Вихрова топка для спалювання твердого палива

Реферат: Вихрова топка для спалювання твердого палива містить корпус з теплоізоляцією і вузли подачі первинного і вторинного повітря, вузол подачі твердого палива, патрубок для відведення шлаку, патрубок для відведення продуктів згоряння. Відношення діаметра корпусу до висоти складає d/n=0,16. UA 122913 U (12) UA 122913 U UA 122913 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області теплоенергетики і котельної техніки. Топка може використовуватися в котлах, які спалюють торф, місцеві палива, вуглевмісні і відходи деревини при простій їх підготовці, дробленні і подрібненні. Відомо технічне рішення (Патент РФ № 2573078 от 2016 г. Вихревая камерная топка/ Пузырев Е. М., Голубев В. А., Пузырев М. Е.). Вихрова топка містить розташовані на стінах і екранах над холодною воронкою пальника сопла, спрямовані тангенціально до умовного тіла обертання, над ними встановлений пережим (конструктивний або аеродинамічний). Під холодною воронкою змонтована допалювальна решітка. Пальники і сопла верхнього ярусу орієнтовані донизу в сторону холодної воронки. Недоліком даного пристрою є наявність колосникової решітки і холодної воронки, що знижують ефективність спалювання палива, при цьому значний обсяг топки не використовується в робочому процесі. Відомо технічне рішення, прийняте як прототип, - спосіб і пристрій для спалювання вугілля у вихровому потоці (Патент РФ № 2339874 / Алексеенко С. В., Бурдуков А. П., Попов Ю. С. 2008). Відмінністю запропонованого способу є те, що процес спалювання вугілля ведуть з використанням дисперсного матеріалу в зоні взаємодії двох вихрових потоків, розміщених послідовно один за одним по ходу руху горючого газу, при цьому частинки незгорілого вугілля і інертного матеріалу вловлюють після виходу з другого вихрового потоку і знову повертають у топку. Пристрій для спалювання вугілля у вихровому потоці містить корпус із вузлом для підведення газу і патрубком для виведення продуктів згоряння, а також вузол подачі вугілля. Корпус пристрою виконаний у вигляді порожнього циліндра, до торців якого приєднані дві вихрові камери з тангенціальними щілинними каналами підведення газу. Нижня вихрова камера містить патрубок для видалення золи, а верхня камера містить відцентровий уловлювач твердих частинок. Недоліком даного технічного рішення є недостатньо ефективне уловлювання твердих частинок незгорілого вугілля і інертного матеріалу за рахунок зміни прохідного перетину каналів з тангенціальним введенням газу, особливо при спалюванні полідисперсного палива. При цьому зростає навантаження на сепараційний пристрій, і кратність циркуляції незгорілих часток палива збільшується. Крім того, використання двох послідовних вихрових потоків ускладнює конструкцію топки. При проведенні патентних досліджень з рівня техніки не встановлені рішення, ідентичні корисній моделі, яка заявляється. Відомостей, викладених у матеріалах заявки, достатньо для практичного здійснення. Нами поставлено задачу підвищення теплової ефективності спалювання твердого палива у вихровій топці котла шляхом виконання корпусу топки циліндричним і розміщення у верхній частині топки тангенційного завихрювала первинного повітря і палива, а в нижній частині топки тангенційного завихрювача вторинного повітря. Поставлена задача досягається тим, що відношення діаметра корпусу до висоти складає d/n=0,16. Запропоноване технічне рішення вихрової топки представлено на кресленні. Пристрій включає корпус 1 і теплоізоляцію 2, вузол подачі вторинного повітря 3, тангенційний завихрювач 4, бункер для палива 5 і шнек для його подачі 6, тангенційний завихрювач первинного повітря і палива 7, патрубок для відведення відпрацьованих газів 8 і патрубок видалення рідкого шлаку 9. Пристрій працює наступним чином. Повітря для спалювання подається в топку вихрову двома зустрічними закрученими в одну сторону потоками через вузол подачі вторинного повітря 3 і тангенційний завихрювач 4, і тангенційний завихрювач первинного повітря 7. Паливо подається через верхній тангенційний завихрювач 7 разом з підігрітим до температури 400450 °C первинним повітрям. Паливо з бункера 5 за допомогою шнека 6 подається у потік первинного повітря. Подача палива через верхній тангенційний завихрювач забезпечує тривалий час перебування частинок палива в топці і його повне згоряння. У теплоізольованій топці спалювання твердого палива відбувається при високій температурі 1700-1800 °C. При цьому відбувається утворення рідкого шлаку. Рідкий шлак видаляється через патрубок 9, встановлений у нижній частині корпусу топки. Створення в топці двох зустрічних вихрових потоків забезпечує повне спалювання твердого палива й уловлювання золи. Таким чином, запропонована конструкція вихрової топки дозволяє забезпечити інтенсивне перемішування палива і повітря для утворення паливно-повітряної суміші та тривалий час утримання часток палива в топці до повного згоряння. 1 UA 122913 U 5 10 Виконання пристрою при співвідношенні діаметра корпусу до висоти d/n=0,16 забезпечує належний час перебування частинок палива в закрученому потоці топки і їх повне спалювання. За інших значень d/n порушується режим горіння. Технічний ефект від використання корисної моделі полягає в наступному. Запропонований пристрій - вихрова топка для спалювання твердого палива в вихровому потоці - є простим у виготовленні і легко піддається автоматизації. З економічної точки зору він більш ефективний і безпечний в експлуатації. Перевага корисної моделі полягає в тому, що його використання суттєво покращує процес спалювання твердого палива і паливних відходів з діаметром частинок від 5 мкм до 100 мкм, зменшує всі види витрат, включаючи експлуатаційні, поєднуючи при цьому високу ефективність з високою надійністю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Вихрова топка для спалювання твердого палива, що містить корпус з теплоізоляцією і вузли подачі первинного і вторинного повітря, вузол подачі твердого палива, патрубок для відведення шлаку, патрубок для відведення продуктів згоряння, яка відрізняється тим, що відношення діаметра корпусу до висоти складає d/n=0,16. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2