Результат интеллектуальной деятельности: ТОПКА С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ СЛОЕМ

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано при сжигании энергетических твердых топлив низкого качества, а также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известна топка кипящего слоя, содержащая камеру сгорания с размещенным под ней воздушным коробом, в котором установлен бункер золы, причем в его верхней части расположены воздухоподающие трубы, подключенные к полости короба своими торцами (Патент ФРГ №3115236, кл. F23C 11/02, опубл. 30.04.83).

Недостатком известного устройства являются пониженные экономичность и надежность вследствие недостаточного охлаждения золы в бункере и неравномерности вывода золы по сечению камеры сгорания.

Известна топка кипящего слоя, содержащая камеру сгорания с размещенным под ней воздушным коробом, в котором установлен бункер для золы, причем в его верхней части расположены воздухоподающие трубы, подключенные к полости короба своими торцами, в бункере дополнительно установлена по крайней мере одна труба, подключенная к полостям воздухоподающих труб и полости короба. Воздухоподающие трубы снабжены колпачками для выхода воздуха. Бункер подключен к устройству удаления золы. Дополнительная труба (или трубы) рассекает бункер на две (или несколько) зоны, улучшая равномерность слива слоя по всей площади камеры (Авторское свидетельство SU N1149105 A, опубл. 17.04.85).

По совокупности признаков это техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.

Недостатком известного устройства являются пониженные экономичность и надежность вследствие недостаточного охлаждения золы в бункере и остающиеся неравномерности вывода крупнофракционной золы по сечению камеры сгорания.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных из уровня в технике решений. Результаты поиска показали, что предлагаемое изобретение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.

Заявляемое техническое решение позволит обеспечить равномерное распределение воздуха по слою, достаточно охладить золу и обеспечить равномерность вывода крупнофракционной золы и агломератов по всему сечению топки, а также удалить из точек наиболее удаленных от оси сливного патрубка бункера золы, образовывающиеся в процессе эксплуатации возможные агломераты и крупнофракционную золу, что позволит исключить зашлаковку решетки и повысить надежность и экономичность установки.

Предложена топка с циркулирующим кипящим слоем, состоящая из камеры сгорания с устройством для ввода топлива, размещенный под камерой сгорания воздушный короб, в верхней части которого расположена воздухораспределительная решетка провального типа, состоящая из воздухоподводящих труб, снабженных колпачками с круглыми отверстиями, и разделенная на секции с отдельными сливными бункерами золы, встроенными в воздушный короб, причем количество устанавливаемых бункеров определяется в соответствии с соотношением паропроизводительности одной секции решетки (Д_секции) к общей паропроизводительности котла (Д_котла), при этом суммарное сечение выходных отверстий колпачков (Σf_отв, м²) составляет не менее 2% от общего сечения решетки (F_p, м²). Для большей равномерности слива боковые грани сливного бункера золы наклонены под углом не менее 55° к горизонтали и подключены к шнековому золоудалителю.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена топка, продольный разрез; на фиг.2 - вид A по фиг.1; на фиг.3 - график зависимости паропроизводительности одной секции решетки от паропроизводительности котла.

Топка с циркулирующим кипящим слоем содержит камеру сгорания 1 с устройством для ввода топлива 2, размещенный под камерой сгорания воздушный короб 3, в верхней части которого расположена воздухораспределительная решетка 4 провального типа со сливным бункером золы 5, соединенным со шнековым золоудалителем 6. Воздухораспределительная решетка 4 состоит из воздухоподводящих труб 7, снабженных колпачками 8 с круглыми отверстиями. Воздухораспределительная решетка 4 разделена на секции с отдельными сливными бункерами золы 5, встроенными в воздушный короб 3. Количество устанавливаемых бункеров 5 определяется в соответствии соотношением паропроизводительности одной секции решетки (Д_секции) к общей паропроизводительности котла (Д_котла), при этом суммарное сечение выходных отверстий колпачков (Σf_отв, м²) составляет не менее 2% от общего сечения решетки (F_p, м²), что позволяет обеспечить равномерное удаление из точек наиболее удаленных от оси патрубка сливного бункера 7 золы крупнофракционных кусков золы и образующихся в процессе эксплуатации агломератов золы. Удельная паропроизводительность секции определяется при рабочих условиях: расход подаваемого топлива и воздуха, температура материала слоя, порозность слоя. Причем сумма паропроизводительностей всех секций решетки равна паропроизводительности котла. Накопленный опыт свидетельствует, что в котлах с циркулирующим кипящим слоем в зависимости от паропроизводительности котла Д_котла=(4÷1000)т/ч оптимальное значение паропроизводительности одной секции решетки составляет , данный диапазон значений секция позволит выбрать и оптимизировать количество выводов золы (бункеров) и, соответственно, секций решетки для котлов с различной паропроизводительностью котла. Для большей равномерности слива боковые грани сливного бункера 5 золы наклонены под углом не менее 55° к горизонтали и подключены к шнековому золоудалителю 6.

Топка с циркулирующим кипящим слоем работает следующим образом.

Через устройство для ввода топлива 2 в камеру сгорания 1 подается топливо. Воздух подается вентилятором в воздушный короб 3, омывая сливные бункеры 5 золы, воздух поступает в воздухораспределительную решетку 4 и через круглые отверстия в колпачках 8 воздух поступает в зону циркулирующего кипящего слоя. Дробленое топливо, подаваемое через устройство для ввода топлива 2, имеет широкий гранулометрический состав, и в зону циркулирующего кипящего слоя могут попадать куски породы диаметром выше расчетного, а также в процессе эксплуатации возможно образование агломератов. Крупные куски и агломераты выпадают из зоны циркулирующего кипящего слоя и, проходя между колпачками 8 и воздухораздающими трубами 7, движутся вдоль стенок сливного бункера 5 золы, наклоненных под углом не менее 55° к горизонтали, и удаляются из бункера золы посредством шнекового золоудалителя 6. Причем благодаря правильно подобранному количеству бункеров 5 золы, выбранных в соответствии с соотношением паропроизводительности одной секции решетки (Д_секции) воздухораспределительной решетки 4 к общей паропроизводительности котла (Д_котла) и суммарном сечении выходных отверстий колпачков Σf_отв≥2%F_p, достигается равномерное удаление из точек наиболее удаленных от оси сливного патрубка бункера золы крупнофракционных кусков золы и образовывающихся в процессе эксплуатации агломератов.