ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ С ОГНЕННОЙ МАССОЙ И ОСТРЫМ ДУТЬЕМ

Полезная модель относится к теплоэнергетике в частности к топкам, в которых используются отходы деревообрабатывающей промышленности, уголь, торф.
Известна топка для сжигания твердого топлива, содержащая топочную камеру, расположенную в топочной камере неподвижную колосниковую решетку, расположенный в нижней части топочной камеры шлаковый бункер, связанное с топочной камерой устройство подачи твердого топлива с приводом, связанный с устройством подачи топлива вертикальный топливный бункер, отличающаяся тем, что устройство подачи топлива выполнено в виде снабженного приводом штока, способного совершать возвратно-поступательные движения вдоль своей оси, устройство подачи топлива связано с топочной камерой через дозирующее устройство, колосниковая решетка снабжена устройством принудительного перемешивания топлива и удаления шлака с приводом, топливный бункер имеет расширяющееся книзу поперечное сечение (патент на полезную модель РФ №2159390, опубл. 20.11.2000 г.).
Наиболее близким техническим решением выбранным заявителем в качестве прототипа является топка кипящего слоя с огненной массой содержащая камеру сгорания, в нижней части которой расположено воздухораспределительное устройство, выполненное в виде полого корпуса с вертикальными форсунками, которое соединено с дутьевым вентилятором, а между форсунками уложен слой изоляционного материала, отличающаяся тем, что полый корпус выполнен из секций, установленных одна за другой, при этом две секции расположены под углом к горизонтальной плоскости в верхней части воздухораспределительного устройства установлен бункер-питатель, который имеет возможность порционной подачи топлива (патент на полезную модель №69613, опубл. 27.12.2007 г.)
Недостатком данной конструкции является недостаточная надежность. Технической задачей полезной модели является повышение надежности топки.
Техническая задача достигается тем, топка содержит камеру сгорания, в нижней части которой расположено воздухораспределительное устройство, выполненное в виде полого корпуса с вертикальными форсунками между которыми уложен слой изоляционного материала, полый корпус выполнен из секций, установленных одна за другой, в верхней части топки установлен бункер-питатель, который имеет возможность порционной подачи топлива, в конце топки расположен золоудалитель, причем одна из секций полого корпуса расположена горизонтально и выполнена в виде корыта, и дополнительно снабжена шурующей планкой, выполненной с возможностью охлаждения. Бункер-питатель в нижней части снабжен толкателем для подачи топлива.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:
- одна из секций полого корпуса выполнена горизонтально;
- горизонтальная секция полого корпуса выполнена в виде корыта;
- секция расположенная горизонтально снабжена шурующей планкой;
- шурующая планка выполнена с возможностью охлаждения.
- бункер-питатель в нижней части снабжен толкателем для подачи топлива;
Поэтому можно предположить, что полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию промышленная применимость.
На Фиг.1 схематично показана заявляемая топка, на Фиг.2 показано выполнение горизонтальной секции полого корпуса в виде корыта.
Топка содержит камеру сгорания 1, в нижней части которой расположено воздухораспределительное устройство, выполненное в виде полого корпуса 2 с вертикальными форсунками 3 между которыми уложен слой изоляционного материала 4, например, кирпича. Полый корпус 2 выполнен из секций 5 и 6, установленных одна за другой, причем секция 6 выполнена горизонтально и снабжена шурующей планкой 7, которая выполнена с возможностью охлаждения (в ней циркулирует вода). При этом горизонтальная секция 6 выполнена в виде корыта 13 (Фиг.2). В верхней части топки установлен бункер-питатель 8, который имеет возможность порционной подачи топлива при помощи толкателя 9, выполненного гидравлическим. Бункер -питатель 8 снабжен датчиком верхнего уровня 10 и датчиком нижнего уровня 11. В конце топки установлен золоудалитель 12.
Достижение технической задачи проявляется при использовании в качестве топлива отходов деревообработки (щепа, опилки, стружка) со значительными отклонениями от кондиционных свойств - высокая влажность, потеря сыпучести (комковатость), разносортица и т.д. Если обычные топки весьма требовательны как к фракционному составу сырья (например, регламентируется количество опилок или коры), так и к его влажности, и это вынуждает на предприятиях вводить оборудование для дополнительной операции - подготовки топлива, то заявляемая топка равномерно сжигает древесные отходы, утратившие сыпучесть или с повышенной влажностью.
Обычно влажная или слежавшаяся порция топлива при попадании в топку не горит до тех пор, пока не высохнет и не станет сыпучей. В обычной топке слежавшаяся и влажная порция комком падает на колосник и, постепенно обдуваясь воздухом с краев, также постепенно с краев поданной порции топлива обсушивается и обгорает. Интенсивность горения топлива невысокая и мощность котла закономерно падает, что порой критично особенно для паровых котлов. Такой процесс горения не поддается автоматизации, так как падение температуры в топке датчик воспринимает как недостаток топлива и автоматизированная система будет добавлять, и добавлять его, пока котел вообще не затухнет.Чтобы избежать этого в заявляемой топке предусмотрена следующая конструкция: порция топлива с повышенной влажностью (или слежавшаяся) из подающего бункера - питателя 8 при помощи толкателя 9 сразу попадает на раскаленную массивную поверхность, из которой через многочисленные форсунки 3 под повышенным давлением осуществляется острый продув горячим воздухом (на рисунке подача горячего воздуха обозначена стрелками, например при помощи вентиляторов) Это одновременное воздействие теплового излучения и острого продува позволяет сразу разбить кусок влажного топлива на мелкие фрагменты, которые в кипящем слое с высокой скоростью высыхают и воспламеняются во все объеме. Топливо горит интенсивнее, что обеспечивает выдачу котлом паспортной мощности. Также это позволяет на одном и том же некондиционном топливе получать более высокую энергоотдачу топлива и полноту его сгорания, а, следовательно, уменьшение операций по обработке и транспортировке золы. Одновременно достигается достаточная стабильность горения, что создает возможность установки автоматики управления топливоподачей. Масса горящего топлива перемещается с секции 5 на горизонтальную секцию 6, где происходит догорание топлива. Вследствие того что горизонтальная секция 6 выполнена в виде корыта, форсунки 3 подают горячий воздух на топливо с трех сторон, что обеспечивает высокую степень сгорания топлива. При помощи шурующей планки 7 производится ворошение остатков топлива и удаление золы в золоудалитель 12. Шурующая планка 7 выполнена с возможностью охлаждения, что позволяет обеспечить надежность работы конструкции.
Автоматизированная система следит за температурой в топке. При ее падении ниже установленной, дается команда бункеру-питателю 8 на подачу очередной порции топлива. В случае если уровень топлива в бункере приблизился к заданному нижнему значению, срабатывает датчик 10, который приводит в действие, например, скребковый транспортер 14 и открывает шибер разгрузки транспортера над данным бункером. Как только уровень топлива в бункере достигнет верхней отметки, датчик верхнего уровня 10 отключает топливоподачу.
Еще одна составляющая надежности топки - непрерывность работы. В ней нет периодически засоряющихся частей, как в колосниковых топках и она не требует еженедельно/ежемесячной остановки котла для проведения чистки.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность топки.