Теплогенерирующая установка для нагрева воздуха в технологических целях с использованием в качестве топлива отходов сельского хозяйства, в том числе тюкованной и рулонной соломы

Изобретение относится к области теплоснабжения, в частности к энергетическому оборудованию, и направлено на повышение эффективности работы установки за счет возможности производить линейные и объемные расширения при высокой температуре внутри камеры с сохранением эффективности теплоотдачи и, как следствие, повышение надежности, безопасности и долговечности конструкции установки, а также увеличение тепловой мощности и возможности сжигания топлива с повышенной влажностью. Указанный технический результат достигается в теплогенерирующей установке для сжигания отходов сельского хозяйства, содержащей подвижную камеру сгорания с колосниковым полотном и соплами вторичного воздуха, имеющую свободную постановку в сальниковом узле, и пластинчатый теплообменник, установленный над камерой сгорания и который выполнен с возможностью конвективного нагрева и последующего омывания камеры сгорания для дополнительного нагрева воздуха за счет радиационного излучения, при этом пластинчатый теплообменник выполнен разборным с возможностью произведения подтяжки пластин при возможных температурных расширениях непосредственно при работе установки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области теплоснабжения, в частности, к энергетическому оборудованию, работающему на возобновляемом биотопливе, предназначенному для выработки горячего воздуха с температурой от 40 до 120 град С, и может быть использовано в зерносушильных комплексах для сушки зерна, для отопления других объектов.

Из уровня техники известна теплогенерирующая установка для сжигания рулонной соломы, содержащая камеру сгорания с дверью, в нижней части которой расположена колосниковая решетка с проемами для подачи первичного воздуха, проходящего сквозь горящее топливо. В задней части камеры сгорания установлены сопла вторичного воздуха. Камера сгорания стыкуется с воздушным теплообменным блоком. Теплообмен между топочными газами и агентом сушки (нагреваемым воздухом) происходит в теплообменном блоке за счет конвективного теплообмена происходящего через трубную матрицу. При сгорании дымовые газы поступают в теплообменный блок, где передают энергию нагреваемому воздуху. При этом течение воздуха от продуктов сгорания имеет преимущественно вращательно-вихревое течение. Покидающие установку газы поступают в циклонную установку, где происходит оседание золы, и дальше по системе газоходов через дымовую трубу газы выбрасывают в атмосферу (RU 181950, 30.07.2018).

Однако конструкция данной установки не позволяет производить линейные и объемные расширения при высокой температуре внутри камеры, что снижает эксплуатационные характеристики установки и безопасность.

В данной конструкции подача топлива предусмотрена закладкой целого рулона непосредственно в топку, что усложняет процесс горения и его регулировку, снижая эргономичность установки.

Нагрев теплоносителя в данной схеме происходит только за счет конвективного теплообменника, что увеличивает материалоемкость конструкцию.

В данной конструкции топка является полностью офутерованной, для предупреждения процесса спекания золы необходимо поддержание низкотемпературного процесса горения, чтобы его осуществлять необходим большой избыток воздуха, подающегося в топку, данный фактор увеличивает затраты на электроэнергию в связи с применением высокопроизводительного вентилятора и уменьшает КПД установки.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение арсенала технических средств теплогенерирующих установок, позволяющих производить линейные и объемные расширения при высокой температуре внутри камеры и, как следствие, исключения разрывов при нагревании с сохранением эффективности теплоотдачи.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении эффективности работы установки за счет возможности производить линейные и объемные расширения при высокой температуре внутри камеры с сохранением эффективности теплоотдачи и, как следствие, повышение надежности, безопасности и долговечности конструкции установки, а также увеличении тепловой мощности и возможности сжигания топлива с повышенной влажностью.

Указанный технический результат достигается в теплогенерирующей установке для сжигания отходов сельского хозяйства, содержащей подвижную камеру сгорания с колосниковым полотном и соплами вторичного воздуха, имеющую свободную постановку в сальниковом узле, и пластинчатый теплообменник, установленный над камерой сгорания и выполненный с возможностью конвективного нагрева и последующего омывания камеры сгорания для дополнительного нагрева воздуха за счет радиационного излучения, при этом пластинчатый теплообменник выполнен разборным с возможностью произведения подтяжки пластин при возможных температурных расширениях непосредственно при работе установки.

Подвижная камера сгорания представляет собой металлический цилиндр, в котором энергия сгорающего топлива через стенки камеры сгорания передается обтекающим потокам воздуха, благодаря чему происходит охлаждение камеры и нагрев воздуха до необходимой температуры.

Таким образом, в предложенной конструкции теплоноситель нагревается как за счет конвективного теплообменника, так и за счет радиационной энергии камеры сгорания, что позволяет уменьшить материалоемкость и габаритные размеры установки.

При этом за счет применения камеры сгорания без футеровки и обтекающего ее снаружи потока воздуха температура горения поддерживается в необходимых пределах, что позволяет применять менее мощный вентилятор поддува, что, соответственно, уменьшает затраты на электроэнергию.

Колосниковое полотно выполнено с проемами для подачи первичного воздуха.

Колосниковое полотно расположено в нижней части камеры сгорания.

Сопла вторичного воздуха расположены в задней части камеры сгорания.

Сальниковые узлы крепления капсулы камеры сгорания предназначены для возможности температурных расширений при высоких температурах горения. Постановка данного узла дает возможность производить радиационный теплообмен между топкой и теплоносителем, а также позволяет охлаждать стенки топки, в связи с возможностью уменьшения избытка воздуха возможно использовать менее мощный вентилятор поддува.

Возможность производить подтяжку пластин непосредственно на работающем образце при возможных тепловых расширениях позволяет не останавливать работу теплогенератора и всего технологического цикла на техническое обслуживание, что увеличивает срок службы оборудования и уменьшает затраты на его эксплуатацию.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид теплогенерирующей установки; на фиг.2 – вид с торца теплогенерирующей установки.

Теплогенерирующая установка (теплогенератор «TEPLOTOK») для осуществления нагрева воздуха включает в себя пластинчатый теплообменник 5, в котором происходит первичный нагрев воздуха, и подвижную камеру сгорания 1 (топочную капсулу) с возможностью сжигания сельскохозяйственных отходов. Теплогенерирующая установка выполнена с возможностью низкотемпературного режима горения, исключающего возможность шлакообразования до 850°С. Конструкция пластинчатого теплообменника 5 выполнена разборной, имеющей возможность производить подтяжку пластин при возможных температурных расширениях непосредственно на работающем образце. Камера сгорания 1 имеет свободную постановку в сальниковый узел (является подвижным элементом), благодаря чему происходят его линейные и объемные расширения при высоких температурах внутри камеры.

Камера сгорания 1 по внешней поверхности цилиндра выполнена с ребрами жесткости 6, которые усиливают ее конструкцию, закрываемой и снабжена в нижней части колосниковым полотном (решеткой) 3 с проемами для подачи первичного воздуха, и соплами для подачи вторичного воздуха. Пространство под колосниковым полотном 3 служит для сбора золы.

На колосниковом полотне размещается тюк соломы 4. Колосниковое полотно 3 позиционировано в начале камеры 1 для расположения на нем тюка соломы 4 и прохождения первичного воздуха непосредственно сквозь горящее топливо. Подвижная камера сгорания 1 представляет из себя металлический цилиндр, энергия сгорающего топлива через стенки камеры 1 передается обтекающим потокам воздуха, благодаря чему происходит охлаждение камеры 1 и нагрев воздуха до необходимой температуры. В верхней части установки стоит пластинчатый теплообменник 5, проходя через который холодный воздух нагревается, а топочные газы остывают. В задней части камеры сгорания 1 установлены сопла вторичного воздуха поддержания процесса горения и более стабильного разжигания вновь загруженного рулона/тюка соломы 4.

Способ нагрева включает в себя:

- прохождение воздуха через пластинчатый теплообменник, где происходит конвективный нагрев и последующее омывание топочной капсулы, при этом происходит дополнительный нагрев воздуха за счет радиационного излучения;

- подача любых сельскохозяйственных отходов в топочную капсулу либо в ручном либо в механизированном режимах;

- подача воздуха на первичное горение через нижнее колосниковое полотно;

- подача вторичного воздуха с тангенциальным поворотом сопел в сторону подаваемого топлива.

Теплогенерирующая установка работает следующим образом. В камеру сгорания 1 через проем 2 (либо вручную, либо с помощью гидравлического механизма подачи, либо с помощью шнекового транспортера) на колосниковое полотно 3 подается топливо 4. В представленной конструкции топливо подается перманентно с постоянной скоростью, что дает более удобную регулировку процесса горения и поддержания заданной температуры. Топливо 4 загорается от горящих остатков или при первоначальной растопке с помощью уложенной и подожженной биомассы. Первичный воздух, необходимый для горения, по воздухоподводящему каналу, за счет работы вентилятора наддува и открытия фронтальной заслонки, поступает через колосниковые проемы в камеру сгорания 1, непосредственно взаимодействуя с тюком соломы 4. В задней части камеры сгорания 1, через сопла, вторичный воздух направляется на топливо 4 по внутренней образующей камеры сгорания 1. Течение воздуха и продуктов сгорания имеет преимущественно вращательно-вихревое движение. Зола, образующаяся при сгорании, собирается в нижней части камеры сгорания 1 под колосниковым полотном 3. Образующиеся при сгорании дымовые газы поступают в теплообменник 5, где передают энергию нагреваемому воздуху. Движение газов и воздуха противоточное. Покидающие установку газы поступают в циклонную установку, где происходит оседание золы, дальше по системе газоходов через дымовую трубу газы выбрасываются в атмосферу. Воздух, поступающий в установку, первоначально проходит через пластинчатый теплообменник 5, затем обходит камеру сгорания 1 и подается потребителю.

1. Теплогенерирующая установка для сжигания отходов сельского хозяйства, характеризующаяся тем, что содержит подвижную камеру сгорания с колосниковым полотном и соплами вторичного воздуха, имеющую свободную постановку в сальниковом узле, и пластинчатый теплообменник, установленный над камерой сгорания и выполненный с возможностью конвективного нагрева и последующего омывания камеры сгорания для дополнительного нагрева воздуха за счет радиационного излучения, при этом пластинчатый теплообменник выполнен разборным с возможностью произведения подтяжки пластин при возможных температурных расширениях непосредственно при работе установки.

2. Теплогенерирующая установка для сжигания отходов сельского хозяйства по п. 1, характеризующаяся тем, что подвижная камера сгорания представляет собой металлический цилиндр, в котором энергия сгорающего топлива через стенки камеры выполнена с возможностью передачи обтекающим потокам воздуха, благодаря чему происходит охлаждение камеры и нагрев воздуха до необходимой температуры.

3. Теплогенерирующая установка для сжигания отходов сельского хозяйства по п. 1, характеризующаяся тем, что колосниковое полотно выполнено с проемами для подачи первичного воздуха.

4. Теплогенерирующая установка для сжигания отходов сельского хозяйства по п. 3, характеризующаяся тем, что колосниковое полотно расположено в нижней части камеры сгорания.

5. Теплогенерирующая установка для сжигания отходов сельского хозяйства по п. 1, характеризующаяся тем, что сопла вторичного воздуха расположены в задней части камеры сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области термического обеззараживания и утилизации органосодержащих отходов и может быть использовано в различных отраслях, связанных с переработкой отходов биомассы, находящейся в различных агрегатных состояниях.

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа из древесных чурок.

Изобретение относится к способам сжигания инфицированных биологических отходов и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицинских, биологических и фармацевтических предприятиях.

Способ относится к сжиганию растительных отходов и может быть применен в сельском хозяйстве. Техническим результатом является повышение экономичности розжига с использованием жидкого или газообразного топлива.

Изобретение относится к сжиганию низкореакционного топлива, преимущественно растительных отходов, и может быть применено в сельском хозяйстве. Способ сжигания низкореакционного топлива заключается в том, что в топочную камеру подают твердое низкореакционное и жидкое или газообразное высокореакционное топливо, зона подачи твердого топлива выше зоны подачи жидкого топлива, а расход G1 жидкого или газообразного топлива зависит от низшей теплоты сгорания топлива и ограничен величиной: , кг/ч,где G2 - расход твердого топлива, кг/ч; , , - допустимая низшая теплота сгорания твердого топлива, его низшая теплота сгорания, низшая теплота сгорания высокореакционного жидкого или газообразного топлива, кДж/кг.

Изобретение относится к способам сжигания инфицированных биологических отходов и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицинских, биологических и фармацевтических предприятиях.

Изобретение относится к области промышленной утилизации растительных отходов, преимущественно кремнийсодержащих. .

Изобретение относится к энергетике. .

Изобретение относится к переработке кремнийсодержащего растительного сырья, включая отходы производства риса и овса, с целью получения диоксида кремния с различными варьируемыми характеристиками, который широко используется во многих отраслях промышленности.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам сжигания твердого топлива, и может быть использовано для сжигания, например, растительных отходов. .

Изобретения относятся к области энергетики. Топка теплогенератора с использованием древесных отходов включает цилиндрический корпус, выполненный из обечаек, жестко скрепленных между собой и образующих внутренний объем топки.

Изобретение относится к газогенератору двухэтапного процесса газификации, который может быть использован в малой и средней энергетике, на автомобильном транспорте в качестве дешевых источников топлива из местного сырья без предварительной сушки, позволяющий газифицировать топливо с абсолютной влажностью до 120% в генераторный газ, пригодный для питания двигателей внутреннего сгорания или других устройств (и) последующего получения электрической энергии, используемых на производственные нужды.

Воздухонагревательная установка (ВНУ) относится к системам обогрева различных объектов и предназначена преимущественно для использования при подогреве вентиляционного воздуха, подаваемого в шахту.

Изобретение относится к устройствам для утилизации твердых коммунальных отходов (ТКО), в частности, при термической переработке мусора, бытовых и промышленных отходов.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе и может быть использовано для создания отопительных котлов с повышенной эффективностью и расширенными функциональными возможностями.

Изобретение относится к области энергетики. Предлагается способ проведения процесса сжигания для топочных установок с колосниковой решеткой, при котором количество газа для первичного сжигания пропускают через топливо в зону первичного горения и в задней колосниковой зоне часть потока отходящего газа откачивают и эту часть потока отходящего газа снова подают в процесс сжигания в качестве газа внутренней рециркуляции.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции топок водогрейных котлов. Устройство для регулировки производительности котла на твердом топливе содержит бункер, расположенный под бункером барабанный колосник, ограничительную планку над барабаном, двигатель с редуктором, штангу, закрепленную на поворотно-зажимном механизме, установленным на оси барабанного колосника, двигатель с редуктором соединен с кривошипно-шатунным механизмом, конец шатуна которого выполнен с возможностью периодического контакта со штангой под углом.

Изобретение относится к области энергетики и может быть применено при сжигании твердого топлива. Устройство для газификации твердого топлива с применением механического и плазменного воздействия содержит блок дробления топлива, вихревой канал, форсунку для подачи топлива и плазмотроны, связанные между собой блоки первой и второй ступеней газификации, выполненные с обеспечением последовательного прохождения потока топлива и плазмы из блока первой ступени в блок второй ступени.

Изобретение относится к области коммунальной энергетики, в частности к котельной технике, и предназначено для форсированного сжигания твердого кускового топлива в жаротрубном котле, в том числе для сжигания угольных штыбов, а также для работы в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к области энергетики. Теплогенератор состоит из пяти равных секций, расположенных вертикально одна на другой, каждая из которых состоит из коаксиально расположенных между собой внутренней и внешней цилиндрических оболочек, образуя между ними воздушное пространство, закрытое сверху и снизу, при этом четыре нижние секции, собранные вместе с внутренней стороны, по всей высоте обмурованы огнеупорным кирпичом с асбестовой прокладкой между ними, образуя внутри них единое объемное топочное пространство, накрытое сверху пережимом, который подвешен к пятой секции - секции съема тепла, при этом нижняя секция установлена на плоскую часть пода и имеет сквозное арочное отверстие с крышкой люка, облицованной изнутри огнеупорным кирпичом, и перекрытием воздушного пространства между оболочками, выступающим наружу за пределы внешней и внутренней цилиндрических оболочек, и два прямоугольных отверстия с крышкой люка на внешней оболочке, расположенные симметрично относительно центральной осевой линии пода, делящий его на две равные части, параллельной в вертикальной плоскости продольной оси сквозного отверстия металлической трубы, перекрывающей воздушное пространство между оболочками под установку конца шнекового транспортера дозатора бункера непрерывной подачи топлива, расположенного напротив арочного отверстия, при этом металлическая труба подачи топлива выступает наружу за пределы внешней и внутренней цилиндрических оболочек, а выступающая ее часть внутрь топочного пространства по длине не превышает толщину обмуровки, как и металлическое перекрытие, составляющее наружный свод арочного отверстия, при этом под, выложенный внутри обмуровки, имеет плоскую горизонтальную поверхность по ширине основания арочного отверстия до противоположной стороны обмурованной цилиндрической оболочки и с двух сторон плоского основания кладка пода постепенно возвышается в характерном сечении, перпендикулярном продольной оси металлической трубы, имеет с каждой стороны от плоской поверхности пода форму прямоугольника со ступенчатой диагональю, расположенной под углом 30° к горизонтальной поверхности плоской части пода, и в этом характерном сечении все прямоугольники подобные, а с наибольшей высотой прямоугольника находятся в средней его части и образуют перевернутую основанием вверх трапецию, за пределы которой не должны выходить края порядной кирпичной кладки, при этом внутри возвышающейся части кладки пода на втором и пятом рядах с двух сторон заложены прямоугольные трубы, большие стороны которых расположены в горизонтальной плоскости друг над другом в виде раскрытого веера, при этом концы узкой части веера расположены на внутренней цилиндрической оболочке с выходом их отверстий в воздушное пространство между оболочками напротив прямоугольных отверстий с крышками люка на внешней оболочке, а противоположные концы их не выходят за пределы кладки и находятся под смещенной от центрального канала кладкой таким образом, чтобы две крайние трубы были направлены: одна в сторону арочного отверстия, а другая в сторону отверстия подачи топлива, а остальные две трубы в каждом горизонтальном ряду расположены с равными промежутками между ними, при этом он оснащен дополнительными вентиляторами, которые установлены на внешней цилиндрической оболочке таким образом, чтобы прямоугольные выходные отверстия их патрубков были совмещены с прямоугольными отверстиями внешних цилиндрических оболочек всех четырех секций и располагались длинной стороной прямоугольного отверстия по образующей, выполненной по внешнему радиусу наружной оболочки таким образом, чтобы фронт поступающего воздушного потока совпадал с вертикальным сечением секции, проходящим через вертикальную ось оболочек и между вертикальной осью прямоугольного отверстия с крышкой люка на внешней оболочке и вертикальной осью арочного отверстия по часовой стрелке от прямоугольного отверстия к арочному отверстию, топочное пространство всех четырех секций посредством труб круглого сечения, расположенных равномерно по окружности, сообщается с воздушным пространством между оболочками, при этом эти трубы, расположенные в первой секции, наклонены вниз под углом 15° и направлены вниз топочного пространства на под, а трубы остальных трех секций расположены равномерно по окружности в горизонтальной плоскости и под углом 60° к касательной окружности внутренней цилиндрической оболочки и поддерживают циклоническое движение воздушного потока в топочном пространстве, при этом во второй и четвертой секциях эти трубы расположены в верхней ее части, а в третьей - снизу, верхняя пятая секция имеет два сквозных отверстия, расположенных напротив друг друга, в которые установлены патрубки для газоходов, при этом свободный конец патрубка газохода рециркуляции установлен в отверстие наружной цилиндрической оболочки, а свободный конец патрубка газохода к устройству очистки отходящих газов установлен с перекрытием воздушного пространства между оболочками, при этом на внутренней цилиндрической оболочке между этими сквозными отверстиями по окружности расположены дополнительные прямоугольные отверстия и сверху она закрыта крышкой с центральным отверстием, в котором расположена труба с регулируемой задвижкой, перекрывающей выход нагретых газов из топочного пространства в атмосферу.

Изобретение относится к области теплоснабжения, в частности к энергетическому оборудованию, и направлено на повышение эффективности работы установки за счет возможности производить линейные и объемные расширения при высокой температуре внутри камеры с сохранением эффективности теплоотдачи и, как следствие, повышение надежности, безопасности и долговечности конструкции установки, а также увеличение тепловой мощности и возможности сжигания топлива с повышенной влажностью. Указанный технический результат достигается в теплогенерирующей установке для сжигания отходов сельского хозяйства, содержащей подвижную камеру сгорания с колосниковым полотном и соплами вторичного воздуха, имеющую свободную постановку в сальниковом узле, и пластинчатый теплообменник, установленный над камерой сгорания и который выполнен с возможностью конвективного нагрева и последующего омывания камеры сгорания для дополнительного нагрева воздуха за счет радиационного излучения, при этом пластинчатый теплообменник выполнен разборным с возможностью произведения подтяжки пластин при возможных температурных расширениях непосредственно при работе установки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх