RU2737060C1

RU2737060C1 - Forked grate (versions)

Info

Publication number: RU2737060C1
Application number: RU2020112513A
Authority: RU
Inventors: Алексей Валериевич Андреев
Original assignee: Алексей Валериевич Андреев
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-11-24

Abstract

FIELD: heat power engineering.SUBSTANCE: grate is made of separate alternating moving and fixed grate plates equipped with air holes arranged one above the other with vertical clearance and cut U-shaped, except for lower plate, so that form a recess, and the longitudinal edges of the plates are not superimposed on each other, wherein one of the plates has a limiting collar against early unburnt fuel loss.EFFECT: increased operational reliability and quality of ash high-grade fuel combustion.2 cl, 9 dwg

Description

Устройство относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в бытовых и промышленных котлах и горелках с целью получения тепловой энергии при сжигании твердого топлива в виде гранул (пеллет) и угля.The device relates to thermal power engineering, namely to devices for fuel combustion and can be used in domestic and industrial boilers and burners in order to obtain thermal energy when burning solid fuel in the form of granules (pellets) and coal.

Известна горелка пеллетная [RU 123499 27.12.2012 U1], содержащая блок управления, теплоизолированную установочную плиту, закрепленный на ней корпус горелки, ограждающий полость горения, колосник, устройство поджига, расположенное над колосником и содержащее металлический корпус с отверстиями для входа и выхода воздуха, и размещенный в нем электрический нагреватель; закрепленные на корпусе дутьевой камеры вентилятор и трубу для приема пеллет, наклонный лоток подачи пеллет, находящийся под трубой для приема пеллет и состоящий из верхней и нижней частей, установленных с зазором один выше другого, а в указанный зазор установлен фотоприемник, отличающаяся тем, что электрический нагреватель, находящийся в корпусе устройства поджига, имеет поперечное расположение по отношению к оси горелки и нагнетаемому потоку воздуха, крепление установочной плиты на корпусе отопительного устройства осуществляется в проеме отопительного устройства с возможностью поворота, достигаемого креплением элементов горелки на установочной плите со смещением в сторону оси поворота.Known pellet burner [RU 123499 27.12.2012 U1], containing a control unit, a heat-insulated mounting plate, a burner body fixed on it, enclosing a combustion cavity, a grate, an ignition device located above the grate and containing a metal body with openings for air inlet and outlet, and placed therein an electric heater; a fan and a pipe for receiving pellets fixed on the body of the blowing chamber, an inclined tray for feeding pellets located under the pipe for receiving pellets and consisting of upper and lower parts installed with a gap one above the other, and a photodetector is installed in this gap, characterized in that the electric the heater located in the ignition device housing has a transverse arrangement with respect to the burner axis and the forced air flow, the mounting plate is fastened to the heating device housing in the opening of the heating device with the possibility of rotation, achieved by fastening the burner elements on the mounting plate with displacement towards the pivot axis ...

Недостаток устройства заключается в отсутствии автоматической очистки топки горелки. При сжигании высокозольного топлива зашлаковывается колосниковая решетка и для её очистки необходимо регулярно останавливать горелку и производить чистку вручную, что делает практически невозможным использование такого топлива. The disadvantage of the device is the lack of automatic cleaning of the burner furnace. When burning high-ash fuel, the grate is slagged and for its cleaning it is necessary to regularly shut down the burner and clean it manually, which makes it practically impossible to use such fuel.

Слоевые топки с неподвижными колосниковыми решетками имеют значительный механический недожог из-за неравномерного подвода воздуха по поверхности колосниковой решетки.Layer furnaces with fixed grate grates have significant mechanical underburning due to uneven air supply over the grate surface.

Известна ступенчатая колосниковая решетка с чередующимися неподвижными и подвижными колосниковыми элементами [SU 8566 A1, 30.03.1929]. Недостатком данного технического решения является сложность изготовления, большое количество деталей и то, что производится только поперечная подвижка топлива, а продольной очистки не происходит. Колосниковые пластины трутся друг относительно друга, что со временем может привести к износу и заклиниванию. Также при такой конструкции не очищаются от налипающего шлака продольные щели колосника. При этом сложность изготовления и стоимость такой решетки гораздо выше предлагаемого решения.Known stepped grate with alternating fixed and movable grate elements [SU 8566 A1, 03/30/1929]. The disadvantage of this technical solution is the complexity of manufacturing, a large number of parts and the fact that only transverse movement of the fuel is performed, and longitudinal cleaning does not occur. The grate plates rub against each other, which over time can lead to wear and seizure. Also, with this design, the longitudinal slots of the grate are not cleared of sticking slag. Moreover, the complexity of manufacturing and the cost of such a grid is much higher than the proposed solution.

Известен механизм для очистки пеллетной горелки [UA 83866 U, 25.09.2013], содержащий как минимум две колосниковые решетки. Верхняя колосниковая решетка неподвижно соединена со стенкой монтажной панели, а нижняя выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения. Колосниковые решетки размещены в топке пеллетной горелки горизонтально. A known mechanism for cleaning a pellet burner [UA 83866 U, 25.09.2013], containing at least two grates. The upper grate is fixedly connected to the wall of the mounting panel, and the lower one is made with the possibility of reciprocating movement. The grates are placed horizontally in the pellet burner firebox.

Недостаток механизма в том, что производится только поперечная подвижка топлива на ограниченном участке колосниковой решетки, а продольной шуровки не происходит. The disadvantage of the mechanism is that only the transverse movement of the fuel is carried out in a limited section of the grate, and the longitudinal skimming does not occur.

Известна колосниковая решетка [RU 2656774 C1, 06.06.2018], содержащая дутьевые щели и по меньшей мере один шурующий элемент, причем шурующий элемент выполнен с возможностью прохождения сквозь дутьевые щели решетки и слой топлива в направлении снизу вверх, очистки дутьевых щелей, шуровки слоя топлива и выталкивания наверх спекшихся кусков шлака. По меньшей мере один шурующий элемент выполнен с возможностью перемещения его вдоль или поперек колосниковой решетки в момент его выхода из слоя топлива и дутьевых щелей и расположения его в новом месте. По меньшей мере один шурующий элемент выполнен с возможностью либо изменения угла наклона, либо изгиба.Known grate [RU 2656774 C1, 06.06.2018], containing the blast slots and at least one blasting element, and the blasting element is configured to pass through the blasting slots of the grate and the fuel layer in the direction from the bottom up, cleaning blast slots, shurating the fuel layer and pushing up the sintered pieces of slag. At least one rustling element is made with the possibility of moving it along or across the grate at the moment of its exit from the fuel layer and the blast slots and its location in a new place. At least one rustling element is configured to either change the angle of inclination or bend.

Недостаток колосниковой решетки в том, что производится только продольная подвижка топлива, а поперечной очистки не происходит. Как результат - недостаточное качество устранения шлакования топки при сжигании высокозольного гранулированного твердого топлива.The disadvantage of the grate is that only the longitudinal movement of the fuel is performed, and there is no transverse cleaning. As a result - insufficient quality of elimination of furnace slagging during combustion of high-ash granular solid fuel.

Техническая задача изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности колосниковой решетки и качества сгорания высокозольного гранулированного топлива (пеллет).The technical problem of the invention is to simplify the design, improve the reliability of the grate and the quality of combustion of high-ash granular fuel (pellets).

Технический результат - устранение шлакования топки, повышение долговечности конструкции за счет отсутствия трения между пластинами и улучшение качества сжигания высокозольного топлива, например, пеллет из отходов сельхозобработки (лузга подсолнечника, гречихи).The technical result is the elimination of furnace slagging, an increase in the durability of the structure due to the absence of friction between the plates, and an improvement in the combustion quality of high-ash fuel, for example, pellets from agricultural waste (sunflower husk, buckwheat).

Технический результат достигается использованием колосниковой решетки для сжигания топлива, выполненной из отдельных чередующихся подвижных и неподвижных колосниковых пластин, снабженные воздуходувными отверстиями, расположенных одна над другой с вертикальным зазором и вырезанных U-образно кроме нижней пластины таким образом, что образуют углубление, а продольные кромки пластин не накладываются друг на друга.The technical result is achieved by using a grate for burning fuel, made of separate alternating movable and stationary grate plates, equipped with blowing holes located one above the other with a vertical gap and cut in a U-shape except for the bottom plate in such a way that they form a recess, and the longitudinal edges of the plates do not overlap.

Возможен вариант исполнения колосниковой решетки для сжигания топлива, выполненной из отдельных чередующихся подвижных и неподвижных колосниковых пластин, снабженных воздуходувными отверстиями, расположенных одна над другой с вертикальным зазором и вырезанных U-образно кроме нижней пластины таким образом, что образуют углубление, а продольные кромки пластин не накладываются друг на друга, при этом одна из пластин имеет ограничивающий бортик от преждевременного выпадения несгоревшего топлива.A variant of the grate for fuel combustion is possible, made of separate alternating movable and stationary grate plates, equipped with blowing holes, located one above the other with a vertical gap and cut in a U-shape except for the bottom plate in such a way that they form a recess, and the longitudinal edges of the plates do not are superimposed on each other, while one of the plates has a limiting flange against premature loss of unburned fuel.

При такой конструкции колосника, топка горелки не требует обслуживания в течение длительного времени. With such a grate design, the burner firebox does not require maintenance for a long time.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

Очистка колосниковой решетки производится сдвигом подвижных секций относительно неподвижных на величину от ½ до 1/10 глубины топки горелки. При этом производится продвижение горящего слоя пеллет в глубь топки одновременно со стряхиванием пепла, шлака, золы в зольник теплового агрегата. Очистка производится без остановки процесса горения через заданный интервал времени, который устанавливается исходя из величины зольности топлива. На колосниках, после осуществления хода очистки, остаются очаги распространения горения. Наличие таких очагов дает возможность не гаснуть пламени при очистки топки горелки.The grate is cleaned by shifting the moving sections relative to the fixed ones by ½ to 1/10 of the depth of the burner furnace. At the same time, the burning layer of pellets is advanced into the depth of the furnace simultaneously with shaking off the ash, slag, ash into the ash pan of the heating unit. Cleaning is performed without stopping the combustion process at a specified time interval, which is set based on the ash content of the fuel. On the grates, after the cleaning process, there are foci of combustion propagation. The presence of such centers makes it possible not to extinguish the flame when cleaning the burner furnace.

Такая конструкция обеспечивает полное сгорание твердого топлива за счет контроля продолжительности его пребывания на колосниковой решетке. В отличии от уже известных конструкций, очистка и продвижение топлива по колоснику в данной конструкции производится как поперечными так и продольными кромками пластин. Такая конструкция подвижной колосниковой решетки позволяет не забиваться топке горелки твердыми отходами горения и при этом минимизируется выброс недогоревших частиц топлива в зольник котла при использовании высокозольных пеллет. Плавное движение подвижных секций не разрушает активную зону горения, что позволяет снизить выбросы окиси углерода при очистке колосника.This design ensures complete combustion of solid fuel by controlling the duration of its stay on the grate. In contrast to the already known designs, cleaning and propelling of fuel along the grate in this design is carried out both by the transverse and longitudinal edges of the plates. This design of the movable grate allows not to clog the burner furnace with solid combustion waste and at the same time minimizes the release of unburned fuel particles into the boiler ash pan when using high-ash pellets. The smooth movement of the moving sections does not destroy the active combustion zone, which makes it possible to reduce carbon monoxide emissions when cleaning the grate.

Пластины колосника расположены друг над другом с зазором, который регулируется установочными шайбами. Через зазор (щели), который образуется между пластинами колосника, и воздуходувные отверстия поступает первичный воздух для горения топлива в топке горелки. При очистке колосника, подвижные пластины совершают возвратно-поступательные движения относительно неподвижных. Таким образом, щели в колоснике постоянно прочищаются от твердых продуктов сгорания и остаются всегда чистыми в течении всего отопительного сезона. Проведенные испытания показали, что горелка с данной конструкцией колосника может работать на высокозольном топливе без очистки весь отопительный сезон.The grate plates are located one above the other with a gap that is adjusted with shims. Through the gap (slots), which is formed between the grate plates, and the blowing holes, the primary air for fuel combustion enters the burner furnace. When cleaning the grate, the movable plates reciprocate relative to the stationary ones. Thus, the gaps in the grate are constantly cleaned of solid combustion products and remain always clean throughout the entire heating season. The tests carried out have shown that a burner with this grate design can operate on high-ash fuel without cleaning the entire heating season.

Верхний колосник может иметь бортик от преждевременного выпадения несгоревших пеллет, который выдвигается из топки горелки вместе с подвижными секциями колосников при осуществлении хода очистки.The upper grate can have a side to prevent unburned pellets from falling out prematurely, which is pulled out of the burner furnace together with the movable grate sections during the cleaning process.

Привод подвижных секций может осуществляться посредством кривошипно-шатунного механизма, линейным приводом или пневмо- гидро-цилиндром.The drive of the movable sections can be carried out by means of a crank mechanism, a linear drive or a pneumatic-hydraulic cylinder.

На фигуре 1 показан вид колосниковой решетки сверху. Figure 1 shows a top view of the grate.

На фигуре 2 - вид колосниковой решетки сбоку. Перечень позиций: 1 - первая верхняя подвижная пластина, 2 - вторая неподвижная пластина, 3 - третья подвижная пластина, 4 - четвёртая неподвижная пластина, 5 - бортик от преждевременного выпадения несгоревшего топлива, 6 - привод перемещения пластин.Figure 2 is a side view of the grate. List of positions: 1 - the first upper movable plate, 2 - the second fixed plate, 3 - the third movable plate, 4 - the fourth fixed plate, 5 - the side against the premature fallout of unburned fuel, 6 - the drive for moving the plates.

На фигуре 3 показана первая верхняя подвижная пластина, на фигуре 4 - вторая неподвижная пластина, на фигуре 5 - третья подвижная пластина, на фигуре 6 - четвёртая неподвижная пластина.Figure 3 shows the first upper movable plate, figure 4 - the second fixed plate, figure 5 - the third movable plate, figure 6 - the fourth fixed plate.

На фигуре 7 показано фото собранной колосниковой решетки. Figure 7 shows a photo of the assembled grate.

На фигуре 8 - фото разобранной колосниковой решетки. Figure 8 is a photo of a disassembled grate.

На фигуре 9 - фото колосниковой решетки, установленной в горелку. Figure 9 is a photo of the grate installed in the burner.

Преимущества данной конструкции.The advantages of this design.

1. Возможность работы на высокозольных пеллетах.1. Ability to work on high-ash pellets.

2. Отсутствует необходимость обслуживания и очистки топки горелки в течении длительного времени.2. There is no need for maintenance and cleaning of the burner furnace for a long time.

3. Постоянная величина аэродинамического сопротивления колосника благодаря тому, что щели между пластинами колосника остаются свободными от твердых продуктов горения.3. The constant value of the grate aerodynamic resistance due to the fact that the gaps between the grate plates remain free of solid combustion products.

4. Качественное сгорание высокозольного топлива. Это достигается постоянной величиной подачи первичного воздуха и регулируемым временем частоты очистки. Топливо находится в топке горелки столько времени, сколько необходимо для полного выжигания до несгораемого остатка.4. High-quality combustion of high-ash fuel. This is achieved by a constant primary air supply and a time-controlled cleaning frequency. The fuel is in the burner furnace for as long as it takes to completely burn out to a non-combustible residue.

5. Благодаря вырезам в пластинах колосника минимизируются риски коробления при неравномерном нагреве.5. Thanks to the cutouts in the grate plates, the risk of warping during uneven heating is minimized.

6. Простота и надежность конструкции.6. Simplicity and reliability of the design.

7. Снижение рабочей температуры колосника вследствие большой площади обдува пластин проходящим первичным воздухом.7. Decrease in the operating temperature of the grate due to the large area of the blast of the plates by the passing primary air.

8. Увеличение срока работы колосника за счет отсутствия трения между пластинами как в известных конструкциях.8. Increasing the life of the grate due to the absence of friction between the plates as in the known designs.

9. Образованное пластинами углубление способствует более компактному формированию порции топлива при горении.9. The recess formed by the plates contributes to a more compact formation of a portion of the fuel during combustion.

Claims

1. A grate made of separate alternating movable and fixed grate plates, equipped with blowing holes, located one above the other with a vertical gap and cut in a U-shape, except for the bottom plate, so that they form a recess, and the longitudinal edges of the plates do not overlap each other on a friend.

2. A grate made of separate alternating movable and fixed grate plates, equipped with blowing holes, located one above the other with a vertical gap and cut in a U-shape, except for the bottom plate, in such a way that they form a recess, and the longitudinal edges of the plates do not overlap. on the other, while one of the plates has a limiting edge to prevent unburned fuel from falling out prematurely.