ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Существующие отопительные установки на твердом топливе - печи и котлы требуют частой добавки топлива по мере его выгорания, одной загрузки достаточно на один-два часа. Это недопустимо в случаях, когда возникает необходимость в длительной отлучке обслуживающего персонала или владельца. Для предотвращения замораживания системы отопления в котлах предусматривают установку
ТЭНов, это оправдано при бесперебойном снабжении электроэнергией. Существенно облегчить эксплуатацию котла и в какой-то мере решить, выше названную проблему призван отопительный котел на твердом топливе «Гейзер».

Конструкция котла «Гейзер» представляет собой сварную стальную многосекционную колонну, установленную над зольником. Разрез котла представлен на рисунке. Котел состоит из внешней и внутренней водогрейных камер-рубашек, в которых происходит нагрев воды. Камеры соединяются между собой четырьмя трубками по две вверху и внизу. Внутренняя стенка внутренней водогрейной рубашки служит загрузочной камерой, предохраняя уголь от излишнего нагрева и, в тоже время, подогревая его для лучшего сгорания. Под загрузочной камерой над колосниковой решеткой расположен направляющий конус, основной задачей которого является равномерное распределение угля в зоне горения. Между загрузочной камерой и колосниковой решеткой расположена зона горения, через которую проходят толстостенные трубки для нагрева воздуха. Этот воздух дожигает образующийся при неполном сгорании угля угарный газ и горючую пыль, большую часть смол и ядовитых газов-продуктов термического разложения угля. Верхняя часть котла представляет собой трубу большого диаметра и служит дымосборником. Зольник представляет собой металлический ящик, снабженный дверцами для удаления золы и задвижкой для подвода воздуха. Зольник изготавливается из стали, объемом в половину объема загрузочной камеры.

Загрузка угля производится через крышку, расположенную над загрузочной камерой. Уголь, падая вниз, сползает по конусу на колосниковую решетку и заполняет всю зону горения. По мере выгорания нижних слоев угля и осыпания золы и шлака в зольник, верхние слои угля продвигаются вниз, сползая по конусу к периферии зоны горения. Этот процесс продолжается пока не выгорит весь уголь. Дожидаться полного выгорания топлива нет необходимости. Открыв крышку, можно добавить очередную порцию
топлива, не опасаясь выброса пыли, золы и горячих газов. Слой несгоревшего угля служит своеобразным предохранителем от подобных неприятностей. Необходимо очищать зольник по мере его заполнения.

Мощность котла регулируется задвижкой на двери зольника и (или) заслонкой в дымовой трубе.

Предлагаемый отопительный котел «Гейзер» упрощает обслуживание, снижает затраты на эксплуатацию КПД не менее 70 %. Первый образец отработал в качестве водогрейного котла 5 месяцев. Замечаний по работе и обслуживанию нет. Отзывы по работе отличные. В сравнении с ранее стоявшим котлом АСОТТ отмечены более удобная загрузка, нетребовательность к качеству и составу топлива (был случай загрузки угля перемешанного на половину с землей). Устанавливаемая система электроподогрева и блок автоматики исключают возможность размораживания системы отопления зимой.

Котел «Гейзер» (рабочее название) изготовлен на заводе «Сельмаш» в
г. Новокузнецке и установлен там же для проведения испытаний в мае 2001 г. До настоящего времени работает исправно, нареканий у обслуживающего персонала нет.

Результат испытаний:

Максимальная мощность 48 кВт;

КПД в диапазоне 25-35 кВт 72%;

КПД в режиме максимальной мощности 60%.

После прогрева котла до рабочих параметров наблюдается резкое снижение дымления.

Визуальное сравнение с котлами беспламенного горения типа АСОТТ - существенно в пользу «Гейзера».

Отклонения КПД от расчетных вызвано отсутствием теплоизоляции наружного бака котла и дымосборника.

Замеры производились по двум ртутным термометрам, установленным на входе воды в котел и выходе из него и водосчетчиком типа СГВ.

Предложения по улучшению работы котла:

1. Утеплить котел и дымовую трубу.

2. Увеличить высоту трубы до 5-6 метров.

Технический результат, который получается от использования котла заключается в увеличении полноты сгорания топлива и повышении эффективности работы котла.

Конструкция дополнительного топочного устройства с установленным на колоснике конусом позволяет предотвратить образование застойной зоны с неполным сгоранием топлива в центральной зоне колосника, обусловленное периферийной подачей воздуха в камеру сгорания. Твердое топливо под действием силы тяжести через топливную трубу падает на конус с ссыпается на периферийную часть колосника, где происходит его сгорание. Для более рационального использования площади колосника, на которой происходит сгорание топлива, необходимо учитывать, что топливо из топливной трубы ссыпается конусообразно с углом конусности, равным углу естественного откоса топлива, поэтому величина зазора между колосником и нижней кромкой топливной трубы должна быть такой, чтобы топливо полностью покрывало площадь между конусом дополнительного топочного устройства и стенкой камеры сгорания, что обеспечит полное сгорание топлива. Величина зазора, диаметр топочной трубы и диаметр камеры сгорания связаны определенным соотношением.

На рисунке изображен общий вид отопительного котла.

Котел содержит цилиндрический корпус 1 с камерой сгорания 2, образующей кольцевую водяную рубашку 3, снабженную патрубками 4 и 5 подвода и отвода воды, а также колосник 6 и зольник 7, причем в верхней части зольника имеются отверстия 8 для подачи воздуха. Корпус сверху закрыт крышкой 9.

В камере сгорания 2 установлено дополнительное топочное устройство, выполненное в виде вертикальной топливной трубы 10, проходящей сквозь крышку 9 корпуса, а под трубой, соосно с ней, на колоснике установлен конус 11, диаметр основания которого равен диаметру топливной трубы и угол при основании конуса примерно равен углу естественного откоса топлива. Топливная труба 9 может быть снабжена водяной рубашкой 12, соединенной посредством патрубков 13 и 14 с водяной рубашкой 3 корпуса. Камера сгорания снабжена патрубком 15, сообщенным с дымовой трубой.

Котел работает следующим образом.

Для розжига топлива на колосник 6 укладывают быстровозгораемое топливо, например, щепки, стружки и т.п. После прогрева топливную трубу 10 заполняют твердым топливом. Благодаря наличию на колоснике конуса 11 топливо ссыпается из топливной трубы по конусу на периферийную часть колосника, где происходит подача воздуха, что позволяет увеличить полноту сгорания топлива и повысить экономичность работы котла.