Установка для сжигания твердого топлива
SOLID FUEL COMBUSTION PLANT

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для сжигания твердого топлива и может быть использовано для обогрева зданий, сооружений, помещений и т.п.
Известна установка для сжигания твердого топлива, содержащая корпус с топочной камерой, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного цилиндра с глухими торцами и установленный на фундаменте, технологический люк с крышкой, расположенный на одном из торцов корпуса в нижней его части, колосниковую решетку, установленную горизонтально внутри корпуса под технологическим люком, трубу для удаления золы, установленную в нижней части корпуса под решеткой, стальные ободы, выполненные в виде дуг, установленные на колосниковую решетку и проложенные поперек корпуса на некотором расстоянии друг от друга, на ободы поперек них и по периметру поверхности корпуса до колосниковой решетки жестко уложены стальные листы с отверстиями, а снаружи корпуса печи на верхней его части установлена камера дожигания дыма, состоящая из двух глухих цилиндров, вставленных в друг друга с некоторым зазором, куда подается воздух из корпуса печи через патрубок, установленный на одном из концов наружного цилиндра, а на другом его конце установлен второй патрубок для прохода дыма, соединяющий топочную камеру с внутренним цилиндром, при этом у внутреннего цилиндра вблизи патрубка для прохода дыма по всему периметру образован несколько рядов отверстий для прохода воздуха во внутрь внутреннего цилиндра, а на другом конце внутреннего цилиндра установлена вертикально дымовая труба (Патент РФ полезную модель № 205652 МПК F23B 10/00, F23C 3/00, 2021).
Однако данная установка для сжигания твердого топлива трудна в изготовлении из-за сложной ее конструкции, так как, например, для изготовления цилиндрического корпуса печи требуется специальная оснастка.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение ее конструкции путем выполнения корпуса в виде прямоугольного короба.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является замена корпуса выполненного в виде цилиндра прямоугольным коробом, а также замена двух вставленных друг в друга цилиндров, из которых состоит камера досжигания дыма, прямоугольными коробами.
Поставленная задача решается тем, что в установке для сжигания твердого топлива, характеризующейся тем, что она включает корпус, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного прямоугольного короба с глухими торцами и установленный на фундаменте, технологический люк с крышкой, расположенный на одном из торцов корпуса в нижней его части, колосниковую решетку, установленную горизонтально внутри корпуса под технологическим люком, трубу для удаления золы, установленную под решеткой на торце корпуса, где расположен технологический люк, а на другом торце корпуса - трубу для удаления золы, ребра в виде стальных пластин, проложенные поперек корпуса и установленные вертикально на колосниковую решетку на расстоянии друг от друга внутри корпуса, топочную камеру, выполненную из стальных листов с отверстиями, жестко уложенных на ребра поперек них и по периметру поверхности корпуса до колосниковой решетки, люк с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру, выполненный в виде четырехугольника и расположенный наверху в боковой части корпуса и в его центре, а лист топочной камеры с отверстиями, расположенный под загрузочным люком, имеет проем в виде четырехугольника, куда установлена съемная крышка с отверстиями, камеру дожигания дыма, состоящую из двух глухих прямоугольных коробов, вставленных друг в друга с зазором, куда подается воздух через патрубок, установленный на одном из торцов наружного короба, при этом камера дожигания дыма установлена снаружи корпуса печи на верхней его части, а нижняя часть наружного короба является частью корпуса печи, на другом конце камеры выполнен проем для прохода дыма, соединяющий внутренний короб с топочной камерой, при этом у внутреннего короба камеры вблизи проема для прохода дыма по всему периметру образованы отверстия для прохода воздуха во внутрь него, а на другом конце внутреннего короба установлена вертикально дымовая труба, при этом в зазоре между коробами вдоль них на расстоянии друг от друга установлены вертикально ребра в виде пластин, а снаружи корпуса печи вдоль него по его бокам установлены на расстоянии друг от друга коллекторы для равномерной подачи воздуха в полости, образованные корпусом, ребрами и топочной камерой.
На фиг. 1 представлен продольный разрез печи.
На фиг. 2 приведен поперечный разрез печи
На фиг. 3 представлен общий вид печи
Предлагаемая установка для сжигания твердого топлива содержит корпус 1, выполненный из стального листа в виде горизонтально расположенного прямоугольного короба с глухими торцами и установленный на фундаменте 2, технологический люк 3 с крышкой, расположенный на одном из торцов корпуса 1 в нижней его части, колосниковую решетку 4, установленную горизонтально внутри корпуса 1 под технологическим люком 3, трубу 5 для подачи воздуха, установленную в нижней части корпуса 1 под решеткой 4 на торце корпуса 1, где расположен технологический люк, а на другом торце корпуса 1 - трубу 6 для удаления золы, топочную камеру 8, выполненную из стальных листов с отверстиями, установленных к ребрам 9 из стальных пластин, расположенным вертикально на расстоянии друг от друга внутри корпуса 1 до колосниковой решетки 4, люк 10 с крышкой для загрузки твердого топлива в топочную камеру 8, расположенный наверху в боковой части корпуса 1 и в его центре, а лист топочной камеры с отверстиями, расположенный под загрузочным люком 10, имеет проем 11, при этом на проеме 11 установлена съемная крышка 12 с отверстиями. Для удобства обслуживания печи крышка загрузочного люка 10 и съемная крышка 12, устанавливаемая на проеме 11, выполнены из 2-х половинок, в результате чего масса их становится легче также в 2 раза.
Снаружи корпуса 1 печи на верхней его части установлена камера 13 досжигания дыма, состоящая из двух глухих прямоугольных коробов 14 и 15, вставленных друг в друга с зазором, куда подается воздух через патрубок 16, установленный на одном из торцов наружного короба 14, а на другом его конце выполнен проем 17 для прохода дыма, соединяющий внутренний короб 15 с топочной камерой 8, при этом у внутреннего короба 15 вблизи проема 17 для прохода дыма по всему его периметру образованы отверстия 18 для прохода воздуха во внутрь внутреннего короба 15, а на другом его конце 15 установлена вертикально дымовая труба 19.
Кроме того, нижняя часть наружного короба 14 является частью корпуса 1 печи, при этом в зазоре между коробами 14 и 15 вдоль них на расстоянии друг от друга установлены вертикально ребра 20 в виде пластин, а снаружи корпуса 1 печи вдоль него по его бокам установлены коллекторы 21 для равномерной подачи воздуха в полости, образованные корпусом 1, ребрами 9 и топочной камерой 8. Основным назначением ребер 20 является предотвращение потери устойчивости внутреннего короба 15 камеры досжигания 13 при повышении температуры до 1200°С в процессе досжигания остатков твердого топлива.
Зазор между корпусом 1 и топочной камерой 8 составляет h/S=0,03÷0,16, где h - ширина зазора, S - ширина топочной камеры 8.
При ширине зазора h/S<0,03 недостаточно будет поступать в топочную камеру воздух, вследствие чего стенки топочной камеры 8 будут сильно нагреваться и быстро выйдут из строя из-за перегрева.
При ширине зазора h/S>0,16 давление воздуха в топочной камере 8 снизится, вследствие чего во внутрь топочной камеры 8 воздух будет поступать со слабой струей и струя не достигнет зоны горения твердого топлива.
Предлагаемая установка для сжигания твердого топлива работает следующим образом.
Через загрузочный люк 10 и проем 11, образованный в стене камеры 8, а топочную камеру 8 загружается твердое топливо, после чего крышки 12 проема 11 и загрузочного люка 10 закрываются. При этом крышка загрузочного люка 10 закрывается герметично. Через коллекторы 21 в полости, образованные корпусом 1, ребрами 9 и топочной камерой 8, поступает холодный воздух, что снижает теплонапряженность корпуса 1 и топочной камеры 8. Далее воздух через отверстия, организованные в стенке топочной камеры 8, поступает во внутрь камеры 8 для поддержания горения твердого топлива. Твердое топливо поджигается с помощью дежурного факела, подведенного через технологичный люк 3, после чего крышка технологического люка герметично закрывается. В объеме топочной камеры 8, где размещено твердое топливо, образуется низкотемпературная зона горения (1-я зона) с температурой t≈600÷700°C. Образовавшиеся дымовые горячие газы - продукт недосгоревшего топлива через проем 17 поступает в камеру 13 дожигания дыма, образованную двумя коробами 14 и 15, где происходит полное сгорание остатков топлива за счет подвода дополнительного воздуха через патрубок 16. Движение дополнительного воздуха в полости между коробами 14 и 15 направлено против течения дымовых горячих газов, благодаря чему происходит его постепенный разогрев. В процессе движения дымовые горячие газы смешиваются с подогретым дополнительным воздухом, истекающим из отверстий 18, вследствие чего происходит их досгорание. В результате в объеме внутреннего короба 15 температура горячих газов постоянно повышается, образуется высокотемпературная зона горения (2-я зона горения) остатков твердых топлив с температурой до 1200°С. Благодаря наличию дополнительной камеры дожигания дыма происходит двухзонное и двухстадийное горение твердого топлива, с образованием горючего газа с температурой горения твердого топлива в 1-ой зоне в пределах t≈600÷700°C и повышением температуры процесса во 2-й зоне до уровня 1200°С, в результате чего происходит полное сгорание топлива и снижение токсичности вредных веществ в дымовых газах, которые удаляются через выхлопную трубу 19. Это позволяет резко уменьшить образование диоксинов, поскольку подавляется появление в дымовых газах ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивается низкое содержание частиц пыли (катализаторов образования диоксинов в дымовых газах).
Образовавшаяся зола осыпается через колосниковую решетку 4 на дно корпуса 1, откуда выдувается воздухом, поступающим через трубу 5, и удаляется через трубу 6.
Изоляция объема загрузочного люка 10 от горячего дымового газа путем закрытия проема 11 крышкой 12 с отверстиями и подача холодного воздуха в пространство загрузочного люка 10 позволят повысить надежность работы установки для сжигания твердого топлива, а выполнение крышки загрузочного люка 10 из двух половинок облегчит ее обслуживание за счет снижения массы крышки загрузочного люка 10, вследствие чего увеличится срок службы установки и улучшатся условия работы обслуживающего персонала.
Использование предлагаемого изобретения позволит упростить изготовление и монтаж установки для сжигания твердого топлива за счет замены цилиндрического корпуса и топочной камеры на прямоугольные короба, что даст несомненно экономический эффект.