Пиролизный котел с верхним слоевым сжиганием топлива
PYROLYSIS BOILER WITH UPPER LAYER FUEL COMBUSTION

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно - к области средств генерирования тепловой энергии, и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, на транспорте и других областях техники.
Известен котел, содержащий корпус, дверцу для загрузки топлива, загрузочный бункер, герметичный сверху и ограниченный снизу колосниковой решеткой, теплообменник, располагаемый за загрузочным бункером, в полости загрузочного бункера производится сжигание топлива, а воздух для сжигания топлива подается по воздуховодам, установленным на разных уровнях загрузочного бункера, и вводится в загрузочный бункер по соплам, установленным в каждом воздуховоде, перед соплами, в воздуховоде, установлена заслонка (1).
Недостатком котлов данной компоновки является то, что при открытии дверцы и загрузке топлива в загрузочный бункер часть дымо-газов попадает в помещение. Техническим результатом является исключение попадания дымо-газов в помещение при дозагрузке топлива в загрузочный бункер. Обеспечивается технический результат за счет объединения каналов подачи воздуха в зону горения и вывода дымо-газов в период розжига и дозагрузки топлива. Сущность устройства пиролизного котла с верхним, слоевым сжиганием топлива заключается в том, что воздуховоды загрузочного бункера сведены в коллектор, располагаемый на задней стороне котла, при этом, воздуховод, установленный на верхнем уровне загрузочного бункера, имеет разветвление: одна из разветвлений соединена с коллектором, а другая - с дымо-отводящим каналом, в каждом разветвлении воздуховода загрузочного бункера установлена заслонка. Между загрузочным бункером и теплообменником, вверху, в зоне скопления горячих дымо-газов, установлена камера дожигания горючих газов, в камеру дожигания горючих газов введены сопла, соединенные с воздуховодом камеры дожигания горючих газов, а воздуховод камеры дожигания горючих газов соединен с коллектором, при этом, между воздуховодом камеры дожигания горючих газов и соплами установлена заслонка, заслонки установлены в воздуховодах, располагаемых на задней стороне котла. Воздуховод загрузочного бункера, располагаемый на верхнем уровне загрузочного бункера, проходит по верхней поверхности котла.
На фиг. 1 изображен общий вид котла. На фиг. 2 изображен разрез А-А, фиг. 1. На фиг. 3 изображен разрез Б-Б, фиг. 1. На фиг. 4 изображено положение заслонок при розжиге и дозагрузке топлива в загрузочный бункер. На фиг. 5 изображено положение заслонок при сжигании топлива в верхнем слое загрузочного бункера. На фиг. 6 изображено положение заслонок при регулировке цвета пламени в камере дожигания и сжигании топлива в среднем слое загрузочного бункера.
Пиролизный котел с верхним слоевым сжиганием топлива состоит из корпуса 1, дверцы 2 для загрузки топлива, загрузочного бункера 3, герметичного сверху и ограниченного снизу колосниковой решеткой 4, теплообменника 5, располагаемого за загрузочным бункером 3. При этом, в полости загрузочного бункера 3 производится сжигание топлива, а воздух для сжигания топлива подается по воздуховодам загрузочного бункера 6, 7, 8 и вводится в загрузочный бункер 3 по соплам 9, установленным в каждом воздуховоде загрузочного бункера 6, 7, 8 и располагающимся на разных уровнях загрузочного бункера 3. Перед соплами загрузочного бункера 9 установлены заслонки загрузочного бункера 10. Между загрузочным бункером 3 и теплообменником 5, в зоне скопления горячих дымо-газов, установлена камера дожига горючих газов 11, футерованная жаропрочным материалом. В камеру дожигания горючих газов 11 введены сопла 12, соединенные с воздуховодом камеры дожигания горючих газов 13. Между соплами камеры дожигания горючих газов 12 и воздуховодом камеры дожигания горючих газов 13 установлена заслонка камеры дожигания горючих газов 14. Воздуховоды 6, 7, 8, 13 сведены в коллектор 15, располагаемый на задней стороне котла. Кроме того, воздуховод загрузочного бункера 6, располагающий на верхнем уровне загрузочного бункера 3, имеет разветвления: одно из разветвлений соединено с коллектором 15, а другое - с дымо-отводящим каналом 16. При этом, в каждом разветвлении имеется заслонка 10. Заслонка загрузочного бункера 10 расположена на задней стороне котла, а заслонка камеры дожигания горючх газов 14 - рядом с глазком 17. Воздуховод загрузочного бункера 6, располагающийся на верхнем уровне загрузочного бункера 3, проходит по верхней поверхности котла.
Пиролизный котел с верхним слоевым сжиганием топлива работает следующим образом. В пиролизных котлах верхнего послойного сжигания топлива тепловая энергия, выделяемая при окислительной реакции кислорода воздуха с углеродом топлива, устремляется вверх, а горючие газы, выделившиеся при карбонизации топлива и не успевшие среагировать с кислородом первичного воздуха, дожигаются при подаче вторичного воздуха в камере дожигания - специальный «саркофаг», имеющий внутри высокую температуру, поддерживаемую теплоизолирующим материалом - футеровкой. Кроме того, тепловая энергия не воздействует на нижние слои топлива, в отличии от котлов объемного горения, шахтных и пиролизных котлов на естественной тяге. Т.е. данный вид котла поддается хорошо регулировке и работе на малых мощностях. Правда, при работе на малых мощностях температуры в камере дожигания может быть недостаточно для самовоспламенения топливной смеси. В пиролизном котле с верхним слоевым сжиганием топлива в загрузочном бункере 3 подача воздуха осуществляется в три приграничных слоя - верхний, средний и нижний. Регулировка подачи воздуха осуществляется дисковыми заслонками загрузочного бункера 10. При этом, в начале горения в загрузочном бункере открывают подачу воздуха в верхний пограничный слой по воздуховоду загрузочного бункера 6. Розжиг топлива осуществляется сверху. На топливо (уголь, дрова) кладут лучинки, бумагу и его разжигают. В этом случае воздух подается через открытую загрузочную дверцу 2, а дымогазы выводятся сверху, через воздуховод загрузочного бункера 6 в дымо-отводящий канал 16, при открытом положении заслонки загрузочного бункера 10, расположенного в разветвлении к дымо-отводящему каналу 16 (см. фиг. 4). Когда дрова разгорятся, загрузочную дверцу 2 закрывают плотно, закрывают заслонку загрузочного бункера 10, расположенного в ответвлении к дымо-отводящему каналу 16, и открывают заслонку загрузочного бункера 10, для подачи воздуха в верхний воздуховод загрузочного бункера 6. Включают вентилятор наддува (см. фиг. 5). Когда котел будет работать в номинальном режиме, приступают к регулировке дожигания горючих газов в камере дожигания горючих газов 11. В этом случае приоткрывают поворотную заслонку камеры дожигания горючих газов 14, располагаемую рядом с глазком 17 и, смотря через глазок 17 на цвет пламени, добиваются, чтобы пламя было соломенного цвета. Для достижения этого эффекта поворачивают заслонку камеры дожигания горючих газов 14 (см. фиг. 6).
После того, как дрова прогорят в загрузочном бункере 3 наполовину, заслонку загрузочного бункера 10, осуществляющего доступ подачи воздуха в верхний воздуховод загрузочного бункера 6, закрывают и открывают заслонку загрузочного бункера 10 для подачи воздуха в средний воздуховод загрузочного бункера 7 (см. фиг. 6).
Для определения момента открытия заслонки загрузочного бункера 10, для подачи воздуха в средний воздуховод загрузочного бункера 7, смотрят по положению очага горения в загрузочном бункере 3. Для этого приоткрывают загрузочную дверцу 2. Если боковые сопла загрузочного бункера 9 в боковых стенках котла открылись, можно открывать заслонку загрузочного бункера 10, для подачи воздуха в средний воздуховод загрузочного бункера 7. При дозагрузке топлива и открытии загрузочной дверцы 2, предварительно всегда необходимо открыть поворотные заслонки загрузочного бункера 10, располагаемые в ответвлении воздуховода загрузочного бункера 6 к дымо-отводящему каналу 16, а другие заслонки загрузочного бункера 10 закрыть. При этом, вентилятор наддува должен быть отключен.
Источник информации:
1. Твердотопливный котел Altep KT-3ENT, сайт http://altep.ua/,