Способ управления температурой дымовых газов и устройство для его осуществления



Способ управления температурой дымовых газов и устройство для его осуществления
Способ управления температурой дымовых газов и устройство для его осуществления

 

F23B99/00 - Устройства для сжигания твердого топлива (для одновременного или попеременного сжигания кускового с другим видом топлива F23C 1/00; устройства для сжигания в псевдоожиженном слое F23C 10/00; сжигание низкосортного топлива и мусора F23G; колосниковые решетки F23H; подача твердого топлива в устройства для сжигания F23K; конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; бытовые отопительные устройства F24; котлы центрального отопления F24D; автономные компактные котлы F24H)

Владельцы патента RU 2543371:

Илиодоров Владимир Александрович (RU)

Группа изобретений относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе, и может быть использована для создания отопительных приборов с повышенной эффективностью. Способ управления температурой дымовых газов, в котором изменяют объем входящего воздуха, а в процессе сжигания топлива разделяют дымовые газы на горячий и холодный потоки, изменяют величину горячего потока и объединяют его с холодным потоком. Способ может быть реализован в твердотопливных отопительных приборах прямого (печи), косвенного (котлы) и смешанного нагрева, а также отопительных приборах с верхним горением, верхней загрузкой, газогенераторных и др. Группа изобретений направлена на повышение эффективности твердотопливных отопительных приборов в широком диапазоне производимых тепловых мощностей, за счет стабилизации температуры дымовых газов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Группа изобретений относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе, и может быть использована для создания отопительных приборов с повышенной эффективностью.

Известны отопительные приборы с увеличенной продолжительностью горения (патент США №4230090, Европейский патент №0231424, заявка ФРГ № OS 3602285, патенты РФ №№2001352, 2001353, 2097660, полезная модель РФ №76702). В этих приборах для повышения эффективности сжигания топлива используется принцип его газификации с последующим дожигом горючих газов, а регулировка производимой тепловой мощности осуществляется изменением объема входящего воздуха. Однако при этом одновременно изменяется температура дымовых газов. Это объясняется тем, что для обеспечения нормальной работы дымохода (отсутствие конденсата в трубе и обеспечение устойчивой тяги) на минимальной мощности, отопительный прибор должен обеспечить минимально допустимую температуру дымовых газов, с учетом тепловых потерь в дымоходе. С увеличением производимой тепловой мощности растет и температура дымовых газов, поскольку не все производимое тепло отбирается в отопительном приборе (даже при увеличении теплосъема) и существенная его часть уходит с дымовыми газами, снижая как текущий, так и интегральный КПД. В том числе это связано с ограниченным временем теплообмена горячих дымовых газов с теплообменной поверхностью отопительного прибора. И чем больше разность минимальной и максимальной производимой тепловой мощности, тем выше тепловые потери на мощностях больше минимальной, что снижает интегральный КПД за определенный период времени. Таким образом, отсутствие отдельного механизма управления температурой дымовых газов приводит к существенному снижению эффективности известных твердотопливных отопительных приборов в реальных условиях эксплуатации при изменении производимой тепловой мощности и температуры дымовых газов.

Известен отопительный котел с верхним горением (Евразийский патент №005303 от 10.12.2004 г., патент Литовской республики №5542 от 26.01.2009 г.), выбранный в качестве прототипа, в котором сжигание топлива происходит сверху вниз. В нем также реализуется описанный способ регулировки температуры дымовых газов, путем регулировки объема входящего воздуха. Но при этом одновременно изменяется производимая тепловая мощность. То есть от одного управляющего воздействия в прототипе зависят два параметра. С этим приходится мериться, поскольку этот недостаток присущ всем твердотопливным отопительным приборам, и на практике требуется находить компромисс между допустимым диапазоном изменения тепловой мощности и эффективностью отопительного прибора во всем диапазоне производимых тепловых мощностей. При работе отопительного прибора за отопительный сезон его тепловая мощность будет изменяться в широких пределах, также будет меняться температура дымовых газов и, соответственно, его эффективность, то есть интегральный КПД.

Целью группы изобретений является устранение недостатков прототипа, а именно повышение эффективности твердотопливных отопительных приборов в широком диапазоне производимых тепловых мощностей, за счет стабилизации температуры дымовых газов.

Указанная цель достигается тем, что в способе управления температурой дымовых газов изменяют объем входящего воздуха, а в процессе сжигания топлива разделяют дымовые газы на горячий и холодный потоки, изменяют величину горячего потока и объединяют его с холодным потоком.

Другая цель группы изобретений - предложить вариант устройства, реализующего предлагаемый способ управления температурой дымовых газов в твердотопливных отопительных приборах.

Указанная цель достигается тем, что устройство управления температурой дымовых газов содержит верхний и нижний патрубки для отвода дымовых газов, соединенную с ними дымовую трубу, которая верхним концом подсоединена в дымоходу, а нижний ее конец заглушен съемной крышкой, заслонку, размещаемую в верхнем патрубке и соединенную через привод с терморегулятором, установленным на верхнем патрубке.

Сущность изобретения поясняется на примере устройства управления температурой дымовых газов, приведенного на фиг.1, 2. На фиг.1 показан вид сверху на часть отопительного прибора и устройство управления температурой дымовых газов, а на фиг.2 - вид сбоку. На фиг.1, 2 обозначена: 1 - верхний патрубок для отвода дымовых газов, 2 - нижний патрубок для отвода дымовых газов, 3 - дымовая труба, 4 - заслонка, 5 - привод заслонки, 6 - терморегулятор, 7 - корпус отопительного прибора.

Устройство управления температурой дымовых газов может быть использовано в различных, преимущественно твердотопливных, отопительных приборах (котлы и печи), в том числе с верхним горением, с верхней загрузкой, газогенераторных и др.

Верхний 1 и нижний 2 патрубки, дымовая труба 3 и заслонка 4 изготавливаются из металла с необходимой для подобного рода изделий прочностью. К жаропрочности указанных элементов высоких требований не предъявляется за исключением верхнего патрубка и заслонки, жаропрочность которых должна выбираться несколько выше (до нескольких сотен градусов). Привод 5 выполняется в виде шарнирного соединения с тягами, соединяющего заслонку 4 и терморегулятор 6. Привод 5 выполняется регулируемым по длине и начальному углу поворота заслонки, для обеспечения возможности настройки устройства регулировки на требуемую температуру дымовых газов и диапазон ее изменения, в зависимости от теплотехнических свойств используемого дымохода и диапазона изменения тепловой мощности отопительного прибора. Терморегулятор 6 может быть выполнен, например, из биметаллической пластины, огибающей патрубок 1 и закрепляемой другим концом на нем.

Работает устройство управления температурой дымовых газов следующим образом. При розжиге отопительного прибора 7 заслонка 4 находится в открытом положении, поскольку в трубе находится холодный воздух и терморегулятор занимает соответствующее этой температуре положение. По мере увеличения производимой тепловой мощности отопительным прибором 7 через верхний патрубок 1 начинают проходить все более горячие дымовые газы, которые нагревают его и расположенный на нем терморегулятор 6. Терморегулятор 6 отклоняется на угол, соответствующий температуре патрубка 1, и с помощью привода 5 прикрывает заслонку 4. При этом за счет тяги в дымоходе на величину уменьшения потока дымовых газов через верхний патрубок увеличивается поток остывших дымовых газов через нижний патрубок, поскольку в нижнюю часть отопительного прибора опускаются остывающие дымовые газы. При постоянной производимой тепловой мощности тепловым прибором 7 заслонка устанавливается в положение, обеспечивающее соотношение горячего и холодного потоков дымовых газов, соответствующее заданной температуре дымовых газов в дымоходе. При изменении производимой тепловой мощности отопительным прибором 7 изменяется температура дымовых газов в верхнем патрубке 1. В зависимости от направления изменения температуры заслонка 4 изменяет свое положение, изменяя соотношение горячего и холодного потоков дымовых газов, сохраняя в небольших пределах заданную температуру в дымоходе. Следствием того, что поток горячих газов через верхний патрубок ограничен, внутри камеры сгорания горячие дымовые газы большее время контактируют с теплообменной поверхностью отопительного прибора, отдавая ей свою тепловую энергию, а остыв, опускаются в нижнюю часть корпуса отопительного прибора. Тем самым обеспечивается максимально возможное извлечение тепловой энергии, генерируемой в отопительном приборе в широком диапазоне тепловых мощностей. При этом достигается существенное повышение эффективности отопительного прибора, особенно при работе на средних и больших тепловых мощностях. Так, например, при возрастании температуры дымовых газов со 140° до 350°C (при коэффициенте избытка воздуха ~2,5) тепловые потери возрастают примерно с 11% до 31%. То есть текущий КПД, в этом случае, не превышает 69%. А поскольку, как правило, подавляющую часть времени отопительные приборы работают на мощностях больше минимальной, то при использовании в них предлагаемого способа управления температурой дымовых газов экономия топлива может достигать десятков процентов. Тем самым обеспечивается повышение эффективности твердотопливных отопительных приборов в широком диапазоне производимых тепловых мощностей, за счет стабилизации температуры дымовых газов на минимально допустимом уровне.

Уровень разработки находится в стадии изготовления опытного образца печи длительного горения для более точных оценок степени повышения ее эффективности, в различных условиях эксплуатации.

1. Способ управления температурой дымовых газов, в котором изменяют объем входящего воздуха, отличающийся тем, что в процессе сжигания топлива разделяют дымовые газы на горячий и холодный потоки, изменяют величину горячего потока и объединяют его с холодным потоком.

2. Устройство управления температурой дымовых газов содержит патрубок для отвода дымовых газов из корпуса отопительного прибора, отличающееся тем, что включает второй патрубок для отвода дымовых газов, расположенный в нижней части корпуса отопительного прибора, дымовую трубу, к которой подсоединены нижний и верхний патрубки и дымоход, в верхнем патрубке установлена заслонка, связанная через привод с терморегулятором, размещаемым на верхнем патрубке, при этом нижний конец дымовой трубы заглушен съемной крышкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для обогрева бытовых и производственных помещений, в частности к конструкциям дымоходов печей. Дымоход-теплообменник содержит полый корпус с входным и выходным патрубками, внутри которого установлено тормозное устройство для торможения дымовых газов и теплообмена, причем тормозное устройство выполнено в виде заслонок с вырезами, при этом заслонки установлены внутри корпуса и закреплены на поперечных осях с возможностью поворота так, что в положении, когда заслонки расположены поперек корпуса, их вырезы образуют зигзагообразный газоход, а на осях снаружи корпуса закреплены рычаги, свободные концы которых с помощью шарниров соединены с общей штангой для установки заслонок в заданное положение.

Изобретение относится к области колпаков для дымоходов. Технический результат: создание пониженного давления в канале дымохода, снижение количества выбросов.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для утилизации тепловых отходов, в частности для утилизации дымовых газов. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для удаления загрязненных газов в местах скопления автомобильного транспорта и значительного пылевыделения, например в карьерах для добычи полезных ископаемых или на загазованных участках городских улиц.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для утилизации тепловых отходов, в частности для утилизации дымовых газов. .
Изобретение относится к области воздухоплавания. .

Изобретение относится к теплоэнергетическим устройствам и, в частности, к устройствам для нагрева воздуха, предназначенным для использования в системах воздушного отопления бытовых и производственных помещений и обеспечивает улучшение теплотехнических и гидродинамических характеристик, а также увеличение КПД теплогенератора.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах, сжигающих пыль твердого топлива со сбросом зологазовых отходов через дымовую трубу в атмосферу.

Изобретение относится к бытовым отопительным приборам, работающим на твердом топливе, в частности к устройствам для отвода дымовых газов - дымоходам. .

Изобретение относится к устройствам для отвода дымовых газов из отопительных печей и может быть использовано для упрощения технологии изготовления вертикальных дымоходов.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Способ интенсификации процесса сжигания низкореакционного угля в котлах ТЭС включает воспламенение и горение пылеугольного низкореакционного топлива, при вводе в процесс горения водной эмульсии с нанодобавкой в виде растворимого таунита.

Изобретение относится к области многокамерных печей для обжига углеродистых блоков. Способ регулирования печи (1) заключается в том, что зона естественного предварительного нагревания разделена на по меньшей мере одну первую зону (Z1) естественного предварительного нагревания, располагающуюся на некотором первом расстоянии от устройства нагревания, и одну вторую зону (Z2) естественного предварительного нагревания, располагающуюся на некотором втором расстоянии от устройства нагревания, причем упомянутое первое расстояние превышает упомянутое второе расстояние, и в котором изменяют потоки газов, циркулирующих в полых перегородках, таким образом, чтобы контролировать газовые потоки (30, 31), проходящие через первую зону (Z1) естественного предварительного нагревания, на основе газовых потоков (31), выходящих из второй зоны (Z2) естественного предварительного нагревания, для того, чтобы регулировать повышение температуры перегородок и анодов в первой зоне (Z1) естественного предварительного нагревания и контролировать положение фронта дегазации.

Изобретение относится к конструкции газогенераторов прямого процесса и может быть использовано для получения генераторного газа при сжигании твердого топлива. Газогенератор содержит размещенную в корпусе кольцеобразную камеру газификации, топку и расположенную внутри неё колосниковую решетку, выполненную с возможностью вращательного движения, в верхней части корпуса выполнен патрубок для отвода генераторного газа и загрузочный отсек, расположенный вдоль вертикальной оси корпуса, под загрузочным отсеком расположена топка, а в нижней части корпуса размещен воздухозаборник, колосниковая решетка выполнена куполообразной формы с возможностью дополнительного поступательного движения, кольцеобразная камера газификации выполнена с наружной и внутренней стенками и расположена вокруг загрузочного отсека, причем в верхней части камеры газификации стенки замкнуты, а в нижней части камеры газификации ее внутренняя стенка соединена со стенкой загрузочного отсека, а наружная стенка соединена со стенкой воздухозаборника, камера выполнена с возможностью ее охлаждения, а патрубок для отвода генераторного газа присоединен к устройству для вытяжки генераторного газа.

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов с получением в качестве конечного продукта синтез-газа. Способ разрушения углеродо- и азотосодержащего сырья включает подачу углеродо- и азотосодержащего сырья в цилиндрический корпус, нагревание его, создание разрежения во внутренней полости корпуса, вывод газа и выгрузку зольного остатка.
Изобретение относится к топливно-энергетической промышленности и может быть использовано при утилизации отходов обогащения каменного угля. Способ сжигания водоугольной и породной смеси включает нагрев ее до температуры воспламенения от внешнего источника.

Изобретение относится к средствам переработки и уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов, в которых содержатся фрагменты с углеродсодержащими веществами.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, в частности для получения генераторного газа. Прямоточный газификатор содержит топливный бункер (14) для хранения топлива, подлежащего газификации, верхнее перекрытие (16а), образующее днище топливного бункера, один газификационный отсек (20) для газификации топлива, расположенный под верхним перекрытием, и средства для проведения газифицирующего воздуха в газификационный отсек.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в пылеугольных котлах. Способ сжигания топлива заключается в подаче топлива в топку, розжиге топлива, подаче воздуха в топку, дожигании топлива с дополнительной подачей воздуха с использованием накопителя тепловой энергии, отборе тепловой энергии; при этом направление газов от сгоревшего топлива осуществляют по восходящему лабиринтному газоходу, в наклонной части которого газы с не полностью сгоревшими частицами топлива пропускают вдоль керамических блоков накопителя тепловой энергии и дожигают, при этом подачу воздуха на дожигание топлива осуществляют при подходе потока газов с несгоревшим полностью топливом к накопителю тепловой энергии.

Изобретение относится к устройствам для сжигания древесных отходов переработки древесной биомассы и может найти применение в теплоэнергетике. Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой содержит разделенную арочным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, устройства позонного ввода первичного воздуха под колосниковую решетку и вторичного воздуха в надслоевой объем через сопла, расположенные на боковых стенах в одной вертикальной плоскости, и камеру дожигания и охлаждения, соединенную с камерной сгорания выходным окном, расположенным над конечным участком первой зоны колосниковой решетки.

Изобретение относится к энергетике. Горелочное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой и непосредственно соединенного с бачком-испарителем, нижняя поверхность которого служит верхней поверхностью камеры газогенерации.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в котельных установках. Способ двухступенчатого сжигания твердого топлива включает заполнение топки твердым кусковым топливом, подачу окислителя в топку через колосники, расположенные внизу топки, причем в рабочем режиме через колосники подается недостаточное для полного окисления кускового топлива количество окислителя, дожигание образовавшихся газов вне указанной топки с участием дополнительной подачи окислителя, передачу тепла от сжигания теплообменной системе с трубчатыми теплообменниками с жидким теплоносителем, отвод дымовых газов. Боковые поверхности топки образованы трубчатыми теплообменниками, установленными с промежутками, а между теплообменниками и корпусом печи расположена камера сбора пиролизных газов. Технический результат - повышение энергоэффективности, надежности, долговечности и повышение удельного выхода тепловой энергии по отношению к объему и весу топки. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх