ТВЁРДОТОПЛИВНЫЙ КОТЁЛ "КУЗБАСС"

Полезная модель относится к устройствам для нагрева жидкого теплоносителя (воды) посредством сжигания твердого топлива и может быть использовано в теплоэнергетике в качестве системы горячего водоснабжения для отопления жилых и производственных помещений.
Из существующего уровня техники известен котел отопительный (патент РФ №121041 на полезную модель), содержащий корпус, состоящий из внутренней и наружной рубашек, из которых внутренняя рубашка оснащена загрузочным бункером и колосником, причем колосник загрузочного бункера выполнен в виде трубы или системы труб с функцией непрерывной циркуляции воды, которые расположены с наклоном по отношению к плоскости нижнего основания котла. Очистку колосника периодически осуществляют специальной кочергой с удлиненным загнутым концом промеж труб путем ее возвратно-поступательных перемещений вдоль колосников.
К основным недостаткам данного отопительного котла следует отнести несовершенство трубчатой колосниковой решетки, заключающийся в том, что зазор между трубами в вертикальной плоскости вначале сокращается до предельно допустимого, после чего увеличивается. Действительно, если принять наименьший зазор между трубами равным их радиусу, то наибольшее расстояние между верхними точками труб будет превосходить зазор ровно в три раза, а следовательно в три раза увеличится объем шлака для его удаления. Отметим также, что в случае прогорания трубчатого колосника его замена невозможна без остановки и последующего запуска всей отопительной системы.
Известен отопительный котел с верхней загрузкой твердого топлива (патент РФ №98550 на полезную модель), принятый нами за прототип, содержащий цилиндрический корпус с патрубком отвода продуктов горения, патрубками подвода и отвода жидкого теплоносителя и системой теплообмена, включающей трубопроводы для отвода продуктов горения, расположенные в пространстве между цилиндрическим корпусом и топливной трубой в один или несколько рядов по окружности. Зона горения котла оснащена поворотными колосниками и зольником.
К основным недостаткам отопительного котла следует отнести конструктивную сложность системы теплообмена, представленную криволинейными трубопроводами приваренными к топливной трубе, а также поворотные колосники, установленные в нижней части вертикальной топливной трубы, загружаемой твердым топливом, которое воздействуя всей массой на поворотные колосники, приводит либо к их поломке, либо к заклиниванию. Отметим, что при повороте колосников на 90 градусов между ними устанавливаются равные зазоры по вертикали, что предопределяет их забивание шлаком. В зоне горения отсутствуют люки для удаления крупнокусковой негорючей породы, которая накапливаясь в зоне горения, неизбежно приведет к поломке колосников, а их замена возможна только при полной остановки котельной установки. Отметим, что изготовление системы теплообмена сопряжено с выполнением большого объема технологически сложных сварных соединений из жаропрочных сталей, склонных трещинообразованию при сварке.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в удешевлении стоимости котельной установки, в повышении надежности ее работы и удобства обслуживания при эксплуатации и неприхотливости к сорту и качеству используемого твердого топлива.
Указанный результат достигается тем, что загрузочный бункер оснащен склизом, разгрузочный конец которого направлен в топочную камеру и размещен над колосниковой решеткой, при этом ее продольная длина превосходит длину днища топочной камеры на величину слоя топлива, достаточного для удержания его от высыпания из зоны горения в зольник.
Отметим, что превышение разгрузочного конца склиза над колосниковой решеткой обусловлено максимальным размером негорючего балласта, поступающего в составе твердого топлива, а сама колосниковая решетка выполнена легкосъемной, колосники которой представлены набором стальных равнополочных уголков, ориентированных в вертикальной плоскости обеими полками вверх.
Действительно, оснащение загрузочного бункера склизом позволило обеспечить подачу твердого топлива в топочную камеру без использования сложных механических систем, требующих применение привода, а также исключить прямое силовое воздействие топлива загрузочного бункера на колосниковую решетку, что предопределяет ее высокую долговечность.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - вертикальный разрез твердотопливного котла; на фиг. 2 - вид сверху твердотопливного котла со снятой крышкой; на фиг. 3 - поперечный разрез колосниковой решетки.
Твердотопливный котел (Фиг. 1, 2) включает в себя: вертикальный загрузочный бункер 1 с крышкой 2 и склизом 3 в нижней части вертикального загрузочного бункера, вертикальную топочную камеру 4 с крышкой 5, боковые газоходы 6 (правый), 7 (левый) и задний (объединяющий газоход) 8, снабженный окном для его очистки от сажи, закрываемым крышкой 9 и общей крышкой газоходов 10. Задний (объединяющий газоход)8 оснащен патрубком 11 для отвода продуктов горения. Теплообменная система котла оснащена патрубками подвода 12 и отвода 13 теплоносителя и его слива через штуцер 14. Нижняя часть топочной камеры 4 оборудована легкосъемной колосниковой решеткой 15 (Фиг. 3), колосники которой выполнены из стального равнополочного уголка и ориентированны в вертикальной плоскости обеими полками вверх. Решетка 16 предназначена для ограничения высыпания топлива из зоны горения в зону обслуживающего персонала. Продольная длина решетки превосходит продольную длину днища топочной камеры 4 и располагается ниже склиза 3, при этом удалена от его разгрузочного конца на величину слоя топлива достаточного для удержания его от высыпания из зоны горения в зольник 20 через окно провала 17. Поддувальная дверца 18 расположена на корпусе котла 19 и зольника 20. Все внутренние элементы котла разделены теплообменными стенками, представляющими собой внутренний 21 и внешний 22 теплообменные контуры, соединенные перепускными окнами в единую циркуляционную систему.
Устройство функционирует следующим образом.
Манипулируя крышкой 5, обеспечивают доступ в вертикальную топочную камеру 4 для загрузки легковозгораемого топлива (дрова, щепа, бумага) на колосниковую решетку 15 и последующую ее герметизацию перед розжигом, осуществляемым через поддувальную дверцу 18.
После розжига, манипулируя крышкой 2, осуществляют подачу топлива в вертикальный загрузочный бункер 1, которое под действием собственного веса с помощью склиза 3 направляют в топочную камеру 4.
Подачу воздуха осуществляют через поддувальную дверцу 18.
Образующиеся при горении раскаленные газы отводят из топочной камеры по двум обводным газоходам: правому 6 и левому 7, после чего оба потока воссоединяются в заднем (объединяющем) газоходе 8 и через патрубок 11 дымохода выходят в атмосферу. При движении газа по газоходам происходит нагревание теплоносителя, циркулирующего по внутреннему 21 и внешнему 22 контурам и далее через подводящий патрубок 12 и отводящий патрубок 13 обеспечивают циркуляцию теплоносителя в системе теплоснабжения потребителей.
Заполнение системы теплоносителем осуществляют через патрубок 12, а его слив через штуцер 14.
Отметим, что в процессе эксплуатации на колосниковой решетке 15 накапливается определенный слой негорючего балласта, препятствующий золоудалению и эффективному процессу горения топлива. Указанное негативное явление устраняют путем передвижения балласта по колосниковой решетке 15 к окну провала 17 в зольник 20 специальной кочергой через поддувальное окно 18. Эту операцию выполняют без остановки котла, что выгодно отличает его от ныне эксплуатируемых котельных установок.