ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель предназначена для нагрева воды и может быть использовано в теплотехнике.
Проблема, существующая в области нагрева воды в водогрейных котлах при сжигании углей, заключается в том, что все известные водогрейные котлы не позволяют осуществить полное сгорание топлива вследствие неравномерного распределения воздуха в зоне горения.
Существует водогрейный котел типа «Универсал» [1], содержащий систему подачи топлива и систему золоудаления, два комплекта сборных боковых секций, составляющих боковые топочные экраны, и две лобовые секции, составляющие фронтальный топочный экран, образуют шатер, под которым размещается неподвижная колосниковая решетка, состоящая из неподвижных, находящихся на некотором расстоянии друг от друга чугунных колосников.
Существующий водогрейный котел позволяет осуществлять нагрев воды за счет энергии, выделившейся при сгорании твердого топлива.
Недостатком известного решения является то, что он не позволяет осуществить процесс горения в таких условиях, при которых уголь сгорал бы полностью. Это обусловлено неравномерным распределением воздуха в зоне горения из-за того, что смешенные крупные и мелкие фракции угля недостаточно хорошо пропускают воздух, необходимый для полного сгорания топлива. Вследствие чего топливо горит при недостаточном для полного сгорания количестве воздуха. Это приводит к неполному сгоранию топлива и снижению коэффициента полезного действия.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является стальной водогрейный котел малой мощности для слоевого сжигания твердого топлива [2].
Водогрейный котел содержит топку, включающую неподвижную колосниковую решетку, состоящую из неподвижных, находящихся на некотором расстоянии друг от друга чугунных колосников, и боковые, задний и потолочный топочные экраны, выполненные из стальных труб, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, систему подачи топлива и систему золоудаления, а также газоход, снабженный конвективными пакетами из стальных труб, каркас котла.
Водогрейный котел работает следующим образом: уголь, попадая на колосниковую решетку, подвергается воздействию высокой температуры и теплоты, выделяемой догорающим топливом и раскаленным зажигательным поясом. Через щели между колосниками неподвижной колосниковой решетки воздух распределяется в зоне горения. Из-за того, что уголь имеет как крупную фракцию, так и мелкую, находящуюся между крупными кусками угля различный фракционный состав равномерного распределения воздуха в зоне горения не происходит, что приводит к неполному сгоранию топлива. Топливо начинает гореть, выделяя лучистую энергию и образуя топочные газы, нагретые до высокой температуры. Лучистая энергия и топочные газы, нагретые до высокой температуры, передают энергию стальным трубам, образующим топочные экраны, по которым циркулирует нагреваемая вода.
Водогрейный котел позволяет осуществлять нагрев воды за счет энергии, выделившейся при сгорании твердого топлива.
Недостатком известного решения является то, что он не позволяет осуществить процесс горения в таких условиях, при которых уголь сгорал бы полностью. Это обусловлено неравномерным распределением
воздуха в зоне горения из-за того, что смешенные крупные и мелкие фракции угля недостаточно хорошо пропускают воздух, необходимый для полного сгорания топлива. Вследствие чего топливо горит при недостаточном для полного сгорания количестве воздуха. Это приводит к неполному сгоранию топлива и снижению коэффициента полезного действия.
Задачей предлагаемого решения является создание такого водогрейного котла, который позволяет повысить полноту сгорания топлива за счет равномерного распределения воздуха в зоне горения.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем колосниковую решетку, боковые, фронтальный, задний, потолочный топочные экраны, выполненные из стальных труб, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, систему подачи топлива и систему золоудаления, а также газоход, снабженный конвективными пакетами из стальных труб, каркас котла, колосниковая решетка выполнена из неподвижных и подвижных элементов с отверстиями для воздуха и снабжена кривошипным механизмом, соединенным с подвижными элементами колосниковой решетки с возможностью их вертикального перемещения.
Признаками, отличающими заявляемый водогрейный циклон от известного, выбранного в качестве прототипа, является снабжение колосниковой решетки кривошипным механизмом и выполнение ее из неподвижных и подвижных элементов с отверстиями для воздуха и соединение подвижных элементов с кривошипным механизмом с возможностью их вертикального перемещения.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый водогрейный котел повышает полноту сгорания топлива. При загрузке угля происходит сортировка угля: более крупные фракции угля скатываются в ниши, созданные опущенными подвижными элементами, а мелкая
фракция остается на неподвижных элементах. Воздух, проникая через отверстия в элементах колосниковой решетки, равномерно распределяется между частицами топлива, причем его распределение в нишах, не затруднено наличием большого количества мелкой фракции. Повышается полнота сгорания топлива, вследствие равномерного распределения воздуха в зоне горения.
Предлагаемый водогрейный котел иллюстрируется чертежами. На Фиг.1 показан вертикальный разрез водогрейного котла. На Фиг.2 показана схема колосниковой решетки. На Фиг.3 показан вертикальный разрез колосниковой решетки.
Водогрейный котел содержит колосниковую решетку 1, состоящую из подвижных 2 и неподвижных 3 элементов с отверстиями для воздуха 4, кривошипный механизм 5, соединенный с подвижными элементами колосниковой решетки, экраны: боковые 6, фронтальный 7, задний 8, потолочный 9, систему подачи топлива и систему золоудаления, газоход, снабженный конвективными пакетами из стальных труб 10, каркас котла 11.
Водогрейный котел работает следующим образом. Уголь, попадая на колосниковую решетку 1, подвергается сортировке. С помощью приводного механизма 5 подвижные элементы колосниковой решетки 2 опускаются, образуя ниши, в которые скатывается более крупная фракция угля. Мелкая фракция угля, хуже пропускающая воздух, остается на неподвижных элементах 3. Топливо подвергается воздействию высокой температуры и теплоты, выделяемой раскаленным зажигательным поясом. Воздух, проникая через отверстия 4 в элементах колосниковой решетки, распределяется между частицами топлива, причем его распределение в нишах, образованных опущенными подвижными элементами, не затруднено наличием большого количества мелкой фракции. Топливо начинает гореть, выделяя лучистую
энергию и образуя топочные газы, нагретые до высокой температуры. За счет равномерного распределения воздуха в зоне горения и приподнятого положения мелкой фракции, находящейся на неподвижных элементах, происходит более полное сгорание топлива. Лучистая энергия и топочные газы, нагретые до высокой температуры, передают энергию стальным трубам, образующим топочные экраны 6, 7, 8, 9, по которым циркулирует нагреваемая вода. Далее топочные газы направляются в газоход, где проходят через конвективные пакеты стальных труб 10, по которым циркулирует вода, подаваемая в топочные экраны, за счет теплоты газов, нагревая ее. Далее охлажденные топочные газы направляются в дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу. После полного сгорания топлива при помощи кривошипного механизма 5 осуществляется подъем подвижных элементов колосниковой решетки, для удаления золы.
Водогрейный котел позволяет эффективно осуществлять нагрев воды за счет более полного сгорания топлива.
Источники информации принятые во внимание:
1. Роддатис К.Ф., Полторецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоиздат, 1989.
2. Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. - М.: Издательство литературы по строительству, 1967.