Водогрейная котельная установка

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Котельная установка имеет корпус, в котором размещены топочная камера с колосниковой решеткой, камера дожигания и теплообменный блок. В состав стенок корпуса входят верхняя горизонтальная кирпичная стенка, нижняя горизонтальная кирпичная стенка, первая вертикальная внешняя торцовая стенка, вторая вертикальная внешняя торцовая стенка и расположенная в средней части корпуса вертикальная экранирующая стенка, разделяющая полость корпуса на топочную камеру и камеру дожигания и установленная верхней поверхностью с зазором относительно верхней стенки. Установка снабжена устройством для подачи измельченного древесного топлива, выполненным в виде бункера, сужающегося вниз. К нижней части бункера прикреплена верхняя направляющая пластина, которая с нижней направляющей пластиной и боковыми стенками образует канал для прохода топлива из бункера в топочную камеру. К нижней части бункера прикреплена пластина, которая с нижней пластиной и боковыми стенками образует прямоугольный кожух, в котором подвижно смонтирован прямоугольный поршень, соединенный с эксцентричным маховиком. Колосниковая решетка выполнена в виде панели, шарнирно установленной на верхнем конце стойки, нижний конец которой закреплен на нижней стенке, а на панели установлены основные колосники, закрепленные на ней опорами, стержни которых входят в одно из отверстий перемычки колосника. На нижней стенке установлена вертикальная пластина, поддерживающая неподвижный колосник, между которым и экранирующей стенкой установлен поворотный колосник. В топочной камере между первой торцовой стенкой и стойкой панели расположен канал для подсоединения воздуховода подачи воздуха для горения и газификации топлива, а между неподвижным колосником и его вертикальной пластиной расположен канал для подсоединения воздуховода подачи воздуха при дожигании кокса. В камере дожигания расположена форсунка, связанная с воздуховодом для подачи воздуха при дожигании горючих газов. В камере дожигания установлены трубы с циркулирующей водой, связанные с внутренними трубами теплообменного блока. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей котельной установки и позволяет оптимизировать процессы горения топлива и дожигания топочных газов. 3 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике. В частности к водогрейным котельным установкам, работающим на древесном топливе.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой является водогрейная котельная установка, содержащая корпус, образованный продольными кирпичными стенками, в котором размещены топочная камера с колосниковой решеткой, камера дожигания и теплообменный блок (см., например, патент РФ №2263852 по Кл. F24Н 1/44 от 16.4.2004 г.).

Однако известная установка имеет ограниченные функциональные возможности в связи с использованием только одного вида топлива определенной формы. Кроме того, не раскрыт характер действия колосниковой решетки в зависимости от вида топлива, что значительно снижает кпд установки.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая установка, является расширение ее функциональных возможностей благодаря использованию различных видов древесного топлива (щепы, коры, опилок, обрезков древесины), а применение новой колосниковой решетки позволяет оптимизировать процессы горения топлива и дожигания топочных газов, что повышает кпд установки.

Для достижения указанного технического результата в известной водогрейной котельной установке, имеющей корпус, образованный продольными кирпичными стенками, в котором размещены топочная камера с колосниковой решеткой, камера дожигания и теплообменный блок, в состав стенок корпуса входят верхняя горизонтальная кирпичная стенка, нижняя горизонтальная кирпичная стенка, параллельная верхней стенке, первая вертикальная внешняя торцовая кирпичная замыкающая стенка и вторая вертикальная внешняя торцовая стенка со средствами связи с сетью потребителя и параллельная первой торцовой стенке, и расположенная в средней части корпуса вертикальная экранирующая стенка, разделяющая полость корпуса на топочную камеру и камеру дожигания и закрепленную нижней поверхностью на нижней стенке, а верхней поверхностью установленной с зазором относительно верхней стенки, при этом установка снабжена устройством для подачи измельченного древесного топлива (щепы, коры, опилок, обрезков древесины), выполненное в виде расположенного снаружи первой торцевой стенки бункера, сужающегося вниз, верхняя часть которого большего размера служит для загрузки топлива, а к нижней части бункера, прилегающей к этой стенке, прикреплена верхняя направляющая пластина, которая с нижней направляющей пластиной и боковыми стенками образует канал для прохода топлива из бункера в топочную камеру, а к нижней части бункера, удаленной от этой торцевой стенки, прикреплена пластина, которая с нижней пластиной и боковыми стенками образует прямоугольный кожух, в котором подвижно смонтирован прямоугольный поршень, соединенный с эксцентричным маховиком, приводимым от двигателя для принудительной подачи топлива в топочную камеру, а колосниковая решетка, расположенная в этой камере, выполнена в виде панели, шарнирно установленной на верхнем конце стойки, нижний конец которой закреплен на нижней стенке, а на панели установлены основные колосники, закрепленные на опорах, стержни которых входят в одно из отверстий перемычки колосника, на нижней стенке установлена вертикальная пластина, поддерживающая неподвижный колосник, между которым и экранирующей стенкой установлен поворотный колосник, а в топочной камере между первой торцовой стенкой и стойкой панели расположен канал для подсоединения воздуховода подачи воздуха для горения и газификации топлива, а между неподвижным колосником и его вертикальной пластиной расположен канал для подсоединения воздуховода подачи воздуха при дожигании кокса, в камере дожигания расположена форсунка, связанная с воздуховодом для подачи воздуха при дожигании горючих газов, поступающих из топочной камеры в камеру дожигания, в которой установлены трубы с циркулирующей водой, связанные с внутренними трубами теплообменного блока, во внешних трубах которого закреплены средства связи с сетью потребителя, выполненные в виде штуцеров для подачи и приема воды.

На фиг.1 изображен общий вид водогрейной котельной установки (продольный разрез).

На фиг.2 изображен в увеличенном масштабе фрагмент колосниковой решетки.

На фиг.3 изображено сечение А-А фиг.1.

Водогрейная котельная установка содержит корпус, с верхней горизонтальной кирпичной стенкой 1 и нижней горизонтальной кирпичной стенкой 2, которые связаны между собой первой внешней торцовой вертикальной замыкающей кирпичной стенкой 3, и второй внешней торцовой вертикальной кирпичной стенкой 4, со средствами связи с сетью потребителя и продольными вертикальными стенками 5, 6.

На нижней стенке 2 установлена внутренняя экранирующая вертикальная кирпичная стенка 7, параллельная стенкам 3 и 4. Верхняя часть стенки 7 совместно со стенкой 1 ограничивает зазор «а» по всей своей длине. Все стенки выполнены из огнеупорного кирпича и закрыты снаружи металлическими листами. Стенка 7 разделяет полость корпуса на топочную камеру 8 и камеру дожигания 9, к которой примыкает теплообменный блок 10. Снаружи стенки 3 расположено устройство для подачи древесного топлива, например, щепы, коры, опилок, обрезков древесины. Устройство выполнено в виде бункера 11, сужающегося вниз. Верхняя открытая часть бункера большего размера служит для загрузки топлива, а в нижней части бункера со стороны, примыкающей к внутренней поверхности стенки 3, прикреплена верхняя направляющая пластина 12, которая с нижней направляющей пластиной 13 и боковыми пластинами 14 размещена в проеме стенки 3, для образования канала для прохода топлива. К нижней части бункера, удаленной от стенки 3 прикреплена пластина 15, которая с нижней пластиной 13 и боковыми пластинами 14 образует кожух прямоугольного поперечного сечения, в котором подвижно смонтирован прямоугольный поршень 16. Поршень соединен с эксцентричным маховиком 17, приводимым от двигателя 18 для принудительной подачи топлива в топочную камеру. В топочной камере расположена колосниковая решетка, содержащая панель 19, смонтированную с помощью шарнира 20 на стойке 21, на которой она может поворачиваться и фиксироваться в определенном положении с помощью блокирующего устройства. Основные колосники 22 закреплены на панели 19 с помощью опор 23. Стержень 24 каждой опоры может быть установлен в одно из отверстий перемычки колосника. На стенке 2 установлена пластина 25, поддерживающая нижний неподвижный колосник 26. Между стенкой 7 и колосником 26 установлен поворотный колосник 27, перемещаемый ручным приводом. В топочной камере расположен канал 28 для подсоединения воздуховода подачи воздуха для горения и газификации и канал 29 для подсоединения воздуховода для подачи воздуха при дожигании кокса. Канал 29 расположен между пластиной 25, неподвижным колосником 26 и пластиной 30, закрепленной на стенке 2. В камере дожигания 9 установлена форсунка 31, связанная с воздуховодом для подачи воздуха, используемого при дожигании горючих газов, поступающих из топочной камеры, которые перемешиваются с воздухом, закручиваемым форсункой 31. Трубы 32, по которым циркулирует вода, соединены промежуточными трубами 33 с внутренними трубами теплообменного блока 10. На внешних трубах 34 трубами теплообменного блока 10 закреплены средства связи в виде штуцера 35 для подачи нагретой воды в сеть и штуцера 36 для приема воды из сети. Штуцеры расположены на внешней стороне стенки 4. В зоне топочной камеры под поворотным колосником 27 размещен канал 37 для удаления золы. На выходе из теплообменного блока 10 расположен коллектор 38 для сбора и удаления дымовых газов.

Установка работает следующим образом: древесное топливо (щепа, кора, опилки, отходы древесины) загружают в бункер 11. Топливо под действием силы тяжести опускается вниз и поступает в канал для прохода, образованный пластинами 12, 13, 14. Затем включают двигатель 18 привода маховика 17, который осуществляет реверсивное движение поршня 16 с целью принудительной подачи топлива на колосниковую решетку. Время заполнения колосниковой решетки топливом определяется опытным путем. Далее осуществляется розжиг топлива в топочной камере. Топливо постепенно проходит зону сушки, зону горения и газификации и зону дожигания кокса. Пространство топки находится под разрежением. В зоне горения и газификации при температуре 850-950°С образуется генераторный газ (СО, Н₂, СН₄, N₂), который поступает вместе с пиролизными газами через зазор «а» в камеру дожигания, где горючие газы, перемешиваясь с воздухом (коэффициент α=0,3), активно сгорают и обеспечивают нагрев сетевой воды до температуры 115°С. Сетевая вода насосом подается к теплообменному блоку через штуцер 36. В зависимости от вида топлива и его влажности производится регулировка положения основных колосников 22 путем установки отверстий колосников на стержни 24, что приводит к изменению зазора между колосниками и изменению наклона колосников, что позволяет регулировать условия сгорания топлива. При горении и газификации топлива в топочной камере, образующиеся горючие газы поступают в камеру дожигания, где, смешиваясь с воздухом, подаваемым через форсунку 31, полностью сгорают и, проходя через теплообменный блок, нагревают воду, поступающую в сеть потребителя. Дымовые газы после теплообменного блока собираются и удаляются через коллектор 38. Зола, поступающая на колосник 27, удаляется путем его поворота на 90° через канал 37 в перемещаемую емкость.

На установку изготовлен ряд образцов, прошедших опытную проверку и показавших высокие результаты.

Водогрейная котельная установка, имеющая корпус, образованный продольными кирпичными стенками, в котором размещены топочная камера с колосниковой решеткой, камера дожигания и теплообменный блок, отличающаяся тем, что в состав стенок корпуса входят верхняя горизонтальная кирпичная стенка, нижняя горизонтальная кирпичная стенка, параллельная верхней стенке, первая вертикальная внешняя торцовая кирпичная замыкающая стенка и вторая вертикальная внешняя кирпичная торцовая стенка со средствами связи с сетью потребителя и параллельная первой торцовой стенке и расположенная в средней части корпуса вертикальная экранирующая стенка, разделяющая полость корпуса на топочную камеру и камеру дожигания и закрепленная нижней поверхностью на нижней стенке, а верхней поверхностью установленная с зазором относительно верхней стенки, при этом установка снабжена устройством для подачи измельченного древесного топлива (щепы, коры, опилок, обрезков древесины), выполненным в виде расположенного снаружи первой торцевой стенки бункера, сужающегося вниз, верхняя часть которого, большего размера, служит для загрузки топлива, а к нижней части бункера, прилегающей к этой стенке, прикреплена верхняя направляющая пластина, которая с нижней направляющей пластиной и боковыми стенками образует канал для прохода топлива из бункера в топочную камеру, а к нижней части бункера, удаленной от этой торцевой стенки, прикреплена пластина, которая с нижней пластиной и боковыми стенками образует прямоугольный кожух, в котором подвижно смонтирован прямоугольный поршень, соединенный с эксцентричным маховиком, приводимым от двигателя для принудительной подачи топлива в топочную камеру, а колосниковая решетка, расположенная в этой камере, выполнена в виде панели, шарнирно установленной на верхнем конце стойки, нижний конец которой закреплен на нижней стенке, а на панели установлены основные колосники, закрепленные на ней опорами, стержни которых входят в одно из отверстий перемычки колосника, на нижней стенке установлена вертикальная пластина, поддерживающая неподвижный колосник, между которым и экранирующей стенкой установлен поворотный колосник, а в топочной камере между первой торцовой стенкой и стойкой панели расположен канал для подсоединения воздуховода подачи воздуха для горения и газификации топлива, а между неподвижным колосником и его вертикальной пластиной расположен канал для подсоединения воздуховода подачи воздуха при дожигании кокса, в камере дожигания расположена форсунка, связанная с воздуховодом для подачи воздуха при дожигании горючих газов, поступающих из топочной камеры в камеру дожигания, в которой установлены трубы с циркулирующей водой, связанные с внутренними трубами теплообменного блока, во внешних трубах которого закреплены средства связи с сетью потребителя, выполненные в виде штуцеров для подачи и приема воды, установленные на второй торцевой стенке.