ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к котлостроению, а именно к водогрейным котлам малой и средней мощности и может быть использована в энергетике при изготовлении котлов теплопроизводительностью от 11,63 МВт, то есть 10 Гкал/час, до 58,2 МВт, то есть 50 Гкал/час.
Известен водогрейный котел, включающий горизонтальную топочную камеру, огражденную фронтовой кирпичной стеной, задним и боковыми экранами, выполненными из труб, конвективную шахту, устройство ввода топлива, топочное устройство - механическую слоевую решетку, установленное под топочной камерой. Боковые экраны топочной камеры в верхней части выполнены отогнутыми к осевой плоскости котла с образованием потолочного экрана. Задний экран топочной камеры, разделяющий ее на камеру горения и камеру охлаждения, выполнен целиком отогнутым к фронтовой стене. Конвективная шахта, примыкающая к топочной камере со стороны камеры охлаждения, оснащена внутри конвективным пучком, составленным из флажковых панелей, каждая из которых выполнена из вертикальных соосных входного и выходного коллекторов с подключенными к ним U-образными трубами разной длины, расположенными в плоскости панели. Конвективная шахта ограждена собственными экранами, выполненными из труб, и сообщается с топочной камерой. При этом топочная камера с топочным устройством и конвективная шахта установлены на собственных строительных опорах. Трубные экраны топочной камеры и конвективной шахты снабжены натрубной обмуровкой (Отраслевой каталог 02-05: Котлы малой и средней мощности и топочные устройства: часть 2. Водогрейные котлы и топочные устройства / М.: ФГУП ВНИИАМ, 2006. - С. 50-58, рис. 37-38).
Описанный водогрейный котел имеет следующие недостатки:
- повышенный вес, что обусловлено значительным весом выполненной из кирпича фронтовой стены топочной камеры и топочного устройства - механической слоевой решетки, которые создают значительные нагрузки на фундаменты;
- пониженный КПД из-за потерь тепла с уходящими газами и от наружного охлаждения вследствие ускоренного разрушения подверженной негативному воздействию со стороны топочных газов натрубной обмуровки топочной камеры и конвективной шахты, что приводит к увеличению присосов воздуха в топочную камеру и конвективную шахту и увеличению температуры обшивки котла, а также вследствие значительных присосов воздуха в местах примыкания топочной камеры к конвективной шахте;
- пониженная надежность эксплуатации, что обусловлено пониженной надежностью эксплуатации конвективного пучка, у которого наружные U-образные трубы флажковых панелей имеют наибольшую длину по сравнению с другими трубами панели, и соответственно - наибольшее гидравлическое сопротивление и наименьший расход воды, что приводит к перегреву воды в них и усиленному заносу солями жесткости, и в свою очередь приводит к еще меньшему расходу воды и, в конечном итоге, - к прогару труб вследствие недостаточного их охлаждения;
- сниженный срок службы, что обусловлено малым сроком службы натрубной обмуровки топочной камеры и конвективной шахты, которая подвержена негативному воздействию со стороны топочных газов, приводящему к ее разрушению, а также малым сроком службы наружных U-образных труб флажковых панелей конвективного пучка вследствие заноса солями и прогару труб из-за недостаточного охлаждения;
- повышенные затраты на эксплуатацию и ремонт, так как топочное устройство - механическая слоевая решетка является сложным дорогостоящим механизмом.
Известен водогрейный котел, наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели, который выбран в качестве прототипа, содержащий каркас, закрепленную на каркасе топочную камеру, ограждающие стены которой снабжены фронтовым, задним и боковыми экранами, закрывающими большую часть фронтовой и задней ограждающих стен, а также закрывающими полностью боковые ограждающие стены и выполненными из труб, примыкающую к топочной камере со стороны камеры охлаждения вертикальную конвективную шахту с конвективными пучками внутри, огражденной собственными боковыми и задним экранами, и сообщающуюся с топочной камерой, устройство ввода топлива, устройство возврата уноса, топочное устройство-реактор форсированного кипящего слоя, установленное под топочной камерой. Конвективные пучки конвективной шахты составлены из флажковых панелей, каждая из которых выполнена из вертикальных соосных входного и выходного коллекторов с подключенными к ним, U-образными трубами разной длины, расположенными в плоскости панели. Нижние неэкранированные части фронтовой и задней ограждающих стен выполнены из кирпича и имеют значительную толщину. Боковые экраны топочной камеры оборудованы соплами вторичного дутья и в своей верхней части выполнены отогнутыми к осевой плоскости котла с образованием потолочного экрана топочной камеры. Задний экран топочной камеры, разделяющий ее на камеру горения и камеру охлаждения, выполнен целиком отогнутым к фронтовому экрану. Трубные экраны топочной камеры и конвективной шахты снабжены натрубной обмуровкой (Сидоров A.M. Реконструкция котлов КВ-ТС-20 для сжигания низкосортных топлив в форсированном кипящем слое / А.А. Скрябин, А.А. Мелешин, Н.В. Усольцев // Промышленная энергетика. - 2009. - №11. - С. 13).
Вышеописанный водогрейный котел обладает следующими недостатками:
- повышенный вес, обусловленный значительным весом неэкранированных кирпичных частей ограждающих стен, что требует установки металлоемких опорных металлоконструкций и приводит к удорожанию котла;
- пониженный КПД из-за повышенных потерь тепла от наружного охлаждения вследствие ускоренного разрушения подверженной негативному воздействию со стороны топочных газов натрубной обмуровки экранов топочной камеры и конвективной шахты, что приводит к увеличению присосов воздуха в котел, а также вследствие значительных присосов воздуха в местах примыкания топочной камеры к конвективной шахте;
- пониженная надежность эксплуатации, что обусловлено, во-первых, ненадежной работой U-образных труб флажковых панелей конвективного пучка вследствие заноса солями с последующим прогаром труб из-за недостаточного охлаждения; во-вторых, интенсивным абразивным износом со стороны кипящего слоя нижних частей труб экранов топочной камеры;
- сниженный срок службы, что обусловлено малым сроком службы натрубной обмуровки топочной камеры и конвективной шахты, которая подвержена агрессивному воздействию со стороны топочных газов, приводящему к ее разрушению, а также малым сроком службы U-образных труб флажковых панелей конвективного пучка вследствие заноса солями с последующим прогаром труб из-за недостаточного охлаждения.
Предлагаемой полезной моделью решается задача снижения веса водогрейного котла, повышение КПД, надежности его эксплуатации и срока службы.
Поставленная задача достигается тем, что в водогрейном котле, содержащем каркас, закрепленную на каркасе топочную камеру, ограждающие стены которой снабжены фронтовым, задним и боковыми экранами, выполненными из труб, примыкающую к топочной камере конвективную шахту с конвективными пучками внутри, огражденную собственными боковыми и задним экранами, выполненными из труб, и сообщающуюся с топочной камерой, причем экраны топочной камеры и конвективной шахты снабжены натрубной обмуровкой, а боковые экраны топочной камеры в верхней своей части выполнены отогнутыми к осевой плоскости котла с образованием потолочного экрана топочной камеры, устройство ввода топлива, устройство возврата уноса, топочное устройство-реактор форсированного кипящего слоя, установленное под топочной камерой, согласно полезной модели экраны, одновременно являющиеся ограждающими стенами топочной камеры и выполненные газоплотными из труб, жестко связанных проставками, расположены по всей площади внутренней поверхности топочной камеры, а боковые экраны конвективной шахты в своей верхней части выполнены отогнутыми к осевой плоскости котла с образованием потолочного экрана конвективной шахты, причем все экраны конвективной шахты выполнены газоплотными из труб, жестко связанных проставками, помимо этого потолочный экран топочной камеры и потолочный экран конвективной шахты жестко соединены между собой проставками с образованием единого потолка котла, боковые экраны топочной камеры и боковые экраны конвективной шахты также жестко соединены между собой проставками с образованием единых боковых экранов котла, кроме того задним экраном топочной камеры, выполненным в своей верхней части отогнутым до заднего экрана конвективной шахты и разведенным в фестон, образована общая с конвективной шахтой газоплотная разделительная перегородка из труб, жестко связанных проставками, к тому же каждый конвективный пучок выполнен из трубных змеевиков.
Кроме того, топочное устройство-реактор форсированного кипящего слоя подвешен к фронтовому, заднему и боковым экранам топочной камеры.
Кроме того, трубы боковых, фронтового и заднего экранов топочной камеры в нижней ее части снабжены износостойкими жаростойкими накладками.
Снижение веса водогрейного котла обеспечивается размещением экранов, которые одновременно используются в качестве ограждающих стен топочной камеры и выполнены газоплотными из труб, жестко связанных проставками, по всей площади внутренней поверхности топочной камеры, без использования кирпичной составляющей ограждающих стен.
Повышение КПД водогрейного котла обеспечивается за счет снижения потерь тепла с уходящими газами путем образования единых газоплотных боковых экранов и единого газоплотного потолка котла, выполненных из труб, жестко связанных проставками, что позволяет устранить присосы воздуха в стыке топочной камеры и конвективной шахты и потери тепла в окружающую среду.
Повышение надежности эксплуатации водогрейного котла обеспечивается увеличением надежности труб конвективного пучка, поскольку он выполнен из трубных змеевиков с одинаковой длиной труб и, соответственно - одинаковым гидравлическим сопротивлением, что исключает возможность пониженного расхода в какой-либо из них, а, следовательно, и занос солями и прогар труб вследствие недостаточного охлаждения.
Повышение срока службы водогрейного котла обеспечивается увеличением срока службы, во-первых, натрубной обмуровки, поскольку сварное соединение из проставок между труб экранов позволяет предотвратить агрессивное воздействие топочных газов, во-вторых, труб конвективного пучка, поскольку он выполнен из трубных змеевиков с одинаковой длиной труб и, соответственно - одинаковым гидравлическим сопротивлением, что исключает возможность пониженного расхода в какой-либо из них, а, следовательно, и занос солями и прогар труб вследствие недостаточного охлаждения.
Дополнительное повышение надежности эксплуатации и срока службы водогрейного котла обеспечивается дополнительным увеличением срока службы труб топочной камеры, так как трубы ее фронтового, заднего и боковых экранов в нижней части снабжены износостойкими жаростойкими накладками, предотвращающими агрессивное абразивное высокотемпературное воздействия со стороны кипящего слоя.
Предложенная полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид водогрейного котла, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по линии Α-A фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 представлена гидравлическая схема водогрейного котла - схема циркуляции воды; на фиг. 5 схематично изображен фрагмент В газоплотного экрана фиг. 1; на фиг. 6 - разрез по линии Г-Г фиг. 5.
Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено следующее:
- наклонной утолщенной линией со стрелкой, обращенной сверху слева и вниз направо, показано направление подачи топлива;
- горизонтальной линией со стрелкой, обращенной слева направо, показано направление подачи растопочного топлива;
- вертикальной линией со стрелкой, обращенной сверху вниз, показано направление вывода шлака;
- наклонной двойной линией со стрелкой, обращенной сверху слева и вниз направо, показано направление подачи вторичного воздуха;
- вертикальными линиями со стрелками, обращенными снизу вверх, показано направление подачи первичного воздуха;
- наклонной линией со стрелкой, обращенной сверху справа и вниз налево, показано направление подачи воздуха в эжекторы;
- горизонтальной двойной линией со стрелкой, обращенной слева направо, показано направление вывода дымовых газов;
- горизонтальной пунктирной линией со стрелкой, обращенной справа налево, показано направление ввода холодной воды;
- горизонтальной линией со стрелкой, обращенной справа налево, показано направление вывода горячей воды;
- разнонаправленными состоящими из точек линиями со стрелками показано направление движения воды в поверхностях нагрева - экранах и конвективном пучке - котла;
- сплошными замкнутыми круговыми линиями со стрелками показано направление циркуляции топочных газов;
- горизонтальными штрихпунктирными с двумя точками верхней и нижней линиями показаны соответственно верхняя и нижняя границы зоны сепарации.
Водогрейный котел содержит топочную камеру 1, снабженную фронтовым 2, боковыми 3, задним 4 и потолочным 5 трубными экранами, одновременно являющимися ограждающими стенами топочной камеры 1. Топочная камера 1 имеет вертикальную компоновку, которая, по сравнению с горизонтальными топочными камерами, при одинаковой их мощности, позволяет уменьшить продольный габарит котла и, следовательно, требуемые габариты котельной ячейки. Кроме того, увеличенная высота, по сравнению с горизонтальными топочными камерами, обеспечивает более полное выгорание топлива. Боковые экраны 3 выполнены отогнутыми в верхней части к продольной осевой плоскости котла с образованием потолочного экрана 5.
Экраны 2, 3, 4 и 5 топочной камеры 1 подключены к соответствующим верхним 6, 7, 8 и нижним 9, 10, 11, 12 коллекторам и выполнены газоплотными из стальных проставок 13 и труб 14 таким образом, что трубы 14 жестко связаны между собой через сварные соединения с проставками 13. Газоплотные экраны 2, 3, 4 и 5 с наружной стороны закрыты натрубной обмуровкой 15 и расположены по всей площади внутренней поверхности топочной камеры 1. Сварное соединение из проставок 13 между труб 14 экранов 2, 3, 4 и 5 топочной камеры 1 позволяет предотвратить агрессивное воздействие топочных газов на теплоизоляцию 15, устранить присосы воздуха в топочную камеру 1 и уменьшить до 60 мм толщину натрубной обмуровки 15.
Фронтовой экран 2 подключен к верхнему коллектору 6 и нижнему коллектору 9. Боковые экраны 3 в своей нижней части подключены к нижним коллекторам 10 и 11, а в верхней части выполнены переходящими в потолочный экран 5, подключенный к верхним коллекторам 7. Задний экран 4 подключен к верхнему коллектору 8 и нижнему коллектору 12.
В нижней части топочной камеры 1 боковые экраны 3 и задний экран 4 выполнены отогнутыми к центру топочной камеры 1 и вместе с фронтовым экраном 2 одновременно являются ограждающими стенками 16 кипящего слоя 17. Кипящий слой 17 расположен на воздухораспределительной решетке 18, снабженной воздухораспределительными колпачками 19. Воздухораспределительная решетка 18 является основным элементом топочного устройства-реактора 20 форсированного кипящего слоя, установленного под топочной камерой 1. Воздухораспределительная решетка 18 с колпачками 19 предназначена равномерного распределения воздуха по площади кипящего слоя 17.
Топочное устройство-реактор 20 форсированного кипящего слоя, кроме решетки 18, также содержит воздушный короб 21, подключенный для ожижения слоя 17 к отдельному высоконапорному вентилятору (на чертеже не показан) и жестко пристыкованный к решетке 18 снизу, устройство 22 вывода шлака с трубой 23 слива слоя и транспортером-дозатором 24, а также растопочное устройство 25. Труба 23 слива слоя верхним концом сообщена с объемом кипящего слоя 17. Воздухораспределительная решетка 18 вместе с воздушным коробом 21, растопочным устройством 25 и устройством 22 вывода шлака подвешена непосредственно к экранам 2, 3, 4, то есть топочное устройство-реактор 20 форсированного кипящего слоя подвешен к экранам 2, 3, 4, и, таким образом, отпадает необходимость установки отдельных опорных металлоконструкций для топочного устройства-реактора 20 форсированного кипящего слоя.
Устройство 22 вывода шлака предназначено для поддержания и регулирования высоты кипящего слоя 17 в рабочем диапазоне путем вывода шлака из реактора 20 с помощью транспортера-дозатора 24 через трубу 23 слива слоя. В случаях сжигания многозольных топлив или большой площади воздухораспределительной решетки 18 устройств 22 вывода шлака может быть несколько.
Растопочное устройство 25 предназначено для розжига кипящего слоя 17 из холодного состояния и может работать на жидком или газообразном топливе.
Для подачи топлива в кипящий слой 17 котел оснащен устройством ввода топлива с установленными на фронте котла питателями топлива (на чертеже не показаны), коробами 26 ввода топлива и окнами 27, встроенными во фронтовой экран 2 и выполненными из коллекторов 28 и стояков 29, включенных в циркуляцию воды упомянутого экрана.
Аналогичные по конструкции окна 30, необходимые для обслуживания и ремонта котла, также выполненные из коллекторов 28 и стояков 29, встроены в боковые экраны 3.
Задний экран 4 топочной камеры 1 от отметки ввода топлива и до низа конвективной шахты 31 выполнен отогнутым назад под углом 50-60° к горизонту и примыкающим к ней, обеспечивая газоплотность между топочной камерой 1 и конвективной шахтой 31 в плоскости примыкания. При этом угол наклона заднего экрана 4, составляющий 50-60° к горизонту, является оптимальным, так как угол меньший, чем 50°, затруднит сход частиц, а угол больший, чем 60°, неоправданно увеличит высоту котла. Между высотными отметками начала и конца отгибки заднего экрана 4 к конвективной шахте 31 существует зона сепарации 32, образованная путем отгибки заднего экрана 4 к конвективной шахте 31, в которой происходит осаждение крупных фракций вынесенных из кипящего слоя частиц на наклонную поверхность заднего экрана 4. По ней частицы скатываются вниз в кипящий слой 18.
Боковые экраны 3 топочной камеры 1 в зоне сепарации 32 снабжены соплами 33 вторичного дутья, направленными вниз под углом 30-50° к горизонту. Воздух на вторичное дутье подается от отдельного вентилятора (на чертеже не показан).
Конвективная шахта 31, примыкающая к топочной камере 1 и сообщающаяся с ней, образована задним экраном 4 топочной камеры 1 и собственными задним трубным экраном 34 и боковыми трубными экранами 35, которые выполнены газоплотными и подключены соответственно к верхним 36 и 37 и нижним 38 и 39 коллекторам. Таким образом, конвективная шахта 31 ограждена собственными задним трубным экраном 34 и боковыми трубными экранами 35. Задний экран 34 подключен к верхнему коллектору 36 и нижнему коллектору 38. Боковые экраны 35 в своей нижней части подключены к нижним коллекторам 39, а в верхней части переходят в потолочный экран 40, подключенный к верхним коллекторам 37.
Боковые экраны 35 в своей верхней части выполнены отогнутыми к осевой плоскости котла с образованием газоплотного потолочного экрана 40 конвективной шахты 31. Экраны 34, 35 и 40 конвективной шахты 31, также, как и экраны 2, 3, 4 и 5 топочной камеры 1, выполнены газоплотными из стальных проставок 13 и труб 14 таким образом, что трубы 14 жестко связаны между собой через сварные соединения с проставками 13. Боковые экраны 35 снабжены технологическими окнами 41 для прохода труб конвективных пучков 42, обеспечивая подключение последних к своим коллекторам - верхним 43 и нижним 44. Конвективные пучки 42 набраны из трубных змеевиков. Это обеспечивает их более равномерный обогрев дымовыми газами и снижает интенсивность образования внутренних отложений. Коллекторы 44 конвективных пучков 42 установлены на опорах 45, закрепленных на боковых экранах 35 конвективной шахты 31. Внутри конвективной шахты змеевиковые трубы конвективных пучков 42 установлены на балках 46, в свою очередь закрепленных на заднем экране 4 топочной камеры 1 и заднем экране 34 конвективной шахты 31.
Для доступа и обслуживания конвективной шахты 31 изнутри задний экран 34 снабжен окнами 47, аналогичными окнам 27 и 30, также выполненными из коллекторов 28 и стояков 29.
Потолочный экран 5 топочной камеры 1 и потолочный экран 40 конвективной шахты 31 жестко соединены между собой проставками 13 с образованием единого потолка котла. Боковые экраны 3 топочной камеры 1 и боковые экраны 35 конвективной шахты 31 также жестко соединены между собой проставками 13 с образованием единых боковых экранов котла. Такая компоновка котла позволяет полностью устранить присосы воздуха в месте примыкания топочной камеры 1 и конвективной шахты 31.
Задним экраном 4 топочной камеры 1, выполненным в своей верхней части отогнутым до заднего экрана 34 конвективной шахты 31 и разведенным в фестон 48 для прохода дымовых газов в конвективные пучки 42, образована общая с конвективной шахтой газоплотная разделительная перегородка, выполненная из труб 14, жестко связанных проставками 13.
Элементы котла - экраны 2, 3, 4 и 5, коллекторы 6, 7, 8,9, 10, 11, 12, экраны 34, 35 и 40, коллекторы 36, 37, 38 и 39, конвективные пучки 42, коллекторы 42 и 44, - работающие под давлением, посредством трубопроводов 49 соединены в гидравлический контур котла.
Под конвективной шахтой 31 установлен золоосадительный бункер 50, в задней стенке которого выполнено окно 51 для выхода дымовых газов из котла, связанное с дымососом (на чертеже не показан). Бункер 50 связан с нижерасположенным устройством 52 возврата уноса, предназначенным для возвращения в кипящий слой 17 на дожигание крупных фракций уноса, осаждаемых в бункере 50 при развороте дымовых газов. Для этого в заднем экране 4 топочной камеры 1, над кипящим слоем 17, выполнены разводки 53 для ввода труб 54, транспортирующих унос в топочную камеру 1. Выше зоны сепарации 32 боковые экраны 3 топочной камеры 1 и боковые экраны 35 конвективной шахты 31 жестко соединены между собой проставками 13. За счет этого топочной камерой 1 вместе с конвективной шахтой 31 образована цельная жесткая конструкция, опирающаяся на собственный силовой каркас 55 посредством опорных элементов 56. Топочная камера 1 закреплена на каркасе 55. При этом тепловые расширения котла осуществляются вверх и вниз от опорных элементов 56 без защемлений. Наличие собственного силового каркаса 55 позволяет устанавливать котел без привязки к строительным конструкциям здания. Это сокращает затраты и сроки на строительство котельной.
Для организации циркуляции воды в боковых экранах 3 топочной камеры 1 последние внутри содержат разделительные непроницаемые перегородки 57.
Для защиты труб экранов 2, 3, 4 топочной камеры 1 от абразивного воздействия кипящего слоя 17 эти трубы в нижней части топочной камеры 1 снабжены накладками (на чертеже не показаны) из жаростойкого износостойкого материала. Использование накладок обеспечивает гарантийный срок службы данных экранов.
Циркуляции воды в водогрейном котле осуществляется следующим образом.
Вода нагревается топочными газами в экранах 2, 3, 4, 5 топочной камеры 1, экранах 34, 35 и 40 конвективной шахты 31 и в конвективных пучках 42.
Подвод воды в котел осуществляется двумя параллельными потоками в нижние коллекторы 44 конвективных пучков 42. Далее, из верхних коллекторов 43 конвективных пучков 42 вода через трубопроводы 49 поступает в верхний коллектор 36 заднего экрана 34 конвективной шахты 31. Затем, из нижнего коллектора 38 заднего экрана 34 она непосредственно попадает в нижние коллекторы 39 боковых экранов 35 конвективной шахты 31. Далее, из верхних коллекторов 37 боковых экранов 35 вода поступает непосредственно в верхний коллектор 8 заднего экрана 4 топочной камеры 1. Затем из нижнего коллектора 12 заднего экрана 4 вода двумя параллельными потоками по трубопроводам 49 направляется в нижние коллекторы 11 боковых экранов 3 топочной камеры 1. Из нижних коллекторов 11 вода поднимется в верхние коллекторы 7, снабженные внутри разделительными непроницаемыми перегородками 57, благодаря которым вода направляется в нижние коллекторы 10 и затем возвращается в верхние коллекторы 7 боковых экранов 3. Далее, из верхних коллекторов 7 боковых экранов 3 вода непосредственно подается в верхний коллектор 6 фронтового экрана 2. Отвод горячей воды из котла осуществляется из нижнего коллектора 9 фронтового экрана 2.
Водогрейный котел работает следующим образом.
Дробленое топливо подается в котел питателями топлива через короба 26 ввода топлива на кипящий слой 17. В кипящем слое 17 и непосредственно над ним при температурах порядка 800-950°C происходит сгорание основной массы горючих. Горение осуществляется благодаря первичному воздуху, подводимому в кипящий слой 17 через колпачки 19 воздухораспределительной решетки 18.
Первичный воздух в воздушный короб 21 подается от отдельного высоконапорного вентилятора.
Вынесенные с горячими топочными газами из кипящего слоя 17 в зону сепарации 32 горючесодержащие частицы, газообразные продукты газификации и остатки летучих дожигаются за счет вторичного воздуха, вводимого в топочную камеру 1 соплами 33 вторичного дутья. Воздух на вторичное дутье подается от отдельного вентилятора.
В зоне сепарации 32 за счет расширения топочной камеры 1 происходит существенное уменьшение подъемной скорости топочных газов и, следовательно, выпадение крупных фракций вынесенных частиц на наклонную поверхность заднего 4 экрана. Под действием собственного веса частицы скатываются вниз в кипящий слой 17, где происходит их дальнейшее выгорание. Скатыванию частиц способствует вихревое течение газов над наклонным участком заднего экрана 4. Возврату частиц в кипящий слой 17 также способствуют возвратные течения, образующиеся вблизи наклонных участков боковых экранов 3. В результате многократного возврата частиц в кипящий слой 17 обеспечивается высокая степень выгорания топлива.
Охлажденные в топочной камере 1 продукты сгорания поступают в конвективную шахту 31 и через фестон 48 - в конвективные пучки 42. Охлаждение дымовых газов в конвективной шахте 31 осуществляется главным образом конвективными пучками 42, а также боковыми экранами 35 и задним экраном 34 конвективной шахты 31 и, кроме того, частью заднего экрана 4, являющейся газоплотной перегородкой между топочной камерой 1 и конвективной шахтой 31.
Под конвективной шахтой 31 в золоосадительном бункере 50 из дымовых газов происходит осаждение крупных фракций летучей золы, которая затем с помощью устройства 52 возврата уноса направляется в кипящий слой 17 на дожигание, а дымовые газы через окно 51 удаляются с помощью дымососа.
Масса кипящего слоя 17 и, соответственно, его аэродинамическое сопротивление поддерживаются следующим образом. Для малозольных топлив вынос золы из котла обычно превышает ее поступление в кипящий слой 17 с топливом. В этом случае в кипящий слой 17 добавляется инертная насадка требуемого гранулометрического состава в необходимом количестве, например, через короба 26 ввода топлива в качестве добавки к топливу. При этом устройства 22 вывода шлака включаются в профилактических целях для предотвращения накопления и залегания на воздухораспределительной решетке 18 крупных фракций породы. При сжигании многозольных топлив для предотвращения накопления золы в слое 17 и увеличения его аэродинамического сопротивления задействуются устройства 22 удаления шлака, которые в этом случае работают в базовом автоматическом режиме с производительностью, настроенной на заданное сопротивление кипящего слоя 17.
Таким образом, данное техническое решение позволяет снизить вес водогрейного котла, уменьшить его габариты и повысить эффективность сжигания топлива, то есть КПД котла.