PL151687B1

PL151687B1 - Sposób i urządzenie do spalania węgla w palenisku żeliwnych kotłów członowych do centralnego ogrzewania pomieszczeń

Info

Publication number: PL151687B1
Application number: PL25952586A
Authority: PL
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1990-09-28

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	151 687

- Λ '	Patent dodatkowy	ClUtllSU
	do patentu nr---	OGÓŁU
	Zgłoszono: 86 05 14 (P, 259525)
	Pierwszeństwo -	Int. Cl.^s F23B 7/00
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 87 12 14
RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 03 29

Twórcy wynalazku: Mieczysław Cywioki, Marian Forma, Andrzej Krzemiński,

Teresa Krzemińska, Józefa Niemiec, Mieczysław Niemiec, Sylwester Pitas, Krzysztof Torończak

Uprawniony z patentu: Naczelna Organizacja Techniczna Oddział Krakowski Zespół Usług Teohnicznych, Kraków; Ośrodek Postępu Technicznego Naczelna Organizacja Techniczna, Warszawa; Dolnośląskie Zakłady Metalurgiczne Dozamet”, Nowa Sól (Polska)

SPOSÓB I URZĄDZENIE DO SPALANIA WĘGLA W PALENISKU ŻELIWNYCH KOTŁÓW CZŁONOWYCH DO CENTRALNEGO OGRZEWANIA POMIESZCZEŃ

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do spalania węgla w palenisku żeliwnych kotłów członowych do centralnego ogrzewania pomieszczeń dostosowanych do spalania koksu, ewentualnie mieszanki koksowo-węglowej.

Znany sposób i urządzenie do spalania węgla w kotłach żeliwnych członowych z dolnym spalaniem polega na zastosowaniu paleniska narzutowego typu WECK do kotłów Eca pozwalającego utrzymać na dodatkowym ruszcie kotła, stałą, niewysoką warstwą węgla oraz doprowadzeniu wtórnego powietrza za pomocą pionowych rur wprowadzonych do komory paleniskowej. Niedogodnością tego sposobu jest częste przepalanie się dodatkowego żeliwnego rusztu, który nie jest chłodzony wodą możliwość zastosowania dla ściśle określonego sortymentu węgla - giysiku oraz konieczność fachowego dozoru.

Inny znany sposób i urządzenie do spalania drobnych sortymentów węgla łącznie z miałem polega na wprowadzeniu rusztu wibracyjnego do żeliwnego kotła członowego. Niedogodnością tego sposobu jest duża strata przesypowa oraz ograniczenie stosowania węgla o zawartości popiołu nie przekraczającej około 15%. Powyżej tej zawartości następuje zaszlakowanie rusztu oraz gwałtowny spadek wydajności cieplnej, wymagający częstej interwencji palacza.

Inny sposób i urządzenie znane z patentu PRL nr 27 036 polega na odprowadzeniu gazów palnych z górnej strefy kotła żeliwnego, członowego podczas spalania węgla, mieszaniu ich z powietrzem i spalinami oraz wprowadzeniu ich pod ruszt dla całkowitego dopalenia· Niedogodnością tego sposobu jest konieczność prawie ciągłego dozoru kotła ze względu na detonaoje występujące przy węglu o zróżnicowanym sortymencie lub ilości częśoi lotnych.

Następny znany z patentu PRL nr 25 073 sposób polega na doprowadzeniu powietrza wtórnego do warstwy palącego się w kotle żeliwnym, ozłonowym węgla, za pomooą umieszczonych w komorze spalania rur poziomych z daszkami· Niedogodnością tego sposobu jest zawieszanie

151 687

151 6θ7 _się węgla w komorze spalania, a po wytworzeniu się pustej przestrzeni pomiędzy rusztem a rurą doprowadzającą powietrze, na zawieszonym rozżarzonym węglu tworzą się spieki hamujące proces spalania.

Znane jest również rozwiązanie wg patentu PRL nr 41 572, w którym zespół doprowadza jąoy powietrze wtórne do strefy spalania znajduje się w ceramicznej ściance działowej oddzielającej komorę dopalania od komory paliwowej i składa się z kołowych lub prostokątnych kanałów zakończonych dyszami. Powietrze do tego zespołu doprowadzone jest z komory paliwowej. Niedogodnością tego rozwiązania jest brak osobnej regulacji powietrza wtórnego oraz zatykanie się tych kanałów częściami smolistymi i sadzą powstałą w komorze paliwowej w prooesie odgazowania węgla. Ww. rozwiązanie nie może byó stosowane w kotłach żeliwnych członowych ze względu na występujący w nich podział komory spalania, dopalania i chłodzenia gazów spalinowyoh.

W patencie nr 25 075 opisane jest również stosowanie rur pionowych z otworami doprowadzającymi wtórne powietrze do palącego się węgla, zakończonych stożkowo lub rozszerzonych dla powstania w tej strefie przestrzeni umożliwiającej łatwy kontakt węgla z powietrzem, a tym samym lepsze spalanie. Niedogodnością tego sposobu jest szybkie niszczenie rur umieszczonyoh w strefie wysokich temperatur, gdyż doprowadzane grawitacyjne powietrze nie zapewnia dostatecznego ochłodzenia ich ścianek.

Znany sposób spalania mieszanek koksowo-węglowych, lub samego węgla bezpośrednio na ruszcie kotła żeliwnego, członowego z dolnym spalaniem polega na okresowym, ozęstym dosypywaniu małych porcji węgla na żarzący się węgiel, czy koks. Niedogodnością tego sposobu jest zatykanie się kanałów dymowych kotła osadzająoą się sadzą i smołą, wydzielanie się przy zasypywaniu węgla dużej ilości części lotnych, które nie spalone zanieczyszczają środowisko naturalne oraz powodują znaczne obniżenie sprawności spalania. Również po częściowym zatkaniu się pionowych kanałów spalinowych kotła następuje wydzielanie się z kotła tlenku węgla do kotłowni, narażając obsługę na zatrucia.

Celem wynalazku jest usunięcie tych niedogodności i zapewnienie racjonalnego spalania węgla wszystkich sortymentów z wyłączeniem pyłu i mułu, w kotłach opalanych dotychczas koksem, lub mieszanką koksowo-węglową, zwłaszcza żeliwnych, członowych z dolnym spalaniem.

Sposób spalania węgla w palenisku żeliwnych kotłów członowych do centralnego ogrzewania pomieszczeń, polega na wstępnym podpaleniu i rozżarzeniu paliwa w ilości od 10 do 50% pojemności komory paleniskowej, zależnie od sortymentu paliwa, a następnie uzupełnieniu do wysokości drzwiczek zasypowych paliwa. Podczas procesu jego spalania podaje się w sposób grawitacyjny powietrze pierwotne pod ruszt i w sposób wymuszony podgrzane powietrze wtórne pod ruszt i do komory spalania.

Istotą sposobu spalania węgla według wynalazku jest, że przy kolejnym napełnianiu paliwa pozostawia się przestrzeń do wysokości drzwiczek zasypowych, równą objętości jednej warstwy rozżarzonego węgla, spoczywającego na ruszcie w procesie jego wstępnego spalania i uzupełnia się tę przestrzeń żarem wydobytym z przestrzeni nad rusztem. Po czasie od dwóch do trzech godzin wtłacza się do strefy rozżarzonego węgla w tej komorze paleniskowej i do strefy podrusztowej kotła mieszaninę spalin i powietrza oraz ewentualnie pary wodnej, podgrzaną do temperatury 80 do 250°C, korzystnie po czasie kiedy temperatura spalin, zgromadzonych w czopuchu, wynosi około 120°C, po ozym prowadzi się prooes spalania węgla od dołu, a od góry prowadzi się proces odgazowywania powierzchniowego paliwa, przemieszczanego w dół komory paleniskowej. Następuje jego zamiana na półkoks, przy czym oba te procesy wykorzystuje się aż do obniżenia się paliwa do poziomu S zbliżonego do wylotu dysz podających tę mieszankę spalin i powietrza. Cykl ten powtarza się, przy zastosowaniu okresowego odżużlowania i odpopielania kotła, przy czym ilość powietrza wtórnego, doprowadzonego do strefy dopalania i chłodzenia gazów spalinowych, a także powietrza dodatkowego, doprowadzonego przez klapę w drzwiczkach zasypowych stanowi 50 do 60% całkowitej ilości powietrza doprowadzanego do spalania w kotle.

Urządzenie do spalania węgla w palenisku żeliwnym kotłów członowych do centralnego ogrzewania pomieszczeń, zawiera układ do grawitacyjnego doprowadzania powietrza pierwotnego oraz wentylator wyciągowo-nawiewny, którego wlot jest połąozony z atmosferą i za pomooą rurocią151 687 gu z czopuchem, a wylot powietrza pierwotnego i podgrzanego powietrza wtórnego wraz z spalinami i parą wodną jest połączony rurociągiem z przestrzenią pod rusztem i ze strefą komory spalania. Rurociągi te zawierają klapy regulacyjne, a ponadto posiada przenośny łamacz żużla.

Istotą urządzenia według wynalazku jest to, że w miejscu usytuowania dwóch środkowych rzędów pokrywek luków wyczystnych, są zamocowane wzdłuż kotła członowego i podłużne skrzynki metalowe z uchylnymi klapami regulacyjnymi, które służą do doprowadzania powietrza wtórnego w górną strefę komory paleniskowej, za pośrednictwem skośnych króćców rurowych. W ich dolnych końcach przymocowane są tuleje osłonowe wykonane z żeliwa lub ceramiki i zaopatrzone w otworki perforaoyjne. Nad wylotami tych króćców są umieszczone przesłony dławiące, przymocowane do śrub nastawczych. W skład urządzenia wchodzi zespół wymuszonego doprowadzania podgrzanej mieszaniny powietrza i spalin, składający się z wentylatora wy ciągowo-nawiewnego, którego przewód wlotowy i przewód wylotowy jest umieszczony w podgrzewaczu, połączonym rurociągiem ssawnym z czopuohem kotła członowego. Do przewodu wylotowego jest podłączony kolektor podgrzanej mieszanki powietrza i spalin, z którego pierwszym odgałęzieniem są dwa przewody rurowe wprowadzające tę mieszankę pod ruszt, a następnym rozgałęzieniem są rury rozprowadzające z zaokrąglonymi dyszami, doprowadzonymi do strefy rozżarzonego węgla w komorze paleniskowej, chronione płaszczem wodnym połączonymi z komorą zbiorczą. W poziomych kanałach dymowyoh są umieszczone rynienki z wodą, w których osadza się pył dymnicowy w postaci szlamu. Wentylator jest zaopatrzony na wlocie w termostat sterujący przesłoną lub w termometr, a na jego wylocie jest zainstalowany manometr kontaktowy, sterujący napędem wentylatora.

Zaletą sposobu spalania węgla według wynalazku jest przede wszystkim możliwość racjonalnego spalania wszystkich sortymentów z wyłączeniem pyłu i mułu w kotłach przeznaczonych do spalania koksu lub mieszanki węglowo koksowej. Spalanie węgla przebiega z właściwą sprawnością i wymogami stawianymi przez ochronę atmosfery.

Zaletą sposobu spalania węgla według wynalazku jest zmniejszenie pracochłonności przy obsłudze kotła oraz poprawa warunków BHP w kotłowni.

W porównaniu do głównie stosowanego dotychczas sposobu spalania koksu czy mieszanki węglowo koksowej, gdzie odźużlanie kotła przeprowadza się co około 8 godzin, przy spalaniu węgla w kotle Eca IV przy pomocy sposobu według wynalazku czynność tę przeprowadza się co 16 do 24, a nawet 36 godzin. Wynika to z faktu, że w sposobie spalania węgla według wynalazku 25 do 55% powietrza do spalania doprowadzone jest przez klapę w drzwiczkach zasypowych, a więc nie przepływa przez paliwo umieszczone na ruszcie jak to odbywa się tradycyjnie, przez co unika się tworzenia spieków topiącego się żużla i popiołu, a nawet po jego utworzeniu się spalanie nie ulega zahamowaniu, gdyż niezbędne powietrze dopływa przez węgiel od góry do dołu spalanej warstwy oraz przez kanały obejściowe rusztu zastosowane na przykład w kotle Eca IV.

Zaletą sposobu spalania według wynalazku jest możliwość bezpiecznej pracy kotłów nawet przy ograniczonej obsłudze, bowiem zasypany węglem i na jego górnej powierzchni żarem kocioł praouje stabilnie przy regulacji dopływu powietrza za pomocą miarkownika spalania, czy regulatora ciśnienia paiy. Po około 2 do 3 godzin rozpalenia zasypany węgiel palący się od spodu na ruszcie oraz odgazowywująoy od górnej części poprzez przesuwający się w dół strefę płomienia jest odgazowany i zamieniony w półkoks, co pozwala na stabilne prowadzenie kotła tak, jak by był opalany koksem.

Zastosowanie nadmuchu mieszaniny powietrza, spalin i ewentualnie pary pozwala na pracę kotła w układzie paleniska gazogeneratorowego, przez co uzyskuje się poprawę sprawności spalania od 8 do 12%.

Zaletą sposobu spalania węgla według wynalazku jest możliwość stosowania tego sposobu w ograniczonym zakresie, to jest bez wtłaczania mieszaniny powietrzno-spalinowej. Ten uproszczony sposób winien być stosowany w kotłowniach mniejszych o ograniczonej obsłudze lub wbudowanych w podpiwniczenia budynków.

Urządzenie do stosowania sposobu spalania węgla według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny kotła żeliwnego członowego Eca IV wraz z oprzyrządowaniem, fig. 2 przekrój poprzeczny kotła Eoa IV

151 687 z oprzyrządowaniem; fig. 3 widok z góry na kocioł Eca IV z częścią oprzyrządowania; fig. 4 - przekrój poprzeczny poprzez zespół doprowadzający powietrze wtórne; fig. 5 przekrój ze szczegółem rur doprowadzających mieszaninę powietrza i spalin.

Urządzenie według wynalazku posiada obudowę kotła członowego 1 z otworami włazowymi zamykanymi klapą 3 i 6 wewnątrz której znajduje się komora paleniskowa 4, ruszt 2 i komora podrusztowa 5. V/ komorze podrusztowej 5 usytuowany jest łamacz żużla składający się z ramy 10, popychacza 11 połączonego z dźwignią 12 i nożem 7, do którego zamocowana jest mimośrodowa podpora 8 połączona drugim końcem z kołami jezdnymi 9· W miejscu usytuowania dwóch środkowyoh rzędów pokrywek 15 luków wyczystnych, eą zamocowane wzdłuż kotła członowego 1 podstawy 17a dwóch podłużnyoh skrzynek metalowych 17 z uchylnymi klapami regulacyjnymi 18, które służą do doprowadzenia powietrza wtórnego w górną strefę komory paleniskowej 4, za pośrednictwem skośnych króćców rurowych 19 z przymocowanymi na ich dolnych końoach tulejami osłonowymi 20, wykonanymi z żeliwa lub ceramiki i zaopatrzonymi w otworki perforacyjne 20a. Nad wylotami króćców 19 są umieszczone przesłony dławiące 21, przymocowane do śrub nastawczych 22. Urządzenie posiada zespół wymuszonego doprowadzania podgrzanej mieszaniny powietrza i spalin, składający się z wentylatora wyciągowo-nawiewnego 23 połączonego za pomocą elastycznego przewodu 28 z przewodem wlotowym 24 i przewodem wylotowym 25, które są umieszczone w podgrzewaczu 26, połączonym rurociągiem ssawnym 27 z czopuchem 14 kotła członowego 1. Do przewodu wylotowego 25 jest podłączony kolektor 34 podgrzanej mieszanki powietrza i spalin wyposażony w klapy regulacyjne 34a i 35a, z którego pierwszym odgałęzieniem są dwa przewody rurowe 35 wprowadzającymi tę mieszankę pod ruszt 2, a następnym rozgałęzieniem są rury rozprowadzające 37 z zaokrąglonymi dyszami 37a, doprowadzonymi do strefy rozżarzonego węgla w komorze paleniskowej 4 na wysokości S od poziomu. Rury rozprowadzające 37 są chronione płaszczem wodnym 38, połączonymi z komorą zbiorczą 39. Podgrzewacz 26 posiada klapę regulacyjną 30 oraz przysłonę 29 regulującą dopływ mieszaniny powietrza i spalin. Wentylator 23 jest zaopatrzony na wlocie w termostat 31 sterujący przesłoną 36 lub w termometr 32, a na jego wylocie jest zainstalowany manometr kontaktowy 33 sterujący napędem wentylatora 23

W poziomych kanałach dymowych 13 są umieszczone rynienki 40 z wodą, w których osadza się pył dymnicowy w postaci szlamu.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób spalania węgla w palenisku żeliwnych kotłów członowych do centralnego ogrzewania pomieszczeń, polegający na wstępnym podpaleniu i rozżarzeniu paliwa w ilości od 10 do 30% pojemności komory paleniskowej, zależnie od sortymentu paliwa, a następnie uzupełnieniu do wysokości drzwiczek zasypowych paliwa i podczas procesu jego spalania i podawaniu w sposób grawitacyjny powietrza pierwotnego pod ruszt i w sposób wymuszony podgrzanego powietrza wtórnego pod ruszt i do komory spalania, znamienny tym, że przy kolejnym napełnianiu paliwa pozostawia się przestrzeń do wysokości drzwiczek zasypowych, równą objętości jednej warstwy rozżarzonego węgla, spoczywającego na ruszcie w procesie jego wstępnego spalania i uzupełnia się tę przestrzeń żarem wydobytym z przestrzeni nad rusztem, a następnie po czasie od dwóch do trzech godzin wtłacza się do strefy rozżarzonego węgla w tej komorze paleniskowej i do strefy podrusztowej kotła mieszaninę spalin i powietrza oraz ewentualnie pary wodnej, podgrzaną do temperatury 80 do 250°C, korzystnie po czasie kiedy temperatura spalin, zgromadzonych w czopuchu wynosi około 120°C, po czym prowadzi się proces spalania węgla od dołu, a od góry prowadzi się proces odgazowywania powierzchniowego paliwa, przemieszczanego w dół komory paleniskowej, prowadzącego do jego zamiany na półkoks, przy czym oba te procesy wykorzystuje się aż do obniżenia się paliwa do poziomu (S) zbliżonego do wylotu dysz podających tę mieszankę spalin i powietrza, i cykl ten powtarza się, przy zastosowaniu okresowego odżużlowania i odpopielania kotła, przy czym ilość powietrza wtórnego, doprowadzonego do strefy dopalania i chłodzenia gazów spalinowych, a także powietrza dodatkowego, doprowadzonego przez klapę w drzwiczkach zasypowych stanowi 30 do 60% oałkowitej ilości powietrza doprowadzonego do spalania w kotle.

151 687
2. Urządzenie do spalania węgla w palenisku żeliwnym kotłów członowych do centralnego ogrzewania pomieszczeń, zawierające układ do grawitacyjnego doprowadzenia powietrza pierwotnego oraz wentylator wyciągowo-nawiewny, którego wlot jest połączony z atmosferą i za pomocą rurociągu z czopuchem, a wylot powietrza pierwotnego i podgrzanego powietrza wtórnego wraz ze spalinami i parą wodną jest połączony rurociągiem z przestrzenią pod rusztem i ze strefą komory spalania, przy czym rurociągi te zawierają klapy regulacyjne, a ponadto jest zaopatrzone w przenośny łamacz żużla, znamienne tym, że w miejscu usytuowania dwóch środkowych rzędów pokrywek (15) luków wyczystnych, aą zamocowane wzdłuż kotła członowego (1) podstawy (17a) dwóch podłużnych skrzynek metalowych (17) z uchylnymi klapami regulacyjnymi (18), które służą do doprowadzenia powietrza wtórnego w górną strefę komory paleniskowej (4), za pośrednictwem skośnych króćców rurowych (19) z przymocowanymi na ich dolnych końcach tulejami osłonowymi (20), wykonanymi z żeliwa lub ceramiki i zaopatrzonymi w otworki perforacyjne (20a), a nad wylotami tych króćców (19) są umieszczone przesłony dławiące (21), przymocowane do śrub nastawczyoh (22) a ponadto w skład urządzenia wchodzi zespół wymuszonego doprowadzania podgrzanej mieszaniny powietrza i spalin, składający się z wentylatora wyciągowo-nawiewnego (23), którego przewód wlotowy (24) i przewód wylotowy (25) jest umieszczony w podgrzewaczu (26), połączonym rurociągiem ssawnym (27) z czopuchem (14) kotła członowego (1), a do przewodu wylotowego jest podłączony kolektor (34) podgrzanej mieszanki powietrza i spalin, z którego pierwszym odgałęzieniem są dwa przewody rurowe (35) wprowadzającymi tę mieszankę pod ruszt (2), a następnym rozgałęzieniem są rury rozprowadzające (37) z zaokrąglonymi dyszami (37a)» doprowadzonymi do strefy rozżarzonego węgla w komorze paleniskowej (4) na wysokości (S) od poziomu, chronione płaszczem wodnym (38), połączonymi z komorą zbiorczą (39)» przy czym w poziomych kanałach dymowych (13) są umieszczone rynienki (40) z wodą, w których osadza się pył dymnicowy w postaci szlamu.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wentylator (23) jest zaopatrzony na wlocie w termostat (31) sterujący przesłoną (36) lub w termometr (32), a na jego wylocie jest zainstalowany manometr kontaktowy (33) sterujący napędem wentylatora (23).

FIG.1

151 687

-15Ί ⁶⁸⁷

F\6A