RU2527534C1

RU2527534C1 - Firegrate

Info

Publication number: RU2527534C1
Application number: RU2013115734/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Иванович Горбатенко
Original assignee: Евгений Иванович Горбатенко
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2014-09-10

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: firegrate is made as cone-shaped, which expands to the bottom, and its body is formed by concentrically aligned rings, between which there are spaces, rings are connected to each other by means of ribs, at the same time the upper part of the firegrate body is equipped with a solid boss made as dome-shaped.

EFFECT: increased efficiency of burning in a firegrate zone and improved completeness of fuel burning.

2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкциям колосниковых решеток, и может быть использовано в различных топочных устройствах, в частности в теплогенераторах.The invention relates to a power system, in particular, to designs of grates, and can be used in various furnace devices, in particular in heat generators.

Известна колосниковая решетка к топочному устройству для сжигания твердого топлива, которая выполнена в виде размещаемой на опорах топочной камеры круглой плиты со сквозными отверстиями или прозорами для прохода воздуха в камеру, сквозные отверстия или прозоры расположены в концентрично ориентированных относительно центральной зоны плиты рядах, между которыми на тыльной поверхности плиты размещены ребра охлаждения, поперечные сечения прозоров радиально ориентированы относительно центральной зоны плиты, а образующие их поверхностей или оси симметрии сквозных отверстий плиты однонаправленно наклонены к рабочей поверхности плиты с образованием острых углов, вершины которых ориентированы в направлении, противолежащем вращению часовой стрелки, а величина острого угла между образующими поверхностей прозоров или осями симметрии сквозных отверстий и рабочей поверхности плиты составляет 30-60°. Плита образована секторными пластинами, радиально ориентированные поверхности которых имеют выемки и выступы для контактного взаимодействия смежных секторных пластин между собой (патент на полезную модель РФ №238896, опубл. 20.01.2010 г.).A grate to a combustion device for burning solid fuel is known, which is made in the form of a round stove placed on the supports of the combustion chamber with through holes or openings for air to enter the chamber, through holes or openings are arranged in rows concentrically oriented relative to the central zone of the stove, between which cooling ribs are placed on the back surface of the plate, the cross sections of the openings are radially oriented relative to the central zone of the plate, and the surface th or symmetry axis of the plate through-holes are unidirectionally inclined to the plate working surface with the formation of sharp angles, the vertices of which are oriented in the direction opposite to clockwise rotation, and the acute angle between the generatrix of the clearance surfaces or the axis of symmetry of the plate through-holes and the plate working surface is 30-60 °. The plate is formed by sector plates, the radially oriented surfaces of which have recesses and protrusions for contact interaction of adjacent sector plates with each other (patent for utility model of the Russian Federation No. 238896, publ. 01.20.2010).

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является колосниковая решетка, выполненная в виде полого конуса с соединенными между собой концентрично ориентированными ребрами, между которыми имеются прозоры (патент CN 201155772, приоритет от 2008-11-26).The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is the grate, made in the form of a hollow cone with concentrically oriented ribs interconnected, between which there are gaps (patent CN 201155772, priority from 2008-11-26).

Недостатком данной конструкции является его невысокая эффективность, т.к. в процессе горения в верхней части решетки не обеспечивается высокая температура, т.е. при прохождении топлива по колосниковой решетке сверху вниз полное воспламенение топлива происходит уже в нижней части решетки, тогда как верхняя часть колосниковой решетки не участвует в процессе горения. Это приводит к снижению эффективности горения и, как следствие, к неполному сгоранию топлива.The disadvantage of this design is its low efficiency, because during combustion in the upper part of the grate, a high temperature is not provided, i.e. when fuel passes through the grate from top to bottom, complete ignition of the fuel occurs already in the lower part of the grate, while the upper part of the grate does not participate in the combustion process. This leads to a decrease in combustion efficiency and, as a result, to incomplete combustion of fuel.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности горения в верхней зоне колосниковой решетки и улучшение полноты сгорания топлива.The technical task of the invention is to increase combustion efficiency in the upper zone of the grate and improve the completeness of combustion of fuel.

Техническая задача достигается тем, что колосниковая решетка выполнена конусообразной формы, расширяющейся к низу, а ее тело образовано концентрично ориентированными кольцами, между которыми имеются прозоры, кольца соединены друг с другом ребрами, при этом верхняя часть тела колосниковой решетки снабжена цельным приливом, выполненным куполообразной формы.The technical problem is achieved in that the grate is made in a cone-shaped shape, expanding towards the bottom, and its body is formed by concentrically oriented rings, between which there are gaps, the rings are connected to each other by ribs, while the upper part of the grate is provided with an integral tide, made dome-shaped .

Сравнение заявляемой колосниковой решетки с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:A comparison of the inventive grate with the prototype shows that it differs in the following features:

- в верхней части тела колосниковой решетки выполнен прилив;- a tide is made in the upper part of the body of the grate;

- прилив выполнен цельным;- the tide is solid;

- прилив выполнен куполообразной формы.- the tide is made dome-shaped.

Поэтому можно предположить, что заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна».Therefore, we can assume that the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Изготовление цельного куполообразного прилива в верхней части колосниковой решетки позволяет существенным образом повысить эффективность процесса сгорания. Это может быть связано с тем, что за счет цельного куполообразного прилива, который в процессе горения нагревается до высокой температуры, топливо начинает воспламеняться уже верхней части решетки, т.е. процесс горения начинается непосредственно на монолитном раскаленном приливе. При этом воздух, протягиваемый через прозоры колосниковой решетки, огибает куполообразную форму прилива, что дополнительно приводит к изменению ориентации факела относительно точки горения, активизируя зону активного горения. В отличие от прототипа это позволяет эффективно использовать все тело заявляемой колосниковой решетки, начиная с ее вершины. Как показали проведенные эксперименты, температура в зоне горения на 30-50% выше, чем на колосниковой решетке без куполообразного прилива. Более того, заявляемая форма колосниковой решетки обеспечивает незначительное золообразование, т.е. использование заявляемой колосниковой решетки позволяет обеспечить высокую полноту сгорания топлива, которая, в свою очередь, исключает процесс «зарастания» колосниковой решетки продуктами неполного сгорания топлива. Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».The manufacture of a single domed tide in the upper part of the grate allows to significantly increase the efficiency of the combustion process. This may be due to the fact that due to the integral dome-shaped tide, which is heated to a high temperature during combustion, the fuel begins to ignite already at the top of the grate, i.e. the combustion process begins directly on a monolithic hot flush. At the same time, the air drawn through the gaps of the grate, bends around the domed shape of the tide, which additionally leads to a change in the orientation of the torch relative to the burning point, activating the active combustion zone. Unlike the prototype, this allows you to effectively use the whole body of the inventive grate, starting from its top. As the experiments showed, the temperature in the combustion zone is 30–50% higher than on the grate without a domed tide. Moreover, the inventive form of the grate provides insignificant ash formation, i.e. the use of the inventive grate grate allows for a high completeness of fuel combustion, which, in turn, eliminates the process of “overgrowing” the grate grate with products of incomplete combustion of fuel. The above allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

Колосниковая решетка может быть изготовлена из жаропрочного материала, например чугуна, на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».The grate can be made of heat-resistant material, such as cast iron, on standard equipment using well-known technological processes, therefore it meets the criterion of "industrial applicability".

На Фиг.1 схематично показана колосниковая решетка, на Фиг.2 показана колосниковая решетка, установленная в топке.Figure 1 schematically shows the grate, the figure 2 shows the grate installed in the furnace.

Колосниковая решетка 1 выполнена фигурной, а именно ее тело имеет конусообразную форму с расширением к низу. Тело образовано концентрично ориентированными кольцами 2, между кольцами 2 имеются прозоры 3. Сами кольца 2 соединены между собой при помощи ребер 4, образуя внутреннюю полость тела колосниковой решетки. В верхней части тела колосниковой решетки выполнен цельный куполообразный прилив 5. Следует отметить, что колосниковая решетка изготовлена методом литья из жаропрочного чугуна.The grate 1 is made curly, namely, its body has a conical shape with an extension to the bottom. The body is formed by concentrically oriented rings 2, between the rings 2 there are spaces 3. The rings 2 themselves are interconnected by ribs 4, forming the internal cavity of the body of the grate. In the upper part of the body of the grate, a solid dome-shaped tide 5 is made. It should be noted that the grate is made by casting of heat-resistant cast iron.

Твердое топливо сначала попадает на цельный куполообразный прилив 5 колосниковой решетки 1, размещенную в топке 11, где и начинается процесс его горения. Горение топлива осуществляется поэтапно: сначала дегидратация, потом коксование и пиролизация. Пиролизные продукты горения попадают на кольца 2 колосниковой решетки, где процесс горения топлива завершается его газификацией. Через прозоры 3 поступает воздух, обеспечивающий устойчивое горение на колосниковой решетке, а также через прозоры 3 из колосниковой решетки отводится зола.Solid fuel first falls on a solid dome-shaped tide 5 of the grate 1, located in the furnace 11, where it begins the combustion process. Fuel combustion is carried out in stages: first dehydration, then coking and pyrolysis. Pyrolysis combustion products fall on the rings 2 of the grate, where the combustion process ends with its gasification. Through the openings 3, air is supplied, which ensures stable combustion on the grate, and ash is also removed from the grate through the openings 3.

Дополнительно работа заявляемой колосниковой решетки поясняется на Фиг.2. Колосниковая решетка 1 устанавливается, например, в топку 11, которая содержит загрузочную часть 6, воздухозаборную часть 7, выполненную перфорированной. Топка 11 соединена с камерой сгорания 8 и далее с теплообменником 9. Для данной конструкции предпочтительно, чтобы выход теплообменника 9 был соединен с дымососом 10. В загрузочную часть 6 топки 11 загружается топливо, например пеллеты, которые попадают на колосниковую решетку 1. После этого включается дымосос 10. Затем при помощи горелки через перфорационные отверстия воздухозаборной части 7 пеллеты поджигаются и в зоне воздухозаборной части 7 идет процесс активного горения топлива, при этом зона активного горения за счет тяги, создаваемой дымососом 10, смещается в камеру сгорания 8, где происходит газификация топлива. Образованные дымовые газы из камеры сгорания 8 проходят через теплообменник 9, отдавая тепло, и затем через дымосос 10 выводятся.Additionally, the operation of the inventive grate is illustrated in Fig.2. The grate 1 is installed, for example, in the furnace 11, which contains the boot part 6, the air intake part 7, made perforated. The furnace 11 is connected to the combustion chamber 8 and further to the heat exchanger 9. For this design, it is preferable that the output of the heat exchanger 9 be connected to a smoke exhauster 10. Fuel, for example pellets, which enter the grate 1 is loaded into the loading part 6 of the furnace 11. smoke exhaust 10. Then, with the help of a burner, the pellets are ignited through the perforations of the air intake part 7 and the process of active combustion of fuel takes place in the area of the air intake part 7, while the active combustion zone due to the draft created by the smoke sucker 10, is displaced into the combustion chamber 8, where the gasification of fuel. Formed flue gases from the combustion chamber 8 pass through a heat exchanger 9, giving off heat, and then through the exhaust fan 10 are removed.

При использовании заявляемой колосниковой решетки зола образуется только в процессе запуска и останова устройства, т.е. в условиях нестабильной подачи воздуха и топлива. В процессе горения зола не образуется. Как было установлено опытным путем, на 100 кг твердого топлива образуется 1 грамм золы, которая представляет собой шлак, песок и другие негорючие примеси, имеющиеся в топливе.When using the inventive grate, ash is formed only in the process of starting and stopping the device, i.e. in conditions of unstable air and fuel supply. In the process of burning, ash is not formed. As it was established experimentally, per 100 kg of solid fuel 1 gram of ash is formed, which is slag, sand and other non-combustible impurities present in the fuel.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает повышение эффективности горения в зоне колосниковой решетки и улучшение полноты сгорания топлива.Thus, the claimed invention provides improved combustion efficiency in the area of the grate and improves the completeness of combustion of fuel.

Claims

A grate made of conical shape, expanding to the bottom, the body of which is formed by concentrically oriented rings, between which there are gaps, and the rings are connected to each other by ribs, characterized in that the upper part of the grate has a solid tide made in a dome shape.