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 (ВТКС).
Известна механическая топка ВТКС, представляющая собой узкую наклонную подвижную колосниковую решетку. В подрешеточное пространство позонно подается воздух (первичный). Кипящий слой организован над первыми четырьмя зонами (примерно 2/3 от общей длины решетки). Над последующими зонами осуществляется дожигание и охлаждение выводимого шлака. Имеется возможность регулирования как позонного расхода воздуха, так и скорости движения решетки (в зависимости от нагрузки котла и качества сжигаемого топлива). Подача топлива осуществляется либо с фронта, либо с двух сторон котла. (Котельно-топочное оборудование промышленной и коммунальной энергетики. Труды ЦКТИ. Выпуск 298, Санкт-Петербург, 2009, стр.40-41, рис.1).
Недостатками такой конструкции топки, особенно применительно к котлам малой мощности, является большая металлоемкость (большие капитальные затраты) и большие габариты.
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, причем, колосниковая решетка выполнена неподвижной, а многопланочная шурующая рамка расположена поверх колосниковой решетки, параллельно ей. (RU 82815, МПК: F23C 1/00, опубликован 10.05.2009).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком этого известного устройства, принятого за прототип, является образование сводов шлака над узкой решеткой, это приводит в итоге к зашлаковке слоя и выходу из строя топки. Кроме того, объем и соответственно аккумулирующий запас тепла в кипящем слое мал.
Проведенный 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, изложенную в ниже приведенной формуле полезной модели.
Заявленное техническое решение позволяет обеспечить и существенно повысить надежность работы узких топок кипящего слоя.
Предложено топочное устройство с кипящим слоем, включающее топочную камеру с наклонной колосниковой решеткой, шурующей рамкой, расположенной поверх колосниковой решетки, параллельно ей, с приводом, приемным шлаковым бункером - в крайней ее части, соплами вторичного воздуха - в верхней части топочной камеры, расходным бункером топлива и питателем-дозатором топлива, при этом, колосниковая решетка имеет вогнутую форму, а шурующая рамка выполнена в виде коромысла, повторяющего по форме поперечное сечение кипящего слоя в средней его части. Кроме того, колосниковая решетка выполнена из колосниковых элементов или водоохлаждаемых труб, а коромысло может быть выполнено охлаждаемым.
Топочное устройство иллюстрируется чертежом, где изображены: на фиг.1 - общий вид, на фиг.2 - вид А-А.
Топочное устройство включает топочную камеру 1, в нижней части которой расположены: наклонная колосниковая решетка 2, 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 неподвижной и имеет вогнутую форму. При этом колосниковая решетка 2 выполнена из колосниковых элементов или из водоохлаждаемых труб. Шурующая рамка 3 выполнена в виде коромысла, повторяющего по форме профиль (поперечное сечение) кипящего слоя с средней его части. Коромысло может быть выполнено охлаждаемым.
Предлагаемое топочное устройство при прочих равных условиях (производительности, ширине устройства) имеет больший объем кипящего слоя, что увеличивает аккумулирующую по теплу способность топки, а выполнение шурующей рамки в виде коромысла с профилем, соответствующим сечению кипящего слоя, позволяет удалять с решетки возможные шлаковые образования как на решетке, так и на боковых откосах, исключая шлакование решетки и образование шлаковых «мостиках» на ней.
Предложенное 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 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 шурующей рамки 3, приводимой в движение посредством привода 4, в приемный шлаковый бункер 5.