Топкова частина твердопаливного котла в. тимощука
Формула / Реферат
Топкова частина твердопаливного котла, що містить корпус, який розділений ламеллю на завантажувальну камеру та камеру допалювання, при цьому всередині ламелі розміщено систему подачі повітря, в нижній частині завантажувальної камери розміщена водонаповнена колосникова решітка, яка із нижньою частиною ламелі утворює канал між завантажувальною камерою та камерою допалювання, яка відрізняється тим, що канал виконаний збільшеним принаймні до 350 мм.
Текст
Реферат: UA 96728 U UA 96728 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплоенергетичних пристроїв і може бути використана при конструюванні і експлуатації установок для спалювання твердого біопалива. Твердопаливний котел - опалювальний пристрій, виконаний зі сталі або чавуну, який виділяє теплову енергію в процесі горіння твердого палива. В побутові моделі подача палива здійснюється в ручному режимі, в промислових варіантах існує автоматична подача палива і витяг золи. Як паливо для твердопаливних котлів використовують торф, дрова, вугілля, кокс або паливні гранули (пелети) - недорогу альтернативу газу і нафти. [https://ru.wikipedia.оrg/wiki/ Твердотопливный котёл]. В залежності від способу спалювання палива у твердопаливних котлах виділяють їх різновиди, що, в свою чергу, визначаються певними конструктивними особливостями. Найближчими за технічною суттю до рішення, що заявляється, є конструкційні рішення топкової частини піролізних котлів. Піролізний котел - різновид твердопаливного, як правило, водогрійного котла, в якому паливо (наприклад дрова) і леткі речовини, які з нього виділяються, згорають роздільно. В піролізних котлах топка розділена на дві частини. У першій частині (газифікуючій камері або камері завантаження) при нестачі кисню повільно горить і газифіковане паливо, при цьому гази, що виділяються, догорають у другій частині (камері догорання), куди подається вторинне повітря. Відведення тепла з камери завантаження мінімізується, та, як правило, відсутнє водяне охолодження, застосовується футерування камери завантаження і камери допалювання. У більшості конструкцій ці простори розділяє колосник, на якому лежить паливо, первинне повітря проходить крізь шар палива зверху вниз (https://ru.wikipedia.оrg/wiki/ Пиролизный котел). Відома топкова частина піролізного котла фірми UKRTERMO [http://ukrtermo.com/piroiiznyikotel], що конструкційно складається із корпусу топки, яка розділена на дві камери - верхню завантажувальну камеру та нижню камеру допалювання, які сполучені форсункою із шамоту, при цьому обидві камери облицьовані вогнетривким матеріалом (камери виконані із футеруванням), та топкова частина котла містить систему подачі вторинного повітря. Згадана конструкція топкової частини котла дозволяє досягнути ефекту повного згорання палива, що свідчить про економічність горіння та дозволяє рідше чистити зольник і газоходи котла. Окрім зазначеного, такий котел характеризується зменшеним викидом шкідливих речовин в атмосферу (висока екологічність), оскільки висока температура в камері допалювання сприяє ефективному крекінгу смол і продуктів піролізу. Використання двох камер у топковій частині котла дозволяє розділити зони піролізу, газифікації та окислення більшою мірою, ніж в інших установках для спалювання палива. Окрім зазначеного, конструкція топкової частини такого котла дозволяє більш точно подавати вторинне повітря (вторинне дуття через систему подачі вторинного повітря) і топковий газ у вторинну топку (зменшення стехіометричного коефіцієнта), а також збільшити турбулізацію газових потоків, - усе це сприяє більш повному згоранню палива та зниженню викидів. Проте вказана конструкція містить ряд недоліків, оскільки відсутність водяного охолодження і застосування футерування в першій і другій камері істотно зменшують теплопередачу в цих місцях. Відсутність водяного охолодження відсікає конвективну складову коефіцієнта тепловіддачі від газів до стінки. А футерування зменшує радіаційну складову цього коефіцієнта, що відповідно зменшує ККД котла. Такий котел сильно залежить від складу і якості палива, оскільки вологість палива, наприклад для дров, не може бути більшою 20-35 %. Це пов'язано з тим, що водяна пара розбавляє піролізні гази і заважає горінню, відтак при роботі на вологому паливі потужність різко падає або котел взагалі гасне. Окрім зазначеного, спалювання газів на невеликій площі (площа форсунки із шамоту) істотно збільшує теплове навантаження, оскільки збільшується щільність теплового потоку в даному місці, що вимагає застосування жароміцних матеріалів і футерування, але при цьому жодним чином не збільшує кількість енергії, виділеної при згорянні певної кількості палива в об'ємі топкового простору. Найближчим аналогом до рішення, що заявляється, взято конструкцію топкової частини котла фірми IRLEH [http://www.irleh.by/tech/instrykcii/, http://krainamaystriv.com/threads/9394/], що містить корпус топки, яка розділена на дві камери - завантажувальну камеру та бокову камеру допалювання, які розділені ламеллю, в якій розміщена система подачі вторинного повітря, при цьому обидві камери облицьовані вогнетривким матеріалом (камери виконані із футеруванням), під ламеллю розміщений жаростійкий пальник. Перевагами рішення найближчого аналога є водяне охолодження завантажувальної камери і камери допалювання (також присутні вода, наповнена колосникова решітка). Конструкційно такий котел дозволяє знизити викиди шкідливих речовин в атмосферу, оскільки висока температура в камері допалювання сприяє ефективному крекінгу смол і продуктів піролізу. Недоліками згаданого рішення є застосування футерування в першій і другій камері, що зменшує радіаційну складову коефіцієнта теплопередачі (променистий потік) і відповідно ККД котла. Такий котел сильно залежить від складу і якості 1 UA 96728 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 палива, оскільки вологість палива, наприклад, для дров, не може бути більшою 20-35 %. Це пов'язано з тим, що водяна пара розбавляє піролізні гази і заважає горінню, відтак при роботі на вологому паливі потужність різко падає або котел взагалі гасне. Окрім зазначеного, спалювання газів на невеликій площі (площа форсунки із шамоту) істотно збільшує теплове навантаження, оскільки збільшується щільність теплового потоку в даному місці, що вимагає застосування жароміцних матеріалів і футерування, але при цьому жодним чином не збільшує кількість енергії, виділеної при згорянні певної кількості палива в об'ємі топкового простору. В основу рішення, що заявляється, поставлено задачу створити таку топкову частину твердопаливного котла, яка шляхом компонування конструктивних елементів дозволила б розширити свою функціональність шляхом якнайповнішого спалювання будь-якого, в тому числі високовологого та неякісного, твердого палива та продуктів його піролізу. Додатково поставлено задачу зменшення матеріалоємності котла при його виготовленні через відмову від футерування його корпусу топки та збільшення терміну експлуатації котла. Поставлена задача вирішується шляхом створення топкової частини твердопаливного котла, що містить корпус топки, яка розділена ламеллю на завантажувальну камеру та камеру допалювання, при цьому всередині ламелі розміщено систему подачі повітря, в нижній частині завантажувальної камери розміщена водоноповнена колосникова решітка, яка із нижньою частиною ламелі утворює канал між завантажувальною камерою та камерою допалювання, при цьому канал виконаний збільшеним принаймні до 350 мм. Відомості, що підтверджують реалізацію заявленого рішення. Схема конструкції топкової частини котла, що заявляється, наведена на кресленні, де: 1 - завантажувальна камера; 2 - камера допалювання; 3 - ламель; 4 - водонаповнена колосникова решітка; 5 - система подачі повітря. Рішення топкової частини котла, що заявляється, дозволяє створити гібридний котел, який використовує два види горіння (піролізне та верхнє) і є однаково ефективним для спалювання як вугілля, так і дерева, торфу. Фактично збільшення розміру каналу (відстань від нижньої частини ламелі 3 до колосникової решітки 4) дозволяє збільшити зону горіння для твердого палива, та відповідно розподілити теплове навантаження на топкову частину по більшій площі (оскільки чим менший канал, тим більше на нього теплове навантаження). Відтак, таке конструкційне рішення дозволяє відмовитися від футерування топкової частини котла та відповідно зменшити його матеріалоємність при виготовленні (використання жаростійких та дорогих матеріалів). Збільшення каналу принаймні до 350 мм пояснюється рекомендованими насипними нормами для піролізних котлів, де, наприклад, рекомендована насипна норма в завантажувальній камері для вугілля становить 200-350 мм (в залежності від потужності котла). Таким чином утворюється димообіг як над шаром палива, так і в нижній частині завантажувальної камери 1 за рахунок збільшеного каналу між камерами понад насипну норму. Ламель 3 містить систему подачі повітря 5 як в зону горіння, так і в камеру допалювання 2. Повітря підводиться також і через звичайні для твердопаливних котлів бічні повітроводи (на кресленні не пронумеровано) як у верхню зону горіння, так і під колосникову решітку в нижню зону горіння. У нижній частині завантажувальної камери 1 - паливо газифіковане за прямим процесом, а у верхній - за оберненим. Наявність нижньої зони горіння дає можливість підтримувати вищу температуру зони відновлення в порівнянні з котлами оберненого процесу, завдяки чому розкладання продуктів сухої перегонки палива (крекінг-смол і ін.) відбувається досконаліше. Така конструкція топкової частини твердопаливного котла дає можливість спалювати паливо з малим виходом продуктів піролізу (вугілля, деякі сорти торфу), як в звичайному твердопаливному котлі. Так як рекомендований насипний шар вугілля для піролізних котлів становить 200-350 мм, то залишається повітряний простір, достатній для ефективного спалювання таких видів палива. Також можливим є спалювання твердого палива з великим виходом продуктів піролізу (дерево, торф, відходи с/г виробництва і т.д.), оскільки паливо, що знаходиться у верхній частині котла (при рекомендованому повному завантаженні), по мірі вигоряння в нижній частині, опускається і проходить всі стадії процесу газифікації - просушка, суха перегонка, відновлення, киснева зона і потрапляє в зольник (тому можна використовувати паливо із вологістю більше 20-35 %). Величина каналу між ламеллю 3 і колосниковою решіткою 4 розраховується за принципом забезпечення можливості ефективного спалювання палива з малим вмістом летких речовин (вугілля) та забезпечення розподілу температури горючих газів за площею, розміри якої 2 UA 96728 U дозволяють не перевищувати допустимої величини теплонапруженості поверхні в зоні найвищого нагріву та, відповідно, роблять непотрібним футерування котла. На кресленні, 500 мм - це приклад величини каналу між водонаповненою колосниковою решіткою та ламеллю, 280 мм - насипний рівень вугілля. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Топкова частина твердопаливного котла, що містить корпус, який розділений ламеллю на завантажувальну камеру та камеру допалювання, при цьому всередині ламелі розміщено систему подачі повітря, в нижній частині завантажувальної камери розміщена водонаповнена колосникова решітка, яка із нижньою частиною ламелі утворює канал між завантажувальною камерою та камерою допалювання, яка відрізняється тим, що канал виконаний збільшеним принаймні до 350 мм. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F23C 7/00
Мітки: тимощука, топкова, котла, твердопаливного, частина
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-96728-topkova-chastina-tverdopalivnogo-kotla-v-timoshhuka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Топкова частина твердопаливного котла в. тимощука</a>
Попередній патент: Спосіб діагностики когнітивних дисфункцій, переважно у вагітних і породілей
Наступний патент: Спосіб прогнозування зрощення перелому
Випадковий патент: Ємність