ТОПОЧНОЕ УСТРОЙСТВО С КИПЯЩИМ СЛОЕМ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности, к топочному оборудованию и может быть использована в топках высокотемпературного кипящего слоя.
Известно механическое топочное устройство с плотным слоем с многопланочной шурующей рамкой системы Житенева. Рамка охлаждается водой и находится все время в слое. За счет ее возвратно-поступательного движения должно обеспечиваться непрерывное перемещение слоя. (Е.В.Нечаев, А.Ф.Лубнин «Механические топки для котлов малой и средней мощности», Л., «Энергия», 1968 г., стр.47-51)
Недостатком данной системы является то, что процесс шлакования сжигаемого топлива затрудняет перемещение слоя и делает процесс сжигания неэффективным.
Известно топочное устройство с кипящим слоем. В кипящем слое частицы мелкозернистого топлива под воздействием аэродинамических сил потока воздуха переходят в подвижное состояние и совершают беспорядочное циркуляционное движение в некотором объеме над колосниковой решеткой. Принцип кипящего (псевдоожиженного) слоя используется в топочных устройствах для организации сжигания низкосортных топлив (низкое содержание летучих веществ, повышенная влажность или зольность, повышенное содержание мелких фракций (пылевидность)). Удаление шлака производится при помощи наклонной подвижной колосниковой решетки. Топливо подается в топку питателем. Для уменьшения потерь с уносом производится возврат уловленных частиц уноса в слой. Под решетку поступает только часть воздуха (65-70%), а остальное количество вводится в виде острого дутья в топочную камеру над слоем. (Е.В.Нечаев, А.Ф.Лубнин «Механические топки для котлов малой и средней мощности», Л., «Энергия», 1968 г., стр.38-40)
Недостатком этого известного устройства является громоздкость и металлоемкость конструкции подвижной колосниковой решетки, кроме того, вследствие ее поступательного движения необходимо уплотнение между решеткой и боковыми стенками, которое должно обеспечить равномерное распределение потока воздуха по сечению топки, не мешая нормальному движению решетки, что проблематично. Указанные выше недостатки делают применение данного устройства, во-первых, достаточно дорогостоящим, во-вторых, сложным в эксплуатации.
Известно топочное устройство с кипящим слоем, включающее топочную камеру с наклонной колосниковой решеткой, многопланочной шурующей рамкой с приводом, приемным шлаковым бункером в нижней ее части, соплами вторичного воздуха в верхней части, расходный бункер топлива и питатель-дозатор топлива, при этом, колосниковая решетка выполнена неподвижной, а многопланочная шурующая рамка расположена поверх колосниковой решетки, параллельно ей. (RU 82815, МПК: F23С 1/00, опубликовано 10.05.2009 Бюл. №13).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является невозможность транспортировки крупных частиц топлива вверх по колосниковой решетке. При суммарном угле наклона колосниковой решетки и плоскости шурующей планки более 15° к горизонту, крупные частицы топлива скатываются с шурующих планок, что снижает эффективность работы устройства.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемая полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату, изложенному в нижеприведенной формуле полезной модели.
Заявленное техническое решение позволяет повысить эффективность работы устройства за счет своевременного удаления крупных частиц топлива и агломератов золы.
Предложено топочное устройство с кипящим слоем, включающее топочную камеру с наклонной неподвижной колосниковой решеткой, многопланочной шурующей рамкой, планки которой соединены между собой и с приводом, расположенной поверх колосниковой решетки, параллельно ей, приемным шлаковым бункером в нижней ее части, соплами вторичного воздуха в верхней части, расходный бункер топлива и питатель-дозатор топлива, причем, колосниковая решетка выполнена ступенчатой, при этом число планок в шурующей рамке равно числу ступеней в колосниковой решетке, а расстояние между планками шурующей рамки равно расстоянию между ступенями колосниковой решетки, кроме того, профиль планки шурующей рамки имеет плоскую, перпендикулярную колосниковой решетке, толкающую заднюю стенку и вогнутую переднюю шурующую стенку.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где изображены:
- на фиг.1 - общий вид устройства (продольный разрез);
- на фиг.2 - разрез «А-А» по фиг.1
- на фиг.3-профиль планки шурующей рамки;
Топочное устройство включает топочную камеру 1, в нижней части которой расположены: наклонная неподвижная колосниковая решетка 2, многопланочная шурующая рамка 3, расположенная поверх колосниковой решетки 2, параллельно ей, с приводом 4, приемный шлаковый бункер 5. Сопла вторичного воздуха 6 расположены в верхней части топочной камеры 1. Для подачи топлива установлен расходный бункер топлива 7 с питателем-дозатором топлива 8. Колосниковая решетка 2 выполнена ступенчатой. Число планок 9 в шурующей рамке 3 равно числу ступеней в колосниковой решетке 2. Расстояние между планками 9 шурующей рамки 3 равно расстоянию между ступенями 10 колосниковой решетки 2. Профиль планки 9 шурующей рамки 3 имеет плоскую, перпендикулярную колосниковой решетке 2 толкающую заднюю стенку 11 и вогнутую переднюю шурующую стенку 12. Планки 9 соединены между собой тягами 13 и с приводом 4.
Топочное устройство работает следующим образом. Первичный воздух подается через воздушные зоны колосниковой решетки 2 в надрешеточное пространство. Вторичный воздух подается через сопла вторичного воздуха 6 в объем топочной камеры 1. Топливо из расходного бункера 7 питателем-дозатором 8 поступает на колосниковую решетку 2. Восходящим потоком первичного воздуха топливо приводится в кипящий слой (псевдоожиженное состояние), в котором происходит сжигание и частичная газификация крупных частиц топлива. Унос из слоя и продукты газификации дожигаются в потоке вторичного воздуха в топочной камере 1. Образующиеся в процессе горения крупные агломераты золы и шлак удаляются с колосниковой решетки 2 за счет возвратно-поступательных движений многопланочной шурующей рамки 3, приводимой в движение посредством привода 4, в приемный шлаковый бункер 5. При движении шурующей рамки 3 вниз по колосниковой решетке 2, шурующая плоскость планок 9 перемещает крупные агломераты слоя и крупные куски угля к вертикальной плоскости ступеней 10 колосниковой решетки 2, которые их задерживают. При скоплении агломератов и при приближении планок 9 к вертикальным плоскостям ступеней 10 колосниковой решетки 2, агломераты переваливаются через планки 9 по вогнутой стороне 12 и при обратном движении шурующей рамки 3 перемещаются толкающими стенками 11 планок 9 вверх по колосниковой решетке 2 во впадины между ступенями 10. Эти циклы повторяются, и, в результате, осуществляется удаление агломератов из слоя и с колосниковой решетки 2 в приемный шлаковый бункер 5.