Установка для сжигания твердого топлива

Полезная модель относится к области энергетики и предназначена для сжигания твердого топлива и может быть использована для обогрева зданий, сооружений, помещений и т.п.
Известна установка для сжигания твердого топлива, содержащая корпус с топочной камерой, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими торцами и установленный на фундаменте, люк с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру, расположенный на верхней части корпуса вблизи одного из его торцев, технологический люк с крышкой, расположенный на другом торце корпуса в нижней его части, колосниковую решетку, установленную горизонтально внутри корпуса под технологическим люком, трубу для подачи воздуха, расположенную под колосниковой решеткой, трубу для удаления золы, установленную в нижней части корпуса под решеткой, и устройство для удаления дымовых газов, причем внутренняя поверхность корпуса облицована листами из жаропрочной стали, поперек корпуса проложены ободья из жаропрочной стали, выполненные в виде дуг, установленных на колосниковую решетку, на ободья поперек них и по периметру поверхности корпуса до колосниковой решетки жестко уложены с зазором шириной в 0,5÷5 мм пруты из жаропрочной стали, снаружи вдоль корпуса на верхней его части установлен коллектор для подачи воздуха в полости, образованные листами, ободьями и прутами, устройство для удаления дымовых газов выполнено из двух дымовых труб, расположенных горизонтально внутри топочной камеры по обе стороны от ее оси и установленных со стороны открытых торцев на вертикально расположенные Г-образные трубы, которые в верхней части выполнены с отверстиями, а их открытые торцы в нижней части соединены с одной из полостей, образованной листами, ободьями и прутами, при этом дымовые трубы снабжены кожухами с отверстиями, образованными со стороны открытых торцев дымовых труб до их середины, кольцевые полости между дымовыми трубами и кожухами соединены с коллектором для подачи воздуха (патент РФ на полезную модель №206434, 2021 г.).
Однако данная установка для сжигания твердого топлива сложна в монтаже. Так, топочная камера из-за больших габаритов (∅2000 мм×4000 мм) и диаметра стальных прутов - ∅10÷∅70 мм, из которых выполнена стена топочной камеры, имеет большую массу, вследствие чего камеру, изготовленную целиком отдельно, вставить вовнутрь корпуса печи представляет огромную проблему.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение монтажа установки путем изготовления топочной камеры из отдельных секций, которые можно перемещать вдоль колосниковой решетки.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является секционирование топочной камеры, отдельные секции которой можно перемещать вдоль колосниковой решетки.
Поставленная задача решается тем, что в установке для сжигания твердого топлива, характеризующейся тем, что она включает корпус, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими торцами и установленный на фундаменте, технологический люк с крышкой, расположенный на одном из торцев корпуса в нижней его части, колосниковую решетку, установленную горизонтально внутри корпуса под технологическим люком, трубу для удаления золы, установленную в нижней части корпуса под решеткой, топочную камеру, установленную с зазором внутри корпуса и состоящую из жестко уложенных с зазором на стальные ободья поперек корпуса и по периметру его поверхности до колосниковой решетки стальных прутов, при этом стальные ободья, выполненные в виде дуг, проложены внутри корпуса на расстоянии друг от друга, а топочная камера состоит из одной и более секций, установленных в ряд, с возможностью перемещения внутри корпуса вдоль колосниковой решетки, люк с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру расположен в боковой части корпуса и в его центре, а пруты, уложенные с зазором на ободья, имеют проем, расположенный под загрузочным люком, при этом на проеме установлена съемная крышка со щелями, снаружи вдоль корпуса на верхней его части установлен коллектор для подачи воздуха в полости, образованные стенкой корпуса, ободьями и прутами, а также установлена на упоре камера дожигания дыма, состоящая из двух глухих цилиндров, вставленных друг в друга с зазором, куда подается воздух, а на другом его конце установлен второй патрубок для прохода дымового газа, соединяющий топочную камеру с внутренним цилиндром камеры дожигания дыма, при этом у внутреннего цилиндра камеры дожигания дыма вблизи патрубка для прохода дыма торец открыт для прохода воздуха вовнутрь внутреннего цилиндра, а другой его конец - глухой, вблизи него установлена вертикально дымовая труба, соединенная с внутренним цилиндром камеры, при этом на торце наружного цилиндра камеры дожигания дыма, где размещена дымовая труба, установлен патрубок для подачи воздуха.
На фиг. 1 - приведен продольный разрез печи с камерой дожигания дыма.
На фиг. 2 - представлен поперечный разрез печи.
На фиг. 3 - секция топочной камеры.
На фиг. 4 - общий вид печи с камерой дожигания дыма.
Предлагаемая установка для сжигания твердого топлива содержит корпус 1, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими торцами и установленный на фундаменте 2, технологический люк 3 с крышкой, расположенный на одном из торцев корпуса в нижней его части, колосниковую решетку 4, установленную горизонтально внутри корпуса под технологическим люком, трубу 5 для подвода воздуха, установленную в нижней части корпуса под решеткой, трубу 6 для удаления золы, установленную в нижней части корпуса под решеткой, топочную камеру 7, установленную с зазором внутри корпуса 1 и состоящую из жестко уложенных с зазором на стальные ободья 8 поперек корпуса 1 и по периметру его поверхности до колосниковой решетки 4 стальных прутов 9, при этом стальные ободья 8, выполненные в виде дуг, проложены внутри корпуса 1 на расстоянии друг от друга, а топочная камера 7 состоит из одной и более секций 10, установленных в ряд, с возможностью перемещения внутри корпуса 1 вдоль колосниковой решетки 4, люк 11 с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру 7 расположен в боковой части корпуса 1 и в его центре, а пруты 9, уложенные с зазором на ободья 8, имеют проем 12, расположенный под загрузочным люком 11, при этом на проеме 12 установлена съемная крышка 13 со щелями, снаружи вдоль корпуса 1 на верхней его части установлен коллектор 14 для подачи воздуха в полости, образованные стенкой корпуса 1, ободьями 8 и прутами 9.
Снаружи корпуса 1 печи на верхней его части на упоре 21 и патрубке 15 установлена камера дожигания дыма, состоящая из двух цилиндров 16 и 17, вставленных друг в друга с зазором, куда подается атмосферный воздух через патрубок 20, установленный на одном из концов наружного цилиндра 17, а на другом его конце установлен другой патрубок 15 для прохода дыма, соединяющий топочную камеру 7 с внутренним цилиндром 16, при этом у внутреннего цилиндра 16 торец, где вблизи него установлен патрубок 15, предназначенный для прохода дыма, открыт для прохода атмосферного воздуха вовнутрь внутреннего цилиндра 16, поступающего через патрубок 20, а на другом (глухом) конце внутреннего цилиндра 16 вблизи него установлена вертикально дымовая труба 22, соединенная с внутренним цилиндром 16.
В зазоре, образованном между цилиндрами 16 и 17 камеры дожигания дыма, к внутреннему цилиндру 16 вдоль него на расстоянии друг от друга установлены ребра жесткости из стальных пластин 18, концы которых установлены заподлицо с торцами внутреннего цилиндра 16. Основным назначением ребер жесткости 18 является предотвращение потери устойчивости внутреннего цилиндра 16 камеры дожигания при повышении температуры до 1200÷1500°С в процессе досжигания остатков твердого топлива, содержащихся в дымовом газе.
Кроме того, снаружи корпуса 1 печи вдоль него на верхней его части и по его бокам установлены коллекторы 14 для равномерной подачи воздуха в полости, образованные корпусом 1, ободьями 8 и топочной камерой 7.
Предлагаемая установка для сжигания твердого топлива работает следующим образом. Через загрузочный люк 11 в топочную камеру 7 загружается твердое топливо, после чего крышка люка 11 герметично закрывается. Через коллектор 14 в полости, образованные корпусом 1, ободьями 8 и топочной камерой 7, поступает атмосферный холодный воздух, что снижает теплонапряженность топочной камеры 7 и корпуса 1, в то же время одновременно происходит разогрев воздуха. Далее воздух через зазоры между прутами 9 по периметру поверхности топочной камеры 7 поступает вовнутрь последней, где служит носителем кислорода. Твердое топливо поджигается с помощью дежурного факела, подведенного через технологичный люк 3, после чего его крышка герметично закрывается. В объеме топочной камеры 7, где размещено твердое топливо, образуется низкотемпературная зона горения (1-ая зона) с температурой t≈600÷900°C. Затем дымовые горячие газы - продукт недосгоревшего топлива скапливаются в верхней части топочной камеры 7, откуда они через патрубок 15 поступают в камеру дожигания дыма, образованную двумя цилиндрами 16 и 17, где происходит полное сгорание остатков твердого топлива за счет дополнительного подвода воздуха через патрубок 20. Движение дополнительного воздуха в полости между цилиндрами 16 и 17 направлено против течения дымовых горячих газов, благодаря чему происходит его постепенный разогрев. В процессе движения дымовые горячие газы смешиваются с подогретым дополнительным воздухом, вследствие чего происходит их догорание. В результате в объеме внутреннего цилиндра 16 температура горячих газов постоянно повышается, образуется высокотемпературная зона горения (2-ая зона горения) твердых топлив с температурой до 1200°С. Благодаря наличию дополнительной камеры дожигания дыма происходит двухзонное и двухстадийное горение твердого топлива, с образованием горючего газа с температурой горения твердого топлива в 1-й зоне в пределах t≈600÷700°C и повышением температуры процесса во 2-й зоне до уровня 1200°С, в результате чего происходит полное сгорание топлива и снижение токсичности вредных веществ в дымовых газах, которые удаляются через выхлопную трубу 22. Это позволяет резко уменьшить образование диоксинов, поскольку подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание частиц пыли (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах).
Образовавшаяся зола осыпается через колосниковую решетку 4 на дно корпуса 1, откуда выдувается воздухом, поступающим через трубу 5, и удаляется через трубу 6.
Так как внутри топочной камеры 7, где размещено твердое топливо, образуется низкотемпературная зона горения (1-я зона) с температурой t≈600÷700°C и, кроме того, пространство загрузочного люка 11 изолировано от горячих дымовых газов съемной крышкой 13 со щелями проема 12, в пространство загрузочного люка 11 поступает холодный воздух, то перегрева корпуса загрузочного люка 11 не наступает.
Так как топочная камера 7 состоит из одной и более секций 10, выполненных в виде дуги 8 и 9 и изготовленных раздельно, то секции 10 легко вставляются вовнутрь корпуса 1 и составляются в ряд вдоль колосниковой решетки 4.
Использование предлагаемой полезной модели позволит существенно облегчить монтаж топочной камеры 7, что в конечном итоге приведет к сокращению времени монтажа установки и даст экономический эффект.