RU231252U1 - Шурующий агрегат для топочного устройства паровых и водогрейных котлов средней тепловой мощности - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для организации топочного процесса топочной камеры котла на всех режимах тепловой нагрузки. Шурующий агрегат для топочного котла, размещаемый в нижней части топочной камеры и включающий шурующую планку, приводимую в движение механическим приводом, при этом приводной механизм выполнен в виде цепного полотна, зацепленного на ведущую и натяжную звездочки, на котором равноудаленно установлены шурующие планки, причем в зоне нагрева планки проходят над колосниковой решеткой топочной камеры, каждая планка составлена из набора больших и малых ножей, выполненных в виде отдельных фигурных пластин, плотно посаженных на поперечные штанги и замкнутых с обеих концов посредством Г-образных концевых элементов, через которые планка закреплена к цепному полотну на разъемное соединение. Кроме того, на цепном полотне равноудаленно установлены до трех шурующих планок. Кроме того, шурующая планка составлена чередующимся расположением больших и малых ножей. Кроме того, шурующая планка составлена из набора больших и малых ножей, посаженных на две или три поперечные штанги. Технический результат: увеличение КПД сгорания топлива за счет эффективного шурования слоя топлива и удаления очаговых остатков из топочной камеры. 4 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для организации топочного процесса топочной камеры котла на всех режимах тепловой нагрузки.

Известна топка механическая с шурующей планкой марки ТШПм-2,5 (см.https://zavodbkez.ru/topki-mehanicheskie/tshpm 2.5m?yclid=10760298730133127167), предназначенная для сжигания сортированных и рядовых каменных и бурых углей. При этом топка включает решетку колосниковую, основание, планку шурующую, каретку с опорами, раму каретки, штангу с опорой, привод, вал с опрокидывающимися колосниками, механизм электрический прямоходный, бункер топлива. Топка устанавливается в котельных, оснащенных системой подачи топлива и системой золоудаления, что полностью механизирует ручной труд кочегара и обеспечивает автоматическую работу по заданному циклу в системе автоматики котла.

Кроме того, известны механические топочные устройства типа ТЧЗМ (см. https://www.kvzr.ru/tchzm-27-4.html?ysclid=m2ir2a2oh3684214086), предназначенные для сжигания твердого топлива в паровых котлах. Топки работают по принципу непрерывного заброса топлива на горящий слой, при медленном движении решетки обеспечивается нижнее зажигание по всей площади колосникового полотна. Особенностью этих топок является совмещение двух способов заброса топлива на решетку: механического, как основного, и пневматического, необходимого для развеивания пылевых фракций и организаций их горения в топочном объеме. Процесс горения может быть автоматизирован с помощью регуляторов подачи топлива и воздуха, а также регулятора разряжения в топке.

Недостатками известных устройств является необходимость регулярного контроля и обслуживания, что создает дополнительную нагрузку для технологического и технического персонала. Кроме того, требуется точная настройка параметров для обеспечения оптимального сгорания, что может быть сложно в условиях переменного качества топлива. Эффективность работы устройств значительно снижается при использовании топлива низкого качества, что может привести к неравномерному сгоранию.

Из уровня техники также известно топочное устройство (см. RU №2263250, кл. F23B1/16, опубл. 27.10.2005) со слоевым сжиганием твердого топлива на колосниковых решетках, в том числе кускового, гранулированного и пылевидного. Устройство включает узел подачи топлива, неподвижную и подвижную колосниковую решетку, и два яруса сопел вторичного воздуха на лобовой стенке, где нижний ярус сопел направлен вдоль колосниковой решетки, а верхний - вниз под острым углом, в дополнение к поворотным соплам на задней стенке, размещенным выше уровня узла подачи и ниже верхнего яруса сопел.

Однако, наличие нескольких элементов (подвижная и неподвижная решетки, несколько ярусов сопел) усложняет конструкцию устройства, что также снижает его надежность по причине подверженности к возможным частым поломкам. Кроме того, различные ярусы сопел могут быть подвержены засорению, что требует регулярного контроля и очистки.

Задача, на решение которой направлено заявленное устройство, заключается в повышении эффективности теплообмена в топочной камере.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в создании устройства шурующего агрегата простейшей конструкции, способствующей увеличении КПД сгорания топлива за счет эффективного шурования слоя топлива и удаления очаговых остатков из топочной камеры.

Для достижения поставленной задачи шурующий агрегат для водогрейного топочного котла, размещаемый в нижней части топочной камеры и включающий шурующую планку, приводимую в движение механическим приводом, при этом приводной механизм выполнен в виде цепного полотна, зацепленного на ведущую и натяжную звездочки, на котором равноудаленно установлены шурующие планки, причем в зоне нагрева планки проходят над колосниковой решеткой топочной камеры, каждая планка составлена из набора больших и малых ножей, выполненных в виде отдельных фигурных плоских пластин, плотно посаженных на поперечные штанги и замкнутых с обоих концов посредством концевых уплотняющих элементов, имеющих Г-образную форму в поперечном срезе, через которые планка закреплена к цепному полотну на разъемное соединение. Кроме того, на цепном полотне равноудаленно установлены до трех шурующих планок. Кроме того, шурующая планка составлена чередующимся расположением больших и малых ножей. Кроме того, шурующая планка составлена из набора больших и малых ножей, посаженных на две или три поперечные штанги.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с известными признаками свидетельствует о соответствии изобретения критерию «новизна».

Совокупность новых признаков обеспечивает решение технической задачи, а именно, повышение эффективности теплообмена в топочной камере за счет снижения химического и механического недожога, улучшения экологических показателей в результате уменьшения выбросов топливной пыли, окислов азота и углерода в атмосферу. Заявленное устройство шурующего агрегата с нестандартной кинематической схемой одностороннего движения планок обеспечивает качественное удаление шлака и шурование слоя топлива. При этом за счет конструктивных особенностей заявленного устройства создается оптимальный гидродинамический режим с нарастающей активизацией горения в топочной камере с эффективным теплосъемом топочными панелями и, в целом, увеличивается тепловая производительность котлоагрегата. Кроме того, отсутствие системы охлаждения планок упрощает и увеличивает ресурс эксплуатации, а также способствует оптимальному режиму и безопасности работы котлоагрегата.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежом, где

на фиг. 1 - схематично показан общий вид шурующего агрегата;

на фиг.2 - вид спереди планки шурующего агрегата с разрезом А-А (вид сбоку ножа планки);

на фиг. 3 - фрагмент расположения больших и малых ножей в наборе планки;

на фиг. 4 - концевые элементы планки

(а - схема установки концевых элементов на планке, 6 - концевой элемент).

Конструкция агрегата предназначена для использования в конструкциях водогрейных котлов со слоевым сжиганием твердого топлива на колосниковых решетках. Подобные котлы содержат топочные камеры, оборудованные узлом подачи топлива, неподвижным колосниковым полотном с подводом первичного воздуха, устройством подвода вторичного воздуха, топочными панелями и шуровочным механизмом. Как правило, подвод первичного воздуха осуществляют под решетку, а подвод вторичного воздуха организовывают тангенциальным входом в топочную камеру для обеспечения турбулентности надслойного горения мелких фракций.

Заявленное устройство шурующего агрегата расположено в нижней части топочной камеры и включает цепное полотно 1, выполненное, например, на базе двух бесконечных стальных цепей, зацепленное через ведущую (приводную) 2 и ведомую (натяжную) 3 звездочки, на котором равноудаленно установлены, по меньшей мере, три планки 4. Звездочка 2 установлена на валу редуктора, соединенного с приводом 5. При этом верхняя рабочая часть цепи полотна 1 проходит над колосниковой решеткой, а нижняя -по подколосниковой ненагреваемой зоне (см. фиг. 1).

Каждая планка 4 состоит из трех поперечных штанг 6, на которые через сквозные посадочные отверстия размещены малые и большие ножи 7, 8 и концевые элементы 9. В целях снижения материалоемкости возможно использование штанг 6 в количестве двух единиц. В этом случае, ножи 7, 8 и концевые элементы 9 могут быть посажены на штанги 6 на крайние отверстия.

Ножи представляют собой отдельные фигурные пластины, отличающиеся формами и размерами: малые плоские 7 и большие с выступом 8, которые плотно посажены на штанги 6 по чередующейся схеме, например, через каждые три малых 7 располагают один большой нож 8. Таким образом, в экспериментальном устройстве высота малых ножей составляла 60 мм, больших ножей с выступами - 120 мм, диаметр стержней штанги 6 - 22 мм.

Планки 4 разъемно закреплены к цепному полотну 1 через концевые элементы 9, выполненные в виде Г-образной в поперечном срезе пластины и установленные на штанги 6 на концах планок через сквозные отверстия. При этом, элементы 9 также удерживают ножи 7, 8 на штангах 6, для чего, прикреплены к звену цепи полотна 1 на разъемное соединение известными способами, например, на штифты (см. фиг. 2-4).

Чередующаяся схема расположения ножей на планках 4 может отличаться таким образом, что на следующей планке ножи с выступами 8 могут быть расположены со сдвигом по штанге 6 относительно таких ножей на других планках 4.

Полезная модель реализуется следующим образом.

Шурующие планки 4 на полотне 1 посредством привода 5 перемещаются по заданной траектории над колосниковой решеткой с максимальным погружением в шлаковую подушку, при этом за счет профильной геометрии, сформированной в результате чередующегося расположения ножей 7, 8 на штангах 6, способствуют эффективному удалению очаговых остатков и качественному смесеобразованию несортированного твердого топлива. Первый уровень (от малых ножей 7) способствует погружению в шлаковую подушку, а второй уровень (от больших ножей 8 с выступами) по принципу грабель эффективно разрыхляет верхний горящий слой угля.

Скорость движения шурующих планок может быть настроена посредством потенциометра с пульта управления агрегата, например, в пределах 0-19 м/час. При максимальной тепловой нагрузке топки и котла скорость движения планок может составить до 15 м/час из расчета продолжительности прохождения планки по всей длине колосниковой решетки в течение 17-20 минут. За это время нагрев планок происходит в допустимых значениях и не требует дополнительных мероприятий для охлаждения. На выходе из топочного пространства планка сбрасывает шлак в бункер и далее охлаждается в естественных условиях во время прохождения в ненагреваемой подрешеточной зоне в течение 35-40 минут, после чего, планка снова возвращается в топку. Экспериментальным путем установлено, что для стандартных котлов с зеркалом топочной камеры длиной около 5 м достаточно установки трех шурующих планок.

Заявленное устройство эффективно обеспечивает режим горения низкосортного твердого топлива с большим содержанием пылевидных фракций за счет неподвижного колосникового полотна, в котором нет провала в зольное пространство очаговых остатков и мелкого несгоревшего топлива, что обеспечивает полный объем сгорания вносимого топлива в топку.

Шурующие планки обеспечивают эффективное сжигание низкосортных углей, в составе которых может быть завышенное содержание пылевидных фракций размерами частиц до 3 мм. Кроме того, заявленное техническое решение обеспечивает возможность организации топочного процесса в развитом слое топлива высотой до 300 мм.

Таким образом, использование нового устройства шурующего агрегата для котлов будет способствовать увеличению КПД сгорания топлива за счет повышения эффективности теплообмена в топочной камере, улучшения экологических показателей по выбросу вредных веществ и создания оптимального режима работы котлоагрегата.

Claims (3)

1. Шурующий агрегат для топочного котла, размещаемый в нижней части топочной камеры и включающий шурующую планку, приводимую в движение механическим приводом, отличающийся тем, что приводной механизм выполнен в виде цепного полотна, зацепленного на ведущую и натяжную звездочки, на котором равноудаленно установлены шурующие планки, при этом в зоне нагрева планки проходят над колосниковой решеткой топочной камеры, каждая планка составлена из набора больших и малых ножей, выполненных в виде отдельных фигурных пластин, плотно посаженных на три поперечные штанги, причем с обоих концов наборы ножей замкнуты посредством Г-образных концевых элементов, через которые планка закреплена к цепному полотну на разъемное соединение.

2. Шурующий агрегат для топочного котла по п. 1, отличающийся тем, что на цепном полотне равноудаленно установлены до трех шурующих планок.

3. Шурующий агрегат для топочного котла по п. 1 или 2, отличающийся тем, что шурующая планка составлена чередующимся расположением больших и малых ножей.