топка парового или водогрейного котла для сжигания высоковлажного растительного топлива с газом или мазутом

Формула изобретения

Топка парового или водогрейного котла для сжигания высоковлажного растительного топлива с газом или мазутом, включающая одну или несколько шахт прямоугольного сечения со стенами из легкосъемной обмуровки, крепящейся на трубах, включенных в циркуляционный контур котла, отделенными от наружной обмуровки полостью, разделенной перегородкой на дутьевые и огневые каналы, отличающаяся тем, что в нижней части каждого из огневых каналов установлены газовые, мазутные или газомазутные горелки, а в нижних рядах легкосъемная обмуровка заменена стабилизаторами горения, выполненными из жаропрочного теплопроводного материала и соприкасающимися с одной стороны с продуктами сгорания в огневых каналах, а с другой стороны с топливом в очаге горения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сжиганию топлива, в частности древесных отходов, включая кору или смеси древесных отходов с бытовыми отходами, и может быть использовано для паровых и водогрейных котлов производственно-отопительных котельных.

Известно топочное устройство для сжигания древесных отходов, в котором по крайней мере одна шахта прямоугольного сечения размещена внутри наружной обмуровки и не менее, чем две параллельных стены шахты образованы трубами, включенными в циркуляционный контур котла, с крепящейся на них натрубной обмуровкой (1). Причем, эти стены шахты отделены от стен наружной обмуровки полостью, разделенной на огневые и дутьевые каналы перегородкой, расположенной выше уровня колосниковой решетки. В такой топке могут успешно сжигаться высоковлажные топлива, например, древесные отходы с влажностью W^р55%. Однако, как показывает опыт, сжигание топлива с низшей теплотой сгорания рабочей массы Q_н^р<7 МДж/кг не обеспечивает устойчивого горения, что приводит к снижению паропроизводительности (тепловой мощности) котла и снижению его КПД.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эффективности топочного устройства при использовании топлива с низшей теплотой сгорания рабочей массы Q_н^р<7 МДж/кг за счет одновременного сжигания высоковлажного топлива и газа или мазута и передачи теплоты от газового или мазутного факела в очаг горения высоковлажного топлива.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в топке парового или водогрейного котла для сжигания высоковлажного растительного топлива с газом или мазутом, содержащей одну или несколько шахт прямоугольного сечения, со стенами из легкосъемной обмуровки, крепящейся на трубах, включенных в циркуляционный контур котла, отделенными от наружной обмуровки полостью, разделенной перегородкой на дутьевые и огневые каналы, в нижней части каждого из огневых каналов установлены газовые, мазутные или газомазутные горелки, а в нижних рядах легкосъемная обмуровка заменена стабилизаторами горения, выполненными из жаропрочного теплопроводного материала, соприкасающимися с одной стороны с продуктами сгорания в огневых каналах, а с другой стороны - с топливом в очаге горения.

На фиг. 1 показан поперечный разрез топки, а на фиг. 2 - план. Топка содержит наружную обмуровку 1, внутри которой размещена одна или несколько шахт 2. Стены шахты 2 образованы трубами 3 и легкосъемной обмуровкой 4. В качестве элементов обмуровки 4 могут быть использованы стандартные огнеупорные изделия, например, шамотный кирпич. В нижней части стен шахты 2 элементы обмуровки замены также крепящимися на трубах 3 стабилизаторами горения 5, 6, 7, выполненными из жаростойкого чугуна или аналогичного теплопроводного материала. Все стабилизаторы горения третьего (считая снизу) ряда 5 имеют форму и размеры элементов легкосъемной обмуровки 4. Половина стабилизаторов горения второго ряда 6 имеют обращенные внутрь шахты ребра. В этом ряду между каждыми двумя стабилизаторами 6 устанавливается стабилизатор 5. В нижнем ряду половина стабилизаторов горения 7 имеет обращенные внутрь шахты ребра, большей, чем у стабилизаторов 6 длины. Они также в ряду разделены стабилизаторами 5, причем ребра стабилизаторов 6 и 7 располагаются не друг над другом, а в шахматном порядке. Пространство между боковыми стенами шахты 2 и наружной обмуровкой 1 разделено перегородкой 8 на огневые 9 и дутьевые 10 каналы. Ниже уровня перегородок 8 размещена плоская неподвижная или механизированная колосниковая решетка 11. Трубы 3 соединены с циркуляционной системой котла нижними 12 и верхними 13 коллекторами. Под колосниковой решеткой 11 расположен зольник 14. Доступ в шахту для растопки и периодической очистки обеспечивается через растопочную дверцу 15, а в зольник через дверцу зольника (не показана). На оси каждого из огневых каналов на уровне четвертого ряда легкосъемной обмуровки 4 установлены газовые, мазутные или газомазутные горелки 16 (фиг. 2). За шахтой и огневыми каналами расположена камера догорания 17, отделенная от газоходов котла перегородкой 18, выполненной из шамотной кладки с окнами, расположенными в шахматном порядке и общей площадью не менее 40% от площади перегородки.

Топка работает следующим образом.

Топливо из расходного бункера поступает в шахту 2 и опускается под действием силы тяжести по мере сгорания. Воздух от дутьевого вентилятора поступает в дутьевые каналы 10, а оттуда в зольник 14 под колосниковую решетку 11 и в нижний ряд окон в стенах шахты 2 поверх колосниковой решетки 11, обеспечивая "встречное дутье" и образуя корытообразное зеркало горения. Продукты сгорания движутся навстречу опускающемуся топливу, осуществляют его интенсивную подсушку и выходят в огневые каналы 9 через окна в стенах шахты 2. Огневые каналы 9 выводят продукты в камеру догорания 17 и через окна в перегородке 18 в газоходы котла. При сжигании высоковлажного топлива включаются в работу газовые, мазутные или газомазутные горелки 16. Теплота от факелов горелок передается в очаг горения стабилизаторами горения 5, 6 и 7, соприкасающимися с одной стороны с продуктами горения газа или мазута в огневых каналах 9, а с другой стороны - с влажным топливом в очаге горения. Ребра стабилизаторов позволяют передать теплоту во внутренние слои топлива в шахте, что улучшает подготовку топлива к горению, а шахматное их расположение служит разрыхлению топлива и создают более благоприятные условия для горения. Тепловая мощность топочного устройства регулируется изменением расхода дутьевого воздуха и расхода газа и мазута и соответствующим изменением производительности дымососа. Топка может работать только на твердом топливе, если теплота сгорания твердого топлива достаточна для обеспечения номинальной производительности котла. При этом отключаются горелки 16. Топка может работать только на газе или мазуте. При этом шахта должна быть полностью заполнена топливом, а вентилятор, подающий воздух в дутьевые каналы 10, отключен.

Источники информации

1. Патент РФ N 2117863, кл. F 23 B 1/02, 1998 г.

2. В. А. Дмитроц, А.Б. Левин, Ю.П. Семенов "Теплотехнический справочник инженера лесного и деревообрабатывающего предприятия, М., МГУЛ, 1999 г., с. 177-184.