Топка для котла

Полезная модель относится к топочным устройствам, а именно к топкам для котлов со слоевым сжиганием твердого топлива на колосниковых решетках, в том числе кускового, гранулированного и пылевидного. Технический результат полезной модели заключается в увеличении траектории перемещения твердых частиц топлива в топочном объеме и дымовых газов в газоходе, улучшении их перемешивания при сгорании и как следствие повышение эффективности теплообмена в топочной камере и увеличение полноты сгорания топлива путем снижения химического и механического недожога. Топка для котла, содержит устройство подачи топлива, размещенное на фронтовой стенке топки, колосниковую решетку обратного хода, сопла подачи воздуха, расположенные на разных уровнях по высоте топки на фронтовой и задней ее стенках, причем нижние сопла подачи воздуха, расположены на фронтовой стенке топки ниже устройства подачи топлива, но выше колосниковой решетки обратного хода, а верхние сопла подачи воздуха расположены на задней стенке топки выше устройства подачи топлива, камеру догорания, размещенную за задней стенкой топки и сообщенную с ней выходным окном, аэродинамический выступ, размещенный на задней стенке топки по всей ее ширине над верхними соплами подачи воздуха, но ниже камеры догорания и, короба подачи воздуха, размещенные под колосниковой решеткой обратного хода. 1 н.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к топочным устройствам, а именно к топкам для котлов со слоевым сжиганием твердого топлива на колосниковых решетках, в том числе кускового, гранулированного и пылевидного.

Из уровня техники известна слоевая топка (Заявка на изобретение RU 93030933, МПК F23K 3/02, F23L 9/02, опубликована 27.06.1996 г.), содержащая забрасыватель топлива с питателем и соплами острого дутья, боковые и заднюю стенки, воздухораспределительную решетку, причем сопла острого дутья размещены над забрасывателем топлива по горизонтальному или П-образному контуру и направлены к задней стенке под острым углом.

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются: сопла дутья, разбрасыватель топлива и колосниковая (воздухораспределительная) решетка.

Недостаток известного аналога заключается в том, что за счет того, что сопла располагаются над устройством подачи топлива и направлены к задней стенке топки под острым углом, вследствие чего под устройством подачи топлива образуется пространство, недосягаемое для воздушной струи из сопел, где формируется завал из твердых частиц топлива, который приходится убирать механическим способом.

Известна топка (RU 2166150, МПК F23B 1/18, опубликовано 27.04.2001 г.), содержащая установленные в топочном объеме последовательно наклонную колосниковую решетку, подключенную к бункеру топлива, и расположенную под ней дожигательную секцию, соединенную с системой золоудаления, а также сопла вторичного дутья, причем дожигательная секция подключена к топочному объему газоперепускными каналами, которые заканчиваются соплами, направленными на наклонную колосниковую решетку сверху и/или с настиланием газовых струй.

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются: сопла дутья и колосниковая решетка.

Недостаток аналога заключается в том, что сопла установлены выше колосниковой решетки и направлены на нее сверху и тангенциально, поэтому в процессе сжигания топлива в средней части колосниковой решетки оседают твердые частицы, формирующие механический недожог топлива.

Известен способ сжигания топлива на колосниковой решетке и колосниковая решетка для его осуществления (DE 19648639, МПК F23B 1/16, опубликовано 23.04.1998 г.). По данному способу топка для котла оборудована устройством подачи топлива, колосниковой решеткой с подводом первичного воздуха и расположенными друг против друга на лобовой и задней стенках соплами вторичного воздуха.

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются: сопла дутья, устройство подачи топлива и колосниковая решетка.

Недостаток аналога заключается в том, что сопла, установленные в топке навстречу друг другу в одном уровне, создают воздушный заслон на пути перемещения твердых частиц топлива в замкнутом топочном объеме и дымовых газов в газоходе, который ограничивает траекторию движения и ухудшает их перемешивание, тем самым, препятствуя полному сгоранию топлива и газа, увеличивая механический и химический недожог.

За прототип принята топка для котла (RU 2202068, МПК F23B 1/16, F23C 7/00, опубликовано 10.04.2003 г.), содержащая устройство подачи топлива, колосниковую решетку с подводом первичного воздуха, сопла вторичного воздуха, расположенные на лобовой и задней стенках, сопла вторичного воздуха выполнены поворотными и расположены на разных уровнях по высоте топки, причем нижние сопла вторичного воздуха расположены выше устройства подачи топлива, а колосниковая решетка выполнена с возможностью прямого и обратного хода и наклона до 40°.

Общими признаками заявляемой полезной модели с прототипом являются: устройство подачи топлива, колосниковая решетка с подводом воздуха и сопла подачи воздуха.

Недостаток прототипа заключается в том, что вторичный воздух, который подается над устройством подачи топлива, практически не участвует в горении топлива на колосниковой решетке.

Задача заявляемой полезной модели заключается в создании топки для котла, позволяющей более полно осуществлять процесс сжигания топлива.

Технический результат полезной модели заключается в увеличении траектории перемещения твердых частиц топлива в топочном объеме и дымовых газов в газоходе, улучшении их перемешивания при сгорании и как следствие повышение эффективности теплообмена в топочной камере и увеличение полноты сгорания топлива путем снижения химического и механического недожога.

Указанный технический результат достигается тем, что топка для котла, содержащая устройство подачи топлива, размещенное на фронтовой стенке топки, колосниковую решетку обратного хода, сопла подачи воздуха, расположенные на разных уровнях по высоте топки на фронтовой и задней ее стенках, причем нижние сопла подачи воздуха, расположены на фронтовой стенке топки ниже устройства подачи топлива, но выше колосниковой решетки обратного хода, а верхние сопла подачи воздуха расположены на задней стенке топки выше устройства подачи топлива, согласно полезной модели, она дополнительно содержит камеру догорания, размещенную за задней стенкой топки и сообщенную с ней выходным окном, аэродинамический выступ, размещенный на задней стенке топки по всей ее ширине над верхними соплами подачи воздуха, но ниже камеры догорания и, короба подачи воздуха, размещенные под колосниковой решеткой обратного хода.

Аэродинамический выступ может быть выполнен либо из шамотного кирпича, либо из огнеупорного бетона.

Отличие заявляемой полезной модели от прототипа заключается в том, что заявляемая топка для котла дополнительно содержит камеру догорания, размещенную за задней стенкой топки и сообщенную с ней выходным окном, аэродинамический выступ, размещенный на задней стенке топки по всей ее ширине над верхними соплами вторичного воздуха, но ниже камеры догорания и, короба подачи воздуха, размещенные под колосниковой решеткой обратного хода.

Введение аэродинамического выступа на задней стенке топки для котла по всей ее ширине над верхними соплами подачи воздуха, но ниже камеры догорания позволяет увеличить воздействие дутья верхних сопел подачи воздуха на сепарацию недогоревших частиц твердого топлива на колосниковую решетку обратного хода и обеспечивает более полное заполнение топочного объема над устройством подачи топлива за счет образования вихревой зоны, что в свою очередь увеличивает время пребывания частиц топлива и дымовых газов в топке и снижает потери тепла с химическим и механическим недожогом топлива.

Наилучшие результаты обеспечиваются при выполнении аэродинамического выступа с вылетом в топку не более чем на 300 мм, причем он должен быть установлен в топке таким образом, чтобы его верхняя часть была расположена на одном уровне с камерой догорания, а верхние сопла подачи воздуха были расположены непосредственно под нижней частью аэродинамического выступа.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».

На фиг. показан разрез топки для котла.

Топка для котла 1 содержит устройство подачи топлива 2, размещенное на фронтовой стенке топки, колосниковую решетку обратного хода 3 с размещенными под ней коробами подачи воздуха 4, нижние сопла подачи воздуха 5, расположенные на фронтовой стенке топки для котла 1, ниже устройства подачи топлива 2, но выше колосниковой решетки обратного хода 3, направленные на середину колосниковой решетки обратного хода 3 против ее хода, верхние сопла подачи воздуха 6, расположенные на задней стенке топки для котла 1 выше устройства подачи топлива 2, направленные вниз под углом 5-7° от линии горизонта, аэродинамический выступ 7, размещенный на задней стенке топки для котла 1 по всей ее ширине, над верхними соплами подачи воздуха 6, но ниже камеры догорания 8, размещенной за задней стенкой топки для котла 1, и сообщенной с ней выходным окном 9.

Топка для котла 1 работает следующим образом, топливо подается в топку через устройство подачи топлива 2 и поступает на колосниковую решетку обратного хода 3, с размещенными под ней коробами подачи воздуха 4 где оно начинает сгорать, воздух, поступающий из под колосниковой решетки обратного хода 3 поднимает несгоревшие на ней твердые частицы топлива, которые попадают в вихревую зону 10, образуемую под действием воздуха, подаваемого через нижние сопла подачи воздуха 5, образование вихревой зоны 10 способствует циркуляции несгоревших частиц топлива до их полного выгорания и обеспечивает интенсивное перемешивание продуктов неполного сгорания (CO, CH₄, H₂) с кислородом воздуха, образующиеся дымовые газы, отклоняются под действием дутья верхних сопел подачи воздуха 6 и за счет аэродинамического выступа 7, изменение траектории движения дымовых газов способствует более полному заполнению топочного объема и образованию вихревой зоны 11, которая выполняет функцию, аналогичную вихрей зоне 10, аэродинамический выступ 7 способствует также сепарации твердых частиц несгоревшего топлива на колосниковую решетку обратного хода 3, после циркуляции дымовых газов в вихревой зоне 11, они через выходное окно 9 поступают в камеру догорания 8.

Таким образом, достигается технический результат полезной модели, заключающийся в увеличении траектории перемещения твердых частиц топлива в топочном объеме и дымовых газов в газоходе, улучшении их перемешивания при сгорании и как следствие повышении эффективности теплообмена в топочной камере и увеличении полноты сгорания топлива путем снижения химического и механического недожога.

1. Топка для котла, содержащая устройство подачи топлива, размещенное на фронтовой стенке топки, колосниковую решетку обратного хода, сопла подачи воздуха, расположенные на разных уровнях по высоте топки на фронтовой и задней ее стенках, причем нижние сопла подачи воздуха расположены на фронтовой стенке топки ниже устройства подачи топлива, но выше колосниковой решетки обратного хода, а верхние сопла подачи воздуха расположены на задней стенке топки выше устройства подачи топлива, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит камеру догорания, размещенную за задней стенкой топки и сообщенную с ней выходным окном, аэродинамический выступ, размещенный на задней стенке топки по всей ее ширине над верхними соплами подачи воздуха, но ниже камеры догорания, и короба подачи воздуха, размещенные под колосниковой решеткой обратного хода.

2. Топка по п. 1, отличающаяся тем, что аэродинамический выступ выполнен из шамотного кирпича.

3. Топка по п. 1, отличающаяся тем, что аэродинамический выступ выполнен из огнеупорного бетона.