колосниковая решетка для сжигания забалластированных твердых топлив и горючих отходов

Формула изобретения

КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЗАБАЛЛАСТИРОВАННЫХ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ И ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ, состоящая из подвижных и неподвижных несущих рам, рядов подвижных и неподвижных колосников, механизмов перемещения подвижных рам, системы удаления механического недожога, отличающаяся тем, что для повышения качества сжигания топлива, рабочая часть спинки каждого колосника выполнена вогнутой, причем радиус кривизны у соседних в ряду колосников различный, а подвижные рамы для крепления колосников имеют механизм дискретного или постоянного перемещения их в вертикальном направлении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для теплоэнергетики и может быть использовано в топках котлов и печей для сжигания углей с высокой влажностью и зольностью, а также на предприятиях коммунального хозяйства для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов.

Известны многие виды и типы колосниковых решеток для сжигания углей ухудшенного качества и твердых бытовых отходов. Основными элементами этих решеток являются подвижные или неподвижные колосники (а также их комбинация), которые установлены на несущих конструкциях (например рамные), приводы для подвижных колосников, системы подачи воздуха и удаления возможного провала топлива. В ряде источников [1, 2] делается обзор конструкций этих колосниковых решеток. Для всех этих типов решеток характерны общие недостатки. Отсутствует возможность иметь широкую гамму эффективных режимов сжигания при изменении морфологического состава горючих отходов и влажности и зольности твердых топлив, т. к. отсутствуют в системах решеток регулирующие устройства, а если они и есть то имеют узкий диапазон регулирования. При работе с топливами и отходами склонным к образованию шлаковых корок на поверхности необходимо для эффективности сжигания иметь сложную траекторию движения центра тяжести колосника, что отсутствует у рассматриваемых колосниковых систем (решеток).

Наиболее близкой к заявляемой конструкции по своим параметрам можно признать решетки Ломшакова-Круль [3] . Эти решетки успешно эксплуатировались при сжигании эстонских сланцев. В них имеются группы подвижных и неподвижных колосников, которые объединены в секции с независимым приводом, имеются системы удаления провала. В отличие от ранее рассмотренных конструкций обеспечивается отличное от прямолинейного движения центра тяжести колосника. Однако этим решеткам присущи следующие недостатки: для увеличения гидравлического сопротивления решетки колосники имеют сотовую конструкцию ячеек, в которые производится засыпка гравия, появляется необходимость замены инертного материала; колосник при своем движении имеет траекторию, состоящую из двух отрезков прямой с различным угловым коэффициентом, изменить эту траекторию движения практически невозможно; колосники решетки не устраняют возможности их заклинивания шлаком и металлом.

Цель изобретения - повысить эффективность сжигания сильнобалластированных твердых топлив и горючих отходов за счет интенсивного и регулируемого ворошения слоя и стабилизации очагов нижнего зажигания.

Поставленная цель достигается тем, что колосниковая решетка имеет подвижные и неподвижные колосники со специальной формой рабочей части стенки, за счет чего обеспечивается определенная траектория движения подвижного колосника (центра тяжести) для обеспечения гарантированных зазоров между колосниками. Рабочая поверхность спинки неподвижных колосников ряда различна, и вследствие этого подвижные колосники имеют возможность взаимного вертикального перемещения, а смещенный центр тяжести обеспечивает плотное прилегание носика подвижного колосника к рабочей поверхности. Для группы подвижных колосников, которые закрепляются на несущей конструкции, предусматривается установка секционного устройства дискретного или непрерывного действия для вертикального перемещения. Вследствие этого изменяется шуровочный эффект и траектория движения центра тяжести подвижных колосников. Для стабилизации источников нижнего зажигания высота сопел для выпуска воздуха в слой из головки колосника связана с высотой слоя на каждом участке решетки уравнением одной из трансцендентных функций. Это позволяет оптимизировать соотношение топливо-воздух и обеспечить работу решетки с минимально допустимыми значениями коэффициента избытка воздуха. Это обеспечивает минимальные потери тепла с уходящими газами, самую главную составляющую всех тепловых потерь.

На чертеже представлена схема колосниковой решетки.

Решетка состоит из неподвижной рамы 1, выполненной из стальных прокатных элементов, на боковых поверхностях которой имеются прорези для прохода осей подвижной 2. Подвижная рама также выполнена из стальных профилей и вложена внутрь неподвижной рамы. Неподвижные колосники 3 опираются своими носами на спинки подвижных колосников 4. Как подвижные, так и неподвижные колосники могут быть изготовлены из легированных сталей или жаростойкого чугуна. Центр тяжести любого колосника существенно смещен к головной его части (лобовине), при этом обеспечивается плотность прилегания предыдущего колосника к последующему. Профиль спинки колосников выполнен по уравнению поверхности с гарантированной отрицательной кривизной (вогнутой). Механизм перемещения подвижной рамы в горизонтальном направлении 5 может иметь различное конструктивное оформление (реечный, храповый и т. д. ) с приводом от гидравлического, электрического или другого преобразователя энергии. Для удаления возможного провала установлены золовые затворы 6. Крепление колосников к осям подвижных или неподвижных рам осуществляется с помощью узлов крепления 7, которые позволяют колосникам поворачиваться на некоторый угол вокруг оси. Механизм 8 вертикального перемещения подвижной решетки может быть внешнего или внутреннего исполнения при различном конструктивном оформлении (гидравлический или пневматический домкрат, винтовой механизм). В конструкции подвижной рамы для обеспечения движения подвижных колосников можно использовать как эффект скольжения ее внутри неподвижной, так и качения. В лобовой части колосника для прохода воздуха из-под решеточного полотна имеются щели 9 с высотой Н₂ лобовой части колосника. Для обеспечения различной кривизны соседних неподвижных колосников на их поверхности установлены наварные или накладные пластины 10.

Решетка работает следующим образом: материал (топливо или отходы) поступают на первый ряд колосников (подвижных или неподвижных) 3 образует равномерный слой. За счет движения подвижной группы колосников и небольшого угла наклона решетки (8-15^о) слой приобретает подвижность и движется в направлении наклона решетки. За счет того, что спинка неподвижного колосника вогнутая, при движении по ней подвижный колосник имеет вертикальную и горизонтальную составляющие вектора скорости. Поэтому и общее усилие на слой также слагается из движущего (вдоль решетки) и усилия для улучшения шуровки слоя. Величина рабочего хода устанавливается конечными выключателями (Н₁) или другими элементами, блокирующими движение датчиками. При применении гидропривода скорость перемещения подвижной рамы 2 с колосниками регулируется производительностью гидромотора. При электрическом приводе это происходит за счет изменения частоты вращения двигателя или редуктора. Колосник 4 своей лобовой частью перемещает топливо (очаговые остатки) в направлении движения. За счет того, что центр тяжести колосника расположен в нижней части его лобовины, обеспечивается достаточно плотное прилегание одного ряда колосников к другому, а за счет разной кривизны рабочих поверхностей неподвижных колосников 10 обеспечивается взаимное перемещение подвижных колосников одного ряда в вертикальной плоскости для очистки технологических и тепловых зазоров между ними. Воздух, необходимый для горения, подается в подрешеточное пространство, а затем через боковые и лобовые сопла (щели) 9 в колосниках выпускается в слой.

Специальным механизмом перемещения 8 вся несущая конструкция ряда и группы рядов подвижных колосников может перемещаться вертикально. При этом меняется траектория движения подвижного колосника, а это изменяет шуровочный эффект решетки. За счет различных величин и частот рабочих ходов подвижных колосников, угла установки подвижных колосников можно отрегулировать сжигание.