлива, в частности угля, паллетов. Водогрейный твердотопливный котел содержит корпус, по меньшей мере, два засыпных бункера для топлива, воздушно-газовый проход, образованный вертикальными стенками, по меньшей мере, двух засыпных бункеров для топлива, расположенных по периметру воздушно-газового прохода, топочную камеру, установленную под воздушно-газовым проходом, механизм подачи воздуха, теплообменник. В топочной камере установлено устройство для подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива, над ядром возгорания топлива, в воздушно газовом проходе, расположена камера дожигания горючих газов, а механизм подачи воздуха выполнен из двух каналов: по одному каналу воздушный поток направлен в ядро возгорания топлива, а по другому каналу воздушный поток направлен в камеру дожигания горючих газов. Техническим результатом является повышение эффективности сжигания топлива за счет разделения процесса сжигания отдельно летучих веществ и коксового остатка. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Водогрейный твердотопливный котел, содержащий корпус, по меньшей мере, два засыпных бункера для топлива, воздушно-газовый проход, образованный вертикальными стенками по меньшей мере двух засыпных бункеров для топлива, расположенных по периметру воздушно-газового прохода, топочную камеру, установленную под воздушно-газовым проходом, механизм подачи воздуха, теплообменник, отличающийся тем, что в топочной камере установлено устройство для подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива, над ядром возгорания топлива, в воздушно-газовом проходе, расположена камера дожигания горючих газов, а механизм подачи воздуха выполнен из двух каналов: по одному каналу воздушный поток направлен в ядро возгорания топлива, а по другому каналу воздушный поток направлен в камеру дожигания горючих газов.

2. Водогрейный твердотопливный котел по п.1, отличающийся тем, что канал, по которому воздушный поток направлен в ядро возгорания топлива, расположен под ядром возгорания топлива и является зольником, имеющим колосниковую решетку.

3. Водогрейный твердотопливный котел по п.1, отличающийся тем, что канал, по которому направлен воздушный поток в камеру дожигания горючих газов, является полостью инжектора внешнего потока среды, а внутренним потоком среды являются горючие газы, проходящие через проходной канал, образованный в воздушно-газовом проходе.

4. Водогрейный твердотопливный котел по п.1, отличающийся тем, что устройство для подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива состоит из движущегося механизма, имеющего элементы для перекрытия подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива.

5. Водогрейный твердотопливный котел по п.4, отличающийся тем, что движущимся механизмом являются по меньшей мере два вращающихся вокруг своей оси вальца, боковые поверхности которых являются элементами для перекрытия подачи топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива, и работающие в связке друг с другом таким образом, что при повороте вальцов часть топлива из засыпных бункеров перемещается в ядро возгорания топлива, образованного на участке сближения вальцов.

6. Водогрейный твердотопливный котел по п.5, отличающийся тем, что вальцы снизу огибает колосниковая решетка.

7. Водогрейный твердотопливный котел по п.5, отличающийся тем, что вальцы имеют ребра для перемещения части топлива из засыпных бункеров в ядро возгорания топлива.