Устройство водогрейной установки для полного сжигания отходов тонкоизмельченной древесины

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, получения горячей воды путем полного сжигания твердого топлива, в том числе отходов тонкоизмельченной древесины, в устройстве водогрейной установки, применение которого перспективно на деревоперерабатывающих предприятиях, в лесном и сельском хозяйствах. Технический результат: достижение полноты сгорания отходов древесины с влажностью до 50%, увеличение массы загружаемого топлива и длительности непрерывного горения. Устройство содержит металлическую водяную оболочку с трубами для отвода и подвода воды с теплоизоляцией и металлическим чехлом, камеру сгорания с люком для загрузки и розжига твердого топлива, отделенный от камеры сгорания колосниковой решеткой зольник с люком для подачи воздуха и удаления шлака, отходящий вверх от зольника теплообменник с люками для чистки; металлическую дымоотводящую трубу, размещенную над водяной оболочкой и присоединенную к теплообменнику; расширительный бак с краном и контактным термометром, отходящие от дна чехла опорные сани. Сущность изобретения состоит в том, что устройство имеет металлический бункер с люком, расположенный внутри водяной оболочки и присоединенный сужением сверху к камере сгорания; дозатор для загрузки твердого тонкоизмельченного топлива, присоединенный к люку бункера; две колосниковые решетки, площадь одной из которых равна половине другой и теплообменную трубу с крышкой, установленные внутри бункера; соединительную коробку, расположенную над водяной оболочкой и присоединенную к верхнему окончанию теплообменника, с отходящими от нее дымоотводящими трубами, присоединенными к люку бункера и смолосборнику, к которому присоединен дымосос с дымовыводящей трубой. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, получения горячей воды путем полного сжигания твердого топлива, в том числе отходов тонкоизмельченной древесины, в устройстве водогрейной установки, применение которого перспективно на деревоперерабатывающих предприятиях, в лесном и сельском хозяйствах.

Известно [Павлов И.И., Федоров М.Н. Котельные установки и тепловые сети. - М.: Стройиздат, 1977, с.34, 113, 114, рис. IУ - 24, с. 115, 170, 171, 142, 143] устройство водогрейной установки для сжигания отходов тонкоизмельченной древесины, содержащее металлическую водяную оболочку с трубами для подвода и отвода воды, окруженную теплоизоляцией и металлическим чехлом, внутри которой расположены камера сгорания с люком для загрузки и розжига твердого топлива, отходящий вниз и отделенный от нее колосниковой решеткой зольник с люком для удаления шлака.

Недостатками известного устройства являются неполное сгорание отходов тонкозмельченной древесины, сопровождающееся выбросом в атмосферу экологически вредных веществ (сажа, пары смолы), и ограниченное, небольшое время (2-3 ч) непрерывного процесса горения, что требует периодической загрузки топлива в камеру сгорания.

Технический результат изобретения состоит в достижении полноты сгорания отходов тонкоизмельченной древесины (опил, стружка, щепа) с влажностью до 50%, увеличении массы загружаемого в устройство топлива и длительности процесса непрерывного горения, более эффективном использовании выделяемого при горении тепла для нагрева воды в устройстве водогрейной установки и улавливании образующихся экологически вредных веществ.

Для достижения указанного технического результата устройство содержит металлическую водяную оболочку с трубами для подвода и отвода воды, окруженную теплоизоляцией и металлическим чехлом, внутри которой расположены металлическая камера сгорания с люком для загрузки и розжига твердого топлива, отходящий вниз и отделенный от нее колосниковой решеткой металлический зольник с люком для подачи атмосферного воздуха и удаления шлака, отходящий вверх от зольника металлический теплообменник с люками для чистки от остатков твердого продукта; металлическую дымоотводящую трубу, расположенную над водяной оболочкой и присоединенную к теплообменнику; расширительный бак с краном и контактным термометром, расположенный над водяной оболочкой и присоединенный к трубе для отвода воды; отходящие от дна чела опорные сани.

Для достижения указанного технического результата устройство дополнительно содержит металлический бункер в виде прямоугольной формы с люком, расположенный внутри водяной оболочки и присоединенный сужением сверху к камере сгорания; дозатор для загрузки твердого тонкоизмельченного топлива, присоединенный к люку бункера; две колосниковые решетки, площадь одной из которых равна половине другой, и теплообменную дымоотводящую трубу с крышкой, установленные внутри бункера; соединительную коробку, расположенную сверху над водяной оболочкой и присоединенную к верхнему окончанию теплообменника, с отходящими от нее дымоотводящими трубами, присоединенными к люку бункера и смолосборнику, к которому присоединен дымосос с дымовыводящей трубой.

На чертеже схематично изображено устройство водогрейной установки для полного сжигания отходов тонкоизмельченной древесины.

Устройство водогрейной установки для полного сжигания отходов тонкоизмельченной древесины содержит водогрейный котел с опорными санями 1 из металлической трубы, отходящими от дна чехла 11; дозатор 22 для загрузки твердого тонкоизмельченного топлива, присоединенный к люку 19 бункера 28; расширительный бак 17 с краном 16 и контактным термометром 20, расположенный над водяной оболочкой 13 и присоединенный к трубе для отвода воды 15; смолосборник 36 и дымосос 37, присоединенные последовательно к дымоотводящей трубе 35.

Водогрейный котел включает металлическую водяную оболочку 13 с трубами для подвода и отвода воды 32, 15, окруженную теплоизоляцией (стекловата) 12 и металлическим чехлом 11 из оцинкованной листовой стали, внутри которой расположены металлическая камера сгорания 6 с люком 5 для загрузки и розжига твердого топлива (дрова), отходящий вниз и отделенный от нее колосниковой решеткой 30 металлический зольник 4 с люком 3 для подачи атмосферного воздуха и удаления шлака, металлический бункер 28 с люком 19, присоединенный сужением 9 сверху к камере сгорания 6, отходящий вверх от зольника 4 N-образный металлический теплообменник 31 с люками 29 для чистки от остатков твердого продукта. Для прочности конструкции к камере сгорания 6 и бункеру 28 приварены с боков четыре опоры 8 из металлического уголка. Сверху чехол 11 закрыт уплотнительной металлической крышкой 18.

Внутри бункера 28 в области сужения 9 установлены горизонтально две чугунные колосниковые решетки 7, 10 и вертикально теплообменная дымоотводящая труба 14 с крышкой и ручкой.

Устройство работает следующим образом.

Трубы для подвода и отвода воды 32, 15 присоединяются к водяной обогревательной системе, например, лесосушильной камере и др. Кран 16 расширительного бака 17, служащего для сбрасывания избыточного водяного давления, находится в открытом положении. Техническая вода подается в трубу 32, поднимается до верха водяной оболочки 13 и по трубе 15 поступает в водяную обогревательную систему. Проходя через нее, вода вновь поступает в водяную оболочку 13 снизу по трубе 32 и таким образом повторяется по циклу.

Через дозатор 22 при открытом шибере 21 люк 19 бункер 28 загружается на весь объем до колосниковой решетки 10 или при отсутствии ее до колосниковой решетки 7 отходами тонкоизмельченной древесины. Открывается крышка теплообменной дымоотводящей трубы 14. Открываются люки 3,5 зольника 4 и камеры сгорания 6. Через люк 5 в камеру сгорания 6 загружаются и разжигаются подсушенные дрова. Если в бункер 28 загружено влажное твердое топливо, то производится предварительная сушка. Шиберы 23, 34 открываются, а шибер 21 закрывается. Выделяемое тепло при горении дров в камере сгорания 6 поступает в бункер 28 для осушки топлива. Образующиеся при горении дым и водяной пар выходят по трубке 14, люку 19, соединительной коробке 25 и трубе 33 наружу в атмосферу. По окончании процесса сушки в электросеть включается дымосос 37. Затем открываются шиберы 21, 27, а закрываются шибер 34, люки 3, 5, 23.

Атмосферный воздух подается в устройство принудительно при помощи дымососа 37 через люк 19, трубу 14 с открытой крышкой в камеру сгорания 6.

Процесс горения твердого тонкоизмельченного топлива начинается над колосниковой решеткой 10 или при ее отсутствии над колосниковой решеткой 7 и направлен сверху вниз в область камеры сгорания 6. Выносимые через решетку 7 или 10 горящие частички догорают на решетке 30, а длина пламени и искр гасятся о дно зольника. Нагретые газообразные продукты сгорания выводятся по N-образному теплообменнику 31, который передает тепло водяной оболочке 13. Далее охлажденные газообразные продукты поступают в соединительную коробку 25, дымоотводящую трубу 35, смолосборник 36 и по трубе 38 выводятся в атмосферу. В смолосборнике 36 улавливаются побочные продукты сгорания - смола, вода, сажа, возможные оксиды азота и др.

На контактном термометре Бекмана 20 устанавливается задаваемая температура нагрева воды в оболочке 13, например в пределах 80-100^oC. При достижении заданной температуры срабатывает датчик контактного термометра 20 и дымосос 37 уменьшает скорость подачи атмосферного воздуха в устройство или отключается от электросети.

После окончания непрерывной работы устройства периодически производится чистка зольника 4, камеры сгорания 6, бункера 28, труб 14, 26, 33, 35, 38, коробки 25, смолосборника 36, дымососа 37.

Формула изобретения

Устройство водогрейной установки для полного сжигания отходов тонкоизмельченной древесины, содержащее металлическую водяную оболочку с трубами для подвода и отвода воды, окруженную теплоизоляцией и металлическим чехлом, внутри которой расположены металлическая камера сгорания с люком для загрузки и розжига твердого топлива, отходящий вниз и отделенный от нее колосниковой решеткой металлический зольник с люком для подачи атмосферного воздуха и удаления шлака, отходящий вверх от зольника металлический теплообменник с люками для чистки от остатков твердого продукта; металлическую дымоотводящую трубу, расположенную над водяной оболочкой и присоединенную к теплообменнику, расширительный бак с краном и контактным термометром, расположенный над водяной оболочкой и присоединенный к трубе для отвода воды, отходящие от дна чехла опорные сани, отличающееся тем, что оно снабжено металлическим бункером с люком, расположенным внутри водяной оболочки и присоединенным сужением сверху к камере сгорания; дозатором для загрузки твердого тонкоизмельченного топлива, присоединенным к люку бункера, двумя колосниковыми решетками, площадь одной из которых равна половине другой и теплообменной трубой с крышкой, установленными внутри бункера; соединительной коробкой, расположенной над водяной оболочкой и присоединенной к верхнему окончанию теплообменника, с отходящими от нее дымоотводящими трубами, присоединенными к люку бункера и смолосборнику, к которому присоединен дымосос с дымовыводящей трубой.

РИСУНКИ

Рисунок 1