ТОПКА ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА

Полезная модель относится к области промышленной и коммунальной теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использована в конструкциях водогрейных котлов малой мощности.
Известен водогрейный котел, содержащий прямоугольную топку с уравновешенной тягой и поперечно обтекаемые продуктами сгорания поверхности нагрева конвективных газоходов выполненных в виде горизонтальных трубных пучков. (см. Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Каталог-справочник. - М.: НИИЭ ИНФОРМЭНЕРГО-МАШ, 1983. - 200 с. (с. 108, рис. 90 - Котел типа КВ-ТС-4-150 и с. 110-111, рис. 91 - Котел типа КВ-ТС-6,5-150).
К недостаткам этого устройства относятся низкая эффективность сгорания угля и недостаточно эффективный теплообмен в них, что приводит к повышению температуры уходящих газов и уменьшению теплопроизводительности котла.
Известна также топка водогрейного котла, объем которой ограничен фронтовым, боковыми и потолочным топочными экранами и задним фронтом топки (см. Котлы водогрейные Гефест: ОАО «Бийский котельный завод»).
Недостатки этого конструктивного решения - из-за отсутствия возможности поступления свежего воздуха ко всему объему сгорающего топлива возникают потери тепла от недожигания и неполного сгорания топлива и соответственно низкий коэффициент полезного действия.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение теплопроизводительности топки водогрейного котла.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение КПД топки водогрейного котла при сжигании бурых углей и снижение потерь тепла с уходящими газами за счет дополнительного поступления свежего воздуха к объему сгорающего топлива и возможности глубокого регулирования соотношения «топливо-воздух». Кроме того формирование в топке водогрейного котла теплоаккумулирующих поверхностей интенсифицирует термическое воздействие на сжигаемый уголь.
Для решения поставленной задачи топка водогрейного котла, объем которой ограничен фронтовым, боковыми и потолочным топочными экранами и задним фронтом топки, отличается тем, что над топочной решеткой, на протяжении участка активного горения топлива, сформированы нависающие продольные горизонтальные топочные пороги, выполненные в виде чередующихся гнутых и прямых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы содержат Г-образные элементы, вертикальные участки которых выполнены соосными, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, при этом котел снабжен системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы, выполненные по обеим сторонам котла, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом, причем один из горизонтальных дутьевых каналов сообщен с источником дутья, при этом, над горизонтальными дутьевыми каналами, параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы, сообщенные с ними вертикальными патрубками, расположенными у конца продольных горизонтальных топочных порогов, кроме того, дополнительные продольные горизонтальные каналы снабжены горизонтальными патрубками, пересекающими стенки котла над продольными горизонтальными топочными порогами, и снабженными дутьевыми соплами ориентированными над топочной решеткой непосредственно над слоем горящего топлива.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
При этом совокупность отличительных признаков предлагаемой полезной модели обеспечивает повышение КПД топки водогрейного котла при сжигании бурых углей и снижение потерь тепла с уходящими газами за счет дополнительного поступления свежего воздуха к объему сгорающего топлива и возможность глубокого регулирования соотношения «топливо-воздух». Кроме того формирование в топке водогрейного котла теплоаккумулирующих поверхностей интенсифицирует термическое воздействие на сжигаемый уголь.
На фиг. 1 показан общий вид топки водогрейного котла; на фиг. 2 показан разрез А-А топки водогрейного котла совместно с разрезом Б-Б.
На чертежах показаны пространство топки 1, топочная решетка 2, передний 3 и задний 4 фронты, потолочный 5 и боковой 6 топочный экраны, нависающие продольные горизонтальные топочные пороги 7, гнутые 8 и прямые 9 трубы боковых экранов 6, вертикальные участки 10 Г-образных элементов и их горизонтальные отгибы 11, соединительные патрубки 12, огнеупорный шамотобетон 13, огнеупорная мастика 14, горизонтальные дутьевые каналы 15, поперечный воздухогазопровод 16, источник дутья 17, дополнительные продольные горизонтальные 18 каналы, вертикальные 19 и горизонтальные 20 патрубки, дутьевые сопла 21.
Пространство топки 1 водогрейного котла ограничено топочной решеткой 2 (для сжигания топлива может быть использовано неподвижное колосниковое полотно, либо механизированная топка с шурующей планкой, переталкивающими колосниками, с ленточной решеткой прямого хода и т.п.), передний 3 (он же составляет передний фронт котла) и задним 4 фронтами, потолочным 5 и боковыми 6 топочными экранами.
Нависающие продольные горизонтальные топочные пороги 7 выполнены над топочной решеткой 2, на протяжении участка активного горения топлива. Они выполнены в виде чередующихся гнутых 8 и прямых 9 труб боковых топочных экранов 6, при этом гнутые трубы 8 содержат Г-образные элементы, вертикальные участки 10 которых выполнены соосными, а горизонтальные отгибы 11 обращены друг к другу и расположены над боковыми участками топочной решетки 2. Их концы сообщены друг с другом соединительными патрубками 12, а торцы заглушены. При этом пространство между нижними гнутыми трубами 8 заполнено огнеупорным шамотобетоном 13, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой 14.
Котел снабжен системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы 15, выполненные по обеим сторонам котла, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом 16, причем один из горизонтальных дутьевых каналов 15 сообщен с источником дутья 17. Над горизонтальными дутьевыми каналами 15, параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы 18, сообщенные с ними вертикальными патрубками 19, расположенными у конца продольных горизонтальных топочных порогов 7. Дополнительные продольные горизонтальные каналы 18 снабжены горизонтальными патрубками 20, пересекающими стенки котла над продольными горизонтальными топочными порогами 7. Продольные горизонтальные топочные пороги 7 снабжены дутьевыми соплами 21 ориентированными над топочной решеткой 2 непосредственно над слоем горящего топлива.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Топочная решетка 2 и ее агрегаты имеют самостоятельный корпус и опорную раму, и может быть смонтирована и демонтирована, при необходимости, без нарушения монтажного положения котла. Сжигание топлива осуществляется известным образом на топочной решетке 2.
Нависающие горизонтальные топочные пороги 7 (за счет объема, заполненного огнеупорным шамотобетоном 13) «работают», как теплоаккумулирующие объемы в полости топки, что значительно повышает интенсивность горения влажных топлив в особенности бурых углей за счет отдачи топливу аккумулированного тепла и обеспечения его дополнительного прогрева.
Регулирование соотношения «топливо-воздух» обеспечивают системой подачи вторичного дутьевого воздуха. Вторичный дутьевой воздух от источника дутья 17 через горизонтальный дутьевой канал 15 попадает в поперечный воздухогазопровод 16 и через вертикальные патрубки 19 в дополнительные продольные горизонтальные каналы 18 с соплами 21, через которые дутьевой воздух вводится «концентрированными» струями в полость топки 1.