автоматический топочный агрегат для сжигания древесных отходов

Формула изобретения

Автоматический топочный агрегат для сжигания древесных отходов, содержащий топку с крышкой, боковые и торцевые стенки топки, образованные с внутренней стороны охлаждающей рубашкой, выполненной в виде прямоугольных труб, систему подачи воздуха, которая включает дутьевой вентилятор, установленный на крышке топки, и клапан, предназначенный для регулирования подачи воздуха и управления за процессом горения топлива, при этом в крышке выполнены воздушные каналы и она снабжена водяной рубашкой, а открывание и закрывание крышки осуществляется гидроцилиндрами, кроме того, топочный агрегат содержит золосборник, систему золоудаления, состоящую из полутрубы диаметром более 500 мм, установленной в нижней части топки и перекрытой колосниковой решеткой, и содержащую вентилятор высокого давления и отсасывающий вентилятор с циклоном, днище топки выполнено с наклоном для ссыпания золы в золосборник и окучивания топлива, наружные стенки топки обшиваются листовым металлом, а пространство между внутренними и наружными стенками теплоизолируется песком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к топочным устройствам для сжигания древесных отходов и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, особенно в лесной и деревообрабатывающей промышленности, где имеются большие запасы этого топлива.

Известно топочное устройство для сжигания древесных отходов, содержащее разделенные зажимающей решеткой камеру сгорания, снабженную устройствами подачи первичного и вторичного воздуха, устройством подачи топлива в виде рукавов каскадно - лоткового типа, фронтовой наклонной стенкой, выполненной из труб, включенных в контур циркуляции котла, в нижней части дополнительным пережимом и колосниками, образующими решетчатое дно, и камеру дожигания, с устройствами подачи вторичного воздуха (см. патент Российской Федерации №2220371, МПК F 23 D 5/04, 2003).

Однако данное устройство имеет сложную конструкцию (наличие камер сгорания и дожигания), требует больших трудозатрат для предварительного измельчения древесных отходов, что значительно снижает эффективность работы.

Задачей изобретения является упрощение конструкции топочного агрегата и технологии сжигания древесных отходов без предварительного измельчения, повышение эффективности работы и снижение расходов, связанных со строительством и эксплуатацией, за счет установки топочного агрегата на открытом воздухе (специальное помещение не требуется).

Задача решается тем, что автоматический топочный агрегат для сжигания древесных отходов содержит топку с крышкой, боковые и торцевые стенки топки, образованные с внутренней стороны охлаждающей рубашкой, выполненной в виде прямоугольных труб, систему подачи воздуха, которая включает дутьевой вентилятор, установленный на крышке топки, и клапан, предназначенный для регулирования подачи воздуха и управления за процессом горения топлива, при этом в крышке выполнены воздушные каналы и она снабжена водяной рубашкой, а открывание и закрывание крышки осуществляется гидроцилиндрами, кроме того, топочный агрегат содержит золосборник, систему золоудаления, состоящую из полутрубы диаметром более 500 мм, установленной в нижней части топки и перекрытой колосниковой решеткой, и содержащую вентилятор высокого давления и отсасывающий вентилятор с циклоном, днище топки выполнено с наклоном для ссыпания золы в золосборник и окучивания топлива, наружные стенки топки обшиваются листовым металлом, а пространство между внутренними наружными стенками теплоизолируется песком.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где схематично изображен автоматический топочный агрегат для сжигания древесных отходов.

Автоматический топочный агрегат для сжигания древесных отходов содержит котел 1, газоходный канал 2, топку 3 и крышку 4, систему золоудаления 5 и систему подачи воздуха. Газоходный канал 2 предназначен для подачи и распределения при помощи клапанов топочных газов. Газоходный канал 2 имеет прямоугольное поперечное сечение и снаружи изолирован слоем шлака или другими теплоизолирующими материалами. Внутри газоходного канала 2 в зависимости от количества котлов 1 устанавливаются клапаны, изготовленные из жаропрочной стали. Газоходный канал 2 имеет единую с топкой 3 водяную рубашку, включенную в систему отопления при помощи задвижек. Газоходный канал 2 расположен внутри воздушного канала 7.

Топка 3 состоит из каркаса, сваренного из швеллера, и имеет длину, соответствующую для сжигания длинных древесных отходов, например, горбылей. Днище топки 3 выполнено с наклоном к центру для ссыпания золы в золосборник и окучивания топлива (отходов). Днище перекрыто стальным листом, а под листом набивается глина или песок для теплоизоляции. Поверх днища к стойкам и ребрам каркаса привариваются отрезки рельсов, которые принимают ударную нагрузку во время загрузки отходов погрузчиком. Отрезки рельсов между собой соединены продольными полосами металла для задержки части золы и создания теплоизоляционного слоя. Боковые и торцовые стенки топки 3 с внутренней стороны образует охлаждающая рубашка, выполненная в виде прямоугольных труб и полосового металла, которые закреплены на стойках каркаса. Наружные стенки обшиваются листовым металлом, а пространство между внутренними и наружными стенками забивается песком для теплоизоляции. Крышка 4 открывается и закрывается при помощи гидроцилиндров. В крышке 4 выполнены воздушные каналы 8 для прохождения воздуха, которые при закрывании крышки 4 герметично соединяются с аналогичными каналами на топке 3, и водяная рубашка 9, причем вход и выход воды осуществляется через шарнирное соединение крышки 4.

Система 5 золоудаления состоит из полутрубы диаметром более 500 мм, установленной в нижней части топки 3 и перекрытой чугунной колосниковой решеткой, вентилятора 6 высокого давления, отсасывающего вентилятора 10 и циклона 11. Вентилятор 6 высокого давления подает воздух в трубу диаметром 50 мм, имеющую множество отверстий и установленную в нижней части полутрубы, и обеспечивает перевод золы во взвешенное состояние. Вентилятор 6 высокого давления и отсасывающий вентилятор 10 работают совместно.

Система подачи воздуха включает дутьевой вентилятор, клапан и трубы. Клапан предназначен для регулирования подачи воздуха и управления за процессом горения топлива. Дутьевой вентилятор установлен на крышке 4 топки 3 (на чертеже не показан). Возможна установка дутьевого вентилятора около котла 1 для подачи воздуха в воздушный канал 7, при этом воздух будет охлаждать газоходный канал 2, крышку 4, топку 3 и поддерживать процесс горения.

Работает автоматический топочный агрегат следующим образом.

В топку 3 погрузчиком загружается топливо. В качестве топлива используются дрова, древесные отходы длиной до 6 м, например, горбыли, опилки и т.д. Крышка 4 закрывается при помощи гидроцилиндров, при этом обеспечивается герметичность. Разжигаются древесные отходы и осуществляется подача воздуха дутьевым вентилятором. В процессе горения отходов выделяется тепло, которое идет на нагревание охлаждающей рубашки. Дымовые газы поступают в котел 1 для нагрева воды и выработки пара, после которого через дымогарную трубу 12 удаляются в атмосферу. Периодически удаляется зола при помощи вентилятора 6 высокого давления, отсасывающего вентилятора 10 и циклона 11.

В автоматическом режиме работа происходит следующим образом.

В зависимости от температуры воздуха в контрольном помещении и температуры обратной воды в системе отопления осуществляется автоматическое регулирование количества подаваемого для горения воздуха. При перекрытии клапана системы подачи воздуха прекращается подача воздуха и соответственно процесс горения, но в топке 3 еще в течение длительного времени сохраняется жар, который вновь разожжет топливо при подаче воздуха. При частичном перекрытии клапана осуществляется минимальная подача воздуха, что обеспечивает экономичность работы. При этом происходит горение топлива, но интенсивность этого процесса снижается. В случае необходимости резкого повышения температуры происходит полное открытие клапана, что ведет к большому объему подачи воздуха и повышению интенсивности процесса горения.

В целях обеспечения безаварийной работы агрегата установлены определенные ограничения: дутьевой вентилятор не включится при падении уровня воды и, соответственно, давления в системе отопления ниже нормы, что в свою очередь приведет к срабатыванию световой и звуковой сигнализации.

Данный автоматический топочный агрегат может работать с одним котлом или в комплекте с несколькими водогрейными котлами. Частота загрузки при наружной температуре воздуха - 40°С (минус сорок градусов) составляет два раза в сутки. Теплопроизводительность автоматического топочного агрегата может меняться в зависимости от его размеров (объема загрузки топлива), частоты загрузки топлива и количества воздуха, нагнетаемого вентилятором 6 высокого давления.

Автоматический топочный агрегат может работать экономично в зависимости от температуры окружающего воздуха, что значительно повышает его эффективность. Использование в качестве топлива древесных отходов - горбылей и опилок - обеспечивает сохранение природы и улучшает экологическую обстановку, так как исчезают свалки этих отходов. Данный агрегат может обслуживать один оператор. Для автоматического топочного агрегата не требуется специальное помещение, что значительно снижает затраты на строительство и эксплуатацию этого агрегата. По предварительным расчетам экономическая эффективность от использования автоматического топочного агрегата составит 500 тысяч рублей в год.