Топочное устройство с золоудалителем

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплогенераторам, и может быть использовано для обогрева различных объектов наземного и подземного назначения, преимущественно для подогрева вентиляционного воздуха, подаваемого в шахту. Топочное устройство содержит топку, камеру сгорания, топливный бункер, вентилятор топочного дутья, вентилятор вторичного дутья, воздуховоды топочного и вторичного дутья. Устройство снабжено бункером и золоудалителем, установленными в месте выгрузки золы и шлака с топочного полотна, при этом золоудалитель имеет по крайней мере один шибер, соединенный с контргрузом и выполненный с возможностью опрокидывания при превышении веса золы над весом контргруза, при этом внутренняя поверхность бункера и золоудалителя выполнена жаропрочной. Золоудалитель снабжен верхним шибером и нижним шибером. Нижний шибер золоудалителя настроен на больший вес золы, чем верхний. Технический результат - повышение надежности и эффективности работы топочного устройства, а также увеличение кпд топочного устройства за счет устранения подсосов воздуха в месте выгрузки золы с топочного полотна в устройство удаления золы и шлака. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплогенераторам, и может быть использовано для обогрева различных объектов наземного и подземного назначения, преимущественно для подогрева вентиляционного воздуха, подаваемого в шахту.

Эффективность и качество работы котельного агрегата или топочного устройства характеризуется коэффициентом полезного действия. Существенное влияние на кпд топочного устройства оказывают коэффициент избытка воздуха в топке и присосы воздуха. Так, например, увеличение коэффициента избытка воздуха в топке на 0,1 приводит к перерасходу топлива на 0,7%, а снижение присосов воздуха на 0,1 уменьшает расход топлива примерно на 0,5%. Присосы воздуха чаще всего наблюдаются при «сухом» типе шлакозолоудаления и обусловлены следующими факторами: неплотным прилеганием топочной гарнитуры, неплотным закрытием шиберов золоуловителей, неудовлетворительной заделкой стальных газоходов в местах сочленения с обмуровкой топки и т.д. Присосы воздуха невозможно учесть в общем объеме воздуха, поступающего на горение, поэтому присосы воздуха необходимо не допускать.

Известна воздухонагревательная установка, содержащая воздухоподогреватель, включенный в тракт дымовых газов, слоевое топочное устройство с дутьевыми вентиляторами, камеру сгорания с соплами вторичного дутья и камеру дожигания, золоуловитель, вентиляторы, дымосос и дымовую трубу (патент на ИЗ RU 2716961, приоритет от 17.07.2019, опубликован 17.03.2020 г., бюл. № 8).

Недостатком изобретения является то, что камера сгорания воздухонагревательной установки не снабжена устройствами для устранения подсосов воздуха в месте выгрузки золы с топочного полотна в тракт удаления золы, где происходят максимальные подсосы воздуха в топку.

Известна топка кипящего слоя для сжигания твердых дробленых топлив и горючих отходов, содержащая ограждающие стены, топочный экран, устройство ввода горючего материала и вывода шлака, воздухораспределительную решетку для сжигания в кипящем слое и дожигания шлака, поперечный коллектор, установленный над этой решеткой, сопла для ввода вторичного воздуха, шурующую планку и опрокидывающийся колосник, прикрепленный к воздухораспределительной решетке со стороны зоны выжигания шлака (патент на ИЗ RU 2300051, приоритет от 26.10.2005, опубликован 27.05.2007 г., бюл. № 15).

Недостатком указанного изобретения является то, что присосы воздуха через опрокидывающийся колосник, служащий для дополнительного выжигания горючих в шлаке, не регулируются, что значительно ухудшает процесс горения топлива и снижает кпд топки.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является: исключить подсосы воздуха в топочное пространство камеры сгорания в месте выгрузки золы и шлака с топочного полотна.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности работы топочного устройства, увеличение кпд топочного устройства за счет устранения подсосов воздуха в месте выгрузки золы с топочного полотна в устройство удаления золы и шлака, а также за счет использования золоудалителя с одним или двумя шиберами..

Технический результат достигается тем, что топочное устройство, содержащее топку, камеру сгорания, топливный бункер, вентилятор топочного дутья, вентилятор вторичного дутья, воздуховоды топочного и вторичного дутья, снабжено футерованными бункером и золоудалителем с опрокидывающимся шибером, установленными в месте выгрузки золы и шлака с топочного полотна, чтобы исключить возможность образования нерегулируемых подсосов воздуха в топочное устройство.

При этом топочное устройство может быть снабжено золоудалителем с двумя шиберами, что придает устройству дополнительную эффективность и надежность.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено топочное устройство, на фиг. 2 – золоудалитель с одним шибером, фиг. 3 – золоудалитель с двумя шиберами, на фиг. 4 – топочное устройство с золоудалителем, содержащим два шибера.

В приведенном ниже подробном описании изобретения, приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них.

Топочное устройство на фиг. 1 содержит топку 1, камеру сгорания 2, выполненную из шамотного кирпича, бункер подачи топлива 3, оборудование топочного дутья, включающее вентилятор 4, воздуховод 5 подачи воздуха под топочное устройство, оборудование вторичного дутья, включающее вентилятор 6, воздуховоды 7 и короб 8 с соплами 9, оборудование аварийного снижения температуры выходящих дымовых газов, включающее осевой вентилятор 10 и воздуховод 11, соединенный с камерой аварийного снижения температуры выходящих дымовых газов 12. Под топкой расположен бункер 13 сбора просыпа золы и угля с топочного полотна, оборудованный винтовым (спиральным) конвейером 14, а также винтовой (спиральный) конвейер 15 и течек 16 для удаления просыпа золы и угля из дутьевых зон топки. Оба конвейера сбрасывают просып на конвейер 17 золошлакоудаления через течки 18 и 19. В месте сброса золы с топочного полотна в конце топки расположен бункер 20, герметично соединенный с топкой и золоудалителем 21, работающего по принципу «мигалки», то есть с минимизацией колебаний. Нижним фланцем золоудалитель 21 герметично соединен с течкой 22, через которую производится сброс золы и шлака на конвейер 17. Внутренние поверхности бункера 20, золоудалителя 21 и течки 22 выполнены из жаропрочного материала, например, жаропрочной стали, либо имеют футеровку из жаропрочных материалов. Это обусловлено тем, что сбрасываемые с топочного полотна зола и шлак имеют высокую температуру, достигающую до 600°С.

Топочное устройство работает следующим образом.

Топливо (уголь) подается из бункера 3 на топочное полотно и загорается. Одновременно с подачей угля вентилятором 4 через дутьевые зоны нагнетается воздух под топочное полотно для организации процесса горения. Для повышения эффективности горения в топочное пространство камеры сгорания 2 вентилятором 6 по воздуховодам 7 подается вторичное дутье. В камеру сгорания вторичное дутье из короба 8 нагнетается через сопла 9, расположенные тангенциально к топочному объему для создания вихревого движения дымовых газов.

В процессе сгорания топлива образуются зола и шлак, которые сбрасываются в бункер 20. Из бункера 20 зола и шлак попадают в золоудалитель 21, который работает по принципу «мигалки», и далее по течке 22 сбрасывается на конвейер 17.

Золоудалитель на фиг.2 представляет собой металлический корпус 23 с фланцами для подсоединения к бункеру 20 и течке 22. Внутри золоудалителя расположен шибер 24, соединенный с осью контргруза 25, который имеет вес, рассчитанный на определенное количество золы, насыпанной с топочного полотна на шибер. Вес контргруза рассчитывается при разработке конструкции золоудалителя и зависит от его геометрических размеров, т.е объема пространства над опрокидывающимся шибером, где собираются зола и шлак. Количество (вес) золы и шлака зависит от марки используемого угля, производительности топки, от процесса горения и т.д. Контргруз может перемещаться по оси ближе или дальше от корпуса золоудалителя. Чем ближе контргруз к корпусу золоудалителя, тем меньшее количество золы будет находиться на шибере, и наоборот, чем дальше контргруз расположить от корпуса, тем большее количество золы требуется для опрокидывания шибера. Кроме того, контргруз имеет дополнительные

диски, насаживаемые на ось контргруза, для более точной регулировки работы золоудалителя. Регулировка золоудалителя производится при пуско-наладочных работах и заключается в том, чтобы, изменяя расстояние от корпуса золоудалителя до контргруза путем его перемещения по оси, а также с помощью дополнительных дисков, найти такое положение контргруза, при котором обеспечивается поддержание определенного столба золы над шибером для создания герметичности, и равномерный спуск золы при минимальном колебании шибера. Это дает возможность исключить подсосы воздуха через слой золы в разреженную область топочного объема. При наполнении золоудалителя золой и шлаком, когда их вес начнет превышать вес контргруза, шибер начинает открываться, опускаясь вниз, и зола будет ссыпаться в течку до тех пор, пока вес золы станет меньше веса контргруза, после чего шибер начнет подниматься вверх под весом контргруза. Шибер опускается на небольшое расстояние и снова поднимается вверх, создавая минимальные колебания, то есть эффект «мигания». Зола непрерывно небольшими дозами сбрасывается с шибера через течку 22 на конвейер 17.

Для повышения надежности и эффективности работы золоудалителя, чтобы полностью исключить подсосы воздуха, его можно изготовить с двумя шиберами (фиг.2), при этом золоудалитель будет работать следующим образом: груз 25 верхнего шибера необходимо настроить на определенное количество золы и при наполнении верхней части золоудалителя, когда вес золы превышает вес груза, шибер 24 начинает мигать и зола просыпается на нижний шибер 26, груз которого настроен на больший вес, чем у верхнего шибера. Зола, попадая на нижний шибер, начинает накапливаться и при наполнении ее до определенного веса, превышающего вес нижнего груза 27, шибер 26 открывается и также периодически сбрасывает золу на конвейер. Нижняя мигалка настраивается на больший вес, чем верхний, поэтому открывание и закрывание нижнего шибера происходит реже. При поломке, например, верхнего шибера будет работать только нижний шибер, или наоборот, при этом останавливать работу топочного устройства не надо, что повышает надежность работы как золоудалителя, так и всего топочного устройства

Зола и шлак в месте сброса с топочного полотна имеют высокую, более 600°С, температуру, поэтому есть опасность быстрого износа и прогорания оборудования, предназначенного для выгрузки золы и шлака. С целью повышения надежности работы оборудования выгрузки золы и шлака с топочного полотна, а именно бункера 20 и золоудалителя 21, их внутренняя поверхность выполнена из жаропрочной стали, либо футерована жаропрочными материалами.

В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

1. Топочное устройство, содержащее топку, камеру сгорания, топливный бункер, вентилятор топочного дутья, вентилятор вторичного дутья, воздуховоды топочного и вторичного дутья, отличающееся тем, что снабжено бункером и золоудалителем, установленными в месте выгрузки золы и шлака с топочного полотна, при этом золоудалитель имеет по крайней мере один шибер, соединенный с контргрузом и выполненный с возможностью опрокидывания при превышении веса золы над весом контргруза, при этом внутренняя поверхность бункера и золоудалителя выполнена жаропрочной.

2. Топочное устройство по п.1, отличающееся тем, что золоудалитель снабжен верхним шибером и нижним шибером.

3. Топочное устройство по п.2, отличающееся тем, что нижний шибер золоудалителя настроен на больший вес золы, чем верхний.

4. Топочное устройство по п.1, отличающееся тем, что бункер и золоудалитель выполнены из жаропрочной стали.

5. Топочное устройство по п.1, отличающееся тем, что бункер и золоудалитель выполнены футерованными жаропрочными материалами.