Топочное устройство

Полезная модель относится к энергомашиностроению как устройство для сжигания твердых топлив и может использоваться в промышленных и энергетических котлах малой мощности с целью выработки тепловой энергии для предприятий и коммунальных инженерных сетей и сооружений.
В указанной области известно топочное устройство с шурующей планкой, состоящая из основания, охлаждаемой решетки колосниковой, охлаждаемой планки шурующей, приводимой в движение механическим приводом, вала с опрокидывающимися колосниками, механизмом их поворота и бункера с секторным питателем, отличающаяся тем, что часть основания, находящаяся под решеткой колосниковой и образующая дутьевой короб, разделена поперечными перегородками на зоны, каждая из которых имеет с одной стороны отдельное окно для присоединения воздуховода с клапаном, а с противоположной стороны - окно для удаления провала, колосниковая решетка состоит из беспровальных колосников, которые крепятся с помощью болтов к водо-охлаждаемой решетке из стальных труб, при этом механизм поворота опрокидывающихся колосников снабжен электромеханическим приводом, а верхняя часть рамы основания выполнена по бокам с чугунными уплотнениями и направляющими в виде швеллеров, обращенных полками вниз с возможностью установки на них коллекторов котла (см. патент на полезную модель RU 70344 U1).
Прототипом предлагаемого технического решения является топочное устройство с шурующей планкой, содержащее накопительный бункер, закрепленный на основании с горизонтальными направляющими, колосниковую решетку, устройство подачи топлива и устройство распределения топлива с шурующим приспособлением в виде шурующей планки, соединенной с охладительными трубами, закрепленными на несущей каретке, установленной на основания с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающееся тем, что накопительный бункер снабжен закрепленной с наклоном в нижней части направляющей отбойной площадкой, устройство подачи топлива выполнено в виде толкательной лопаты-дозатора с центральным держателем и лопаточной площадкой, установленной с возможностью возвратно-поступательного движения на направляющей площадке с боковыми полозьями, прикрепленными к краям стенок накопительного бункера, образуя проходное окно и выпускное окно (см. патент на полезную модель RU 189443 U1).
Недостатками прототипа является применение одного центрального держателя лопаты-дозатора. При неравномерном давлении от веса топлива в бункере на левую или правую часть лопаточной площадки лопаты-дозатора может происходить перекос держателя в процессе его перемещения и, как следствие, перекос и заклинивание связанной с ним каретки в горизонтальных направляющих из-за ее конструктивной особенности с применением четырех вращающихся элементов.
Техническим результатом является повышение технологичности и надежности конструкции, приводящее к улучшению эксплуатационных характеристик топочного устройства, технического обслуживания и ремонта, исключение заклинивания каретки и лопаты-дозатора.
Технический результат достигается за счет того, что в конструкции лопаты-дозатора применяется два держателя из труб с чугунными втулками, скользящими по двум осям-стабилизаторам, закрепленных одним концом на основании, что в свою очередь обеспечивает равномерное прямолинейное возвратно-поступательное движение каретки по горизонтальным направляющим, благодаря чему было уменьшено количество вращающихся элементов каретки до двух.
Угол трехгранного ножа шурующей планки выбран оптимального значения с обеих сторон, что позволяет производить значительное перемещение топлива в горизонтальном направлении, а также подъем его и переваливание через планку. Когда планка движется назад, то топливо смещается только на 10-30% от величины сдвига в прямом направлении. Для надежного заполнения колосниковой блок-решетки топливом, а также осуществления шуровки слоя происходит чередование ходов шурующей планки на разную длину. Выбор движения планки определяется в зависимости от характеристик топлива, длины блок-решетки и тепловой нагрузки топочного устройства.
Предлагаемое топочное устройство представлено на чертежах, где на фиг.1 изображение топочного устройства в изометрии; на фиг.2 изображен общий вид топочного устройства справа; на фиг.3 изображен общий вид сверху; на фиг.4 фрагмент изображения, поясняющий взаимное расположение элементов топочного устройства, совершающих возвратно-поступательные движения.
Топочное устройство расположено на основании 1 с приводом 2 и содержит бункер 3 с наклонной площадкой 4, лопату-дозатор 5, воздушный короб 6 с зонами дутья, разделенный перегородками 7, неподвижную колосниковую водоохлаждаемую блок-решетку 8, шурующую планку 9, каретку 10 с зубчатой рейкой 11 и рамы с опрокидывающимся колосником 12. Привод 2 посредством зубчатой передачи 13, преобразующей вращательное движение в возвратно-поступательное, перемещает зубчатую рейку 11 с кареткой 10, двигающейся по горизонтальным направляющим 14 в виде швеллеров с установленным на них бункером 3. Направляющие 14 крепятся к блок-решетке 8 и основанию 1 с приводом 2. На каретке 10 зафиксированы две несущие водоохлаждаемые трубы 15 шурующей водоохлаждаемой планки 9 и две несущие трубы 16 лопаты-дозатора 5, скользящие по двум осям-стабилизаторам 17, закрепленным на основании 1 с приводом 2. Лопата-дозатор 5 совершает возвратно-поступательные движения и скользит по полозьям 18, закрепленным на стенках бункера 3, при этом дозируя выгрузку топлива на колосниковую блок-решетку 8 из бункера 3 по наклонной площадке 4, предотвращающей возгорание топлива в самом бункере. Оптимальные углы ножа 19 шурующей планки 9 позволяют обеспечить эффективное продвижение топлива по колосниковой блок-решетке, шуровки горящего слоя и сброс шлака в зону охлаждения. В качестве зоны охлаждения в задней части топочного устройства установлена рама с опрокидывающимся колосником 12 для сброса остывшего шлака. Воздух на горение подводится по коллектору острого дутья 20, расположенного сбоку, в воздушный короб 6, разделенный поперечными перегородками 7 на дутьевые зоны, оснащенные с одной стороны регулировочными шиберами 21, с другой - окнами для удаления провала 22. Охлаждение шурующей планки 9 происходит за счет подвода и отвода воды через несущие трубы 15, зафиксированные в каретке 10. Подключение к системе охлаждения выполняется при помощи рукавов высокого давления 23, трассируемых в пределах основания 1, позволяющих беспрепятственно совершать возвратно-поступательные движения шурующей планки 9 вместе с кареткой 10.
Топочное устройство работает следующим образом.
Привод 2 зубчатую передачу 13 передает усилие на зубчатую рейку 11 с закрепленной на ней кареткой 10. Каретка 10 начинает движение по горизонтальным направляющим 14, при этом усилие сразу передается через трубы 15 на шурующую планку 9, которая начинает движение вдоль колосниковой блок-решетки 8. Через определенное пройденное кареткой 10 расстояние, она передает усилие на трубы 16 лопаты-дозатора 5, которая начинает движение по полозьям 18 вдоль боковых стен бункера 3, равномерно дозируя подачу топлива на колосниковую блок-решетку 8. Шурующая планка 9 при движении в прямом направлении осуществляет значительное перемещение топлива в горизонтальном направлении, а также подъем его и переваливание через планку. Когда шурующая планка 9 движется в обратном направлении, то топливо смещается только на 10-30% от величины сдвига в прямом направлении и подается в виде раскаленных кусочков под свежее топливо. Несгоревшие кусочки топлива и шлак шурующая планка 9 постепенно перемещает в зону охлаждения в виде опрокидывающегося колосника на раме 12, где оно догорает, остывает и удаляется за пределы топочного устройства в шлаковый бункер. По коллектору острого дутья 20 подается воздух для горения топлива на блок-решетке 8. Регулировка расхода воздуха по зонам дутья осуществляется регулировочными шиберами 21. Ревизию и чистку дутьевых зон воздушного короба 6 осуществляют через боковые окна 22.