ИНСИНЕРАТОР НА УГОЛЬНОМ ТОПЛИВЕ

Полезная модель относится к области утилизации и обезвреживания отходов производства и может быть использована для термической утилизации биологических отходов, в том числе отходов крупных сельскохозяйственных предприятий - животноводческих комплексов и птицефабрик.
Известна конструкция инсинератора (пат. 2087803, F23G 5/00, публ. 1997 г.), содержащая вертикально расположенную топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком в верхней части для загрузки отходов, камеру сжигания, расположенную внутри топочной камеры с открытой поверхностью в ее верхней части, а также форсунку. При этом форсунка установлена над камерой сжигания.
Недостатками данного устройства являются:
- низкая производительность;
- невозможность обеспечения сгорания дешевого водоугольного топлива (водоугольной суспензии - ВУС);
- сложность обеспечения высокой скорости сжигания;
- значительные потери тепла при неполной загрузке инсинератора, обусловленные необходимостью прогрева всего пространства топочной камеры.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является конструкция инсинератора по патенту РФ на полезную модель №2117871, кл. F23G 5/00, опубл. 20.08.1998, содержащая топочную камеру из теплоизоляционного материала с люком для загрузки отходов и дымоходом в ее верхней части, сообщенным с атмосферой. Внутри топочной камеры расположена камера сжигания с закрытым люком для выгрузки золы. Камера сжигания снабжена форсункой или несколькими форсунками для жидкого топлива. Внизу топочной камеры у основания камеры сжигания расположена форсунка (или несколько форсунок) и дымоход, обеспечивающий выход газообразных продуктов из нижней части топочной камеры в ее верхнюю часть. Дымоход расположен таким образом, что образует камеру дожигания газообразных продуктов сгорания.
Недостатками данного устройства, выбранного за прототип, является то, что конструкция камеры сгорания не обеспечивает возможность использования в качестве топлива дешевой ВУС, а при работе на малых нагрузках наблюдается перерасход жидкого топлива вследствие необходимости прогрева больших объемов камеры сгорания
Целью предлагаемой полезной модели является устранение недостатков присущих аналогу и прототипу, а также:
- обеспечение экономичности эксплуатации инсинератора при различной его производительности;
- обеспечение возможности использования дешевого водоугольного топлива.
Поставленная цель достигается тем, что согласно полезной модели, в корпус инсинератора, состоящий из камеры сгорания и примыкающего к одной из боковых стенок загрузочного сегмента, с системой удаления остатков термически обработанных отходов, гидравлически связанным с камерой сгорания через центральное отверстие в боковой стенке, отличающийся тем, что корпус оборудован дополнительным аналогичным первому загрузочным сегментом, примыкающим к противоположной боковой стенке камеры сгорания и гидравлически связанным с последней путем установленному в боковой стенке центральному окну, симметричному первому. Внутренняя поверхность камеры сгорания выполнена в форме, близкой к цилиндрической, а горелочные устройства для подачи топлива и воздуха установлены на камере сгорания таким образом, что потоки топлива и воздуха направлены в камеру сгорания тангенциально ее внутренней поверхности.
В настоящее время разработана и успешно используется технология приготовления и сжигания водоугольного топлива (Делягин В.Н., Мурко В.И., Иванов Н.М., Ревякин Е.Л. Использование водоугольного топлива в энергообеспечении АПК. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. - 92 с.). Данный вид топлива имеет потребительские свойства сопоставимые с качественным жидким топливом при низкой стоимости производства (издержки на топливо сокращаются в несколько раз).
Предлагаемая конструкция камеры сгорания обеспечивает:
- высокую эффективность работы инсинератора при различных нагрузках за счет возможности отключения или, соответственно, включения второго загрузочного сегмента и соответствующей экономии расхода топлива;
- устойчивое горение водоугольной суспензии, которая используется в качестве основного топлива инсинератора за счет высокой адиабатичности камеры сгорания и организации вихревого движения воздушных и газовых потоков в последней;
- высокую степень эффективности сгорания дешевого малореакционного топлива за счет вращательного вихревого движения распыленных его капель в камере сжигания.
На фиг. 1 представлен вид инсинератора на угольном топливе.
Инсинератор (фиг. 1) состоит из корпуса - 1, камеры сгорания - 2, загрузочныхсегментов камеры - 3 и 4, обшивки корпуса - 5, системы удаления дымовых газов - 6 с клапаном - 14, дымососа - 7, системы удаления золошлаковых отложений - 8, инициирующего горелочного устойства - 9, основного горелочного устройства на ВУС - 10, устройства для подачи дутья - 11, газовыпускных отверстий - 12 с клапанами - 15, загрузочных люков - 13, клапана - 15 для отсечки системы удаления дымовых газов сегмента топочной камеры.
Инсинератор работает следующим образом. Включаются вспомогательные механизмы и устройства обеспечения режима горения топлива (дымосос 6, дутье 11). Включается инициирующее горелочное устройство, работающее на вспомогательном топливе (газовая или дизельная горелка) 9. В зависимости от загрузки инсинератора, открывается один или два клапана 15 газовыпускных отверстия 12 загрузочных сегментов топки 3, 4 и клапан 14 системы удаления дымовых газов. Воспламененная струя топлива поступает в вихревую камеру 2 сгорания тангенциально внутренней поверхности вихревой камеры, благодаря чему формируется вихревое движение струи, обеспечивая полное сжигание топлива. Вихревая камера разогревается до температуры 600-850°C. При достижении данной температуры включается основное горелочное устройство на водоугольной суспензии 10 и при достижении температуры 950…1050°C (в зависимости от марки угля, из которого приготовлена водугольная суспензия) дальнейшая работа топки обеспечивается за счет основного горелочного устройства 10, без подсветки вспомогательным топливом. Открываются загрузочные люки 13 (один или два, в зависимости от массы отходов) и через них происходит загрузка биологических отходов в сегменты топочных камер 3, 4. Образовавшиеся при сжигании водоугольной суспензии газы через открытые газовыпускные отверстия 12 поступают в сегменты (сегмент) топочной камеры 3 и 4, обеспечивая сжигание утилизируемой массы. Золошлаковые отложения в сегментах топочных камер и вихревой топки удаляются с использованием системы удаления золошлаковых отложений 8 (шурующей планки или поворотного колосника).
Замена использования качественного жидкого топлива в и ней мера горе, представленной выше конструкции, водоугольным топливом позволяет в 3-4 раза снизить себестоимость вырабатываемой тепловой энергии.