EA006188B1 - Система для сжигания массового топлива - Google Patents

Abstract

Улучшенная схема для сжигания массы топлива, которая может быть выполнена в различных примерах воплощения и вариантах, включающих конструкции, содержащие независимые средства подачи газа, независимое средство создания газовых импульсов, независимо управляемые вибрационные системы и систему общего контроля, которая может координировать совокупность параметров для оптимального сжигания топлива. Одна из конструкций содержит установленные с частичным наложением одной на другую колосниковые плиты (50), через которые вводится газ для сгорания топлива, и может содержать отверстия для ввода импульсного потока газа для перемешивания топлива, а также для ввода газа с целью локального независимого регулирования температуры. Для обеспечения экономичной и эффективной установки для сжигания топлива могут быть использованы эффективные конструкции тарельчатого клапана.

Description

Область техники

Настоящее изобретение направлено, в основном, на усовершенствование стационарного устройства, предназначенного для сжигания твердого топлива, такого как бытовые и промышленные отходы, хотя будет понятно, что для данного устройства исходным топливом может служить любой из различных видов горючих, сыпучих материалов. Термин массовое топливо (масса топлива), употребляемый в данном описании, означает любое сжигаемое вещество, размещенное на поверхности, или перемещаемое по ней, или вдоль нее. Настоящее изобретение может быть разграничено с известными способами, при реализации которых вещество специально псевдоожижают над поверхностью на определенном расстоянии от нее. Можно разграничить данное изобретение и с теми способами, в соответствии с которыми вещество перед сжиганием необходимо измельчить. Массовое топливо, которое может быть использовано в данном изобретении, включает продукты из эластомеров, уголь, угольные отбросы, канализационный шлам, биомассовые продукты, твердые отходы городского коммунального хозяйства, промышленные отходы, инфекционные отходы и навоз (перечисленные материалы не ограничивают перечень веществ, которые могут быть использованы). Настоящее изобретение относится, в основном, к системам для сжигания, которые могут быть использованы как устройство и способ сжигания массового топлива. В частности, данное изобретение предназначено для создания более совершенного технического средства для эффективного сжигания массового топлива, которое может иметь широкий диапазон изменения характеристик горения при его размещении на колосниковой решетке в печи для сжигания отходов или в обычной печи для сжигания твердого топлива. Данная система для сжигания представляет собой, в частности, улучшенную разработку по сравнению с используемыми в настоящее время печами для сжигания отходов или колосниковыми решетками, а также по сравнению с известными способами сжигания массового топлива.

Предпосылки создания изобретения

Проблема, связанная с сжиганием определенных видов массового топлива, такого как отходы, хорошо известна. Отходы часто характеризуются высоким процентным содержанием медленно горящих или влажных материалов, которые могут замедлять горение и демонстрируют нестабильную скорость горения. Кроме того, состав такого вида топлива может непрерывно меняться в зависимости от погоды, сезона, места, из которого собраны отходы, условий, при которых они накапливаются, и других неконтролируемых и непредсказуемых факторов.

Один из известных способов сжигания отходов включает применение колосниковой решетки, на которой размещают топливо в процессе его сжигания. Указанный способ предполагает разделение колосниковой решетки на две или три отдельные зоны обработки топлива и предусматривает подачу воздуха, необходимого для горения, через камеры повышенного давления или камеры дутья при различных параметрах воздуха для каждой из зон, а также изменение параметров воздушного дутья в зависимости от требуемых условий сжигания. Так, воздух в первой зоне, содержащей только что поступившие в печь, еще не сожженные отходы, может быть подогретым, чтобы осушить поглощенную отходами влагу, при этом начало горения не происходит, пока отходы не поступят в следующую зону, в которую может подаваться другая воздушная смесь. Контроль процесса горения в различных зонах, как считают, ограничен возможностью изменения характеристик воздушного дутья, поступающего в каждую зону. Однако, поскольку толщина слоя отходов и характеристики его горения могут быть неодинаковыми в поперечном направлении любой из зон, время сжигания топлива диктуется зоной самого медленного горения на решетке и, вероятно, может быть самым продолжительным.

Следовательно, может быть желательным разделить поверхность колосниковой решетки на дополнительные зоны и обеспечить независимое управление процессом горения в каждой из зон для достижения максимальной эффективности горения. Кроме того, оптимальное управление должно быть настолько автоматизированным, насколько это возможно, с тем, чтобы каждая зона могла быть непрерывно управляемой и регулируемой для достижения максимальной эффективности сгорания с целью обеспечения наибольшей производительности процесса сжигания топлива. Касаясь эффективности процесса сжигания, следует отметить, что производительность процесса сжигания топлива может определяться содержанием отходов, образующихся в процессе сгорания исходного материала, и/или, в качестве альтернативы, получением в результате сжигания топлива источника энергии, такого как нагретый воздух, горячая вода или пар.

Оптимальная эффективность процесса сгорания или сжигания может быть достигнута путем одновременного перемешивания или рыхления массы топлива и его сжигания. Хотя в известных топочных установках стадии перемешивания или рыхления массы топлива осуществлялись предварительно до его сжигания, комплексная задача рыхления и сжигания топлива с целью дальнейшей оптимизации эффективности процесса сжигания может быть решена за счет использования большого количества различных систем сжигания. В частности, было бы желательно посредством определенных способов обеспечить перемешивание или рыхление топлива в процессе сжигания топлива. В результате общая эффективность процесса сжигания может повыситься.

Одна из известных из уровня техники систем, реализующих рыхление массы топлива, снабжена ступенчатой колосниковой решеткой, все ступени которой или часть ступеней перемещаются так, что

- 1 006188 при этом явно способствуют общему перемешиванию и движению топлива в заданном направлении. Однако может быть желательным обеспечить такую систему для сжигания, которая имеет более простое механическое устройство вместо движущейся колосниковой решетки, что способствует увеличению экономичности данной системы, а также ее производительности или эффективности сжигания топлива.

Средство для перемешивания или рыхления массы топлива может обеспечить подачу через колосниковую решетку воздуха, необходимого для сгорания, используемого одновременно и в качестве средства рыхления топлива. Однако использование подаваемого в установку воздуха для двух указанных целей сжигания и рыхления топлива обуславливает дополнительные проблемы по оптимизации работы установки. Использование одного регулируемого источника подачи воздуха как для сжигания, так и для рыхления не позволяет оптимизировать ни процесс сгорания, ни процесс рыхления. В основном, такая система может обеспечить требуемый расход воздуха для поддержания общего процесса сжигания. Однако в этом случае могут быть не удовлетворены специфические требования, необходимые для рыхления. Подобным образом, такая система может удовлетворять условиям, необходимым для рыхления топлива, но, однако, при этом могут быть не учтены необходимые требования по обеспечению подходящего соотношения расходов кислорода и топлива для горения вследствие подачи или слишком большого или слишком малого расхода воздуха. Наличие лишь одного средства подачи воздуха при необходимости регулирования для учета изменяющихся характеристик горения топлива во многих случаях препятствует эффективному решению проблемы подачи воздуха как для процесса горения, так и для рыхления топлива. Поэтому в системе для сжигания массы топлива желательно достижение эффективной подачи воздуха как для сжигания, так и для рыхления топлива с тем, чтобы обеспечить улучшение общей эффективности или КПД системы.

Одна из систем, ранее разработанных и защищенных патентами США № 4955296 и №5044288 автором настоящего изобретения, раскрывает устройство и способ сжигания массы топлива, использующие стационарную конструкцию колосниковой решетки в системе для сжигания топлива. Данная система включает наклонную конструкцию решетки с перфорированными опорными трубами, предназначенными для ввода воздуха, разрыхляющего топливо, в отдельных местах вдоль ступенчатой конструкции решетки. Сжигание топлива и его рыхление могут осуществляться в отдельных зонах обработки вдоль поверхности решетки, причем с регулированием этих процессов. Указанные разработки, несмотря на то, что они являются исключительно удачными для решения поставленных задач, могут быть улучшены. Дело в том, что они не могут предоставить такое эффективное средство подачи воздуха на горение и воздуха для рыхления к колосниковой решетке, которое теперь стало возможным обеспечить. Производительность или эффективность системы с вводом воздуха для горения и воздуха для рыхления может быть еще больше увеличена путем оптимизации подачи воздуха, достигаемой за счет использования плит колосниковой решетки (колосников) особой конструкции.

Следует также отметить, что вышеуказанные патенты США не могут обеспечить оптимально эффективный контроль параметров горения, не говоря уже о регулировании подачи воздуха для горения и воздуха для перемешивания топлива. Для большего увеличения эффективности горения можно непрерывно контролировать и регулировать и другие параметры системы. Было бы желательным к тому же непрерывно контролировать и регулировать систему для сжигания, выбирая в качестве контролируемых режимных параметров системы, например, температуру в камере сгорания, содержание кислорода и углекислого газа в воздухе, поступающем в камеру, а также расход поступающей массы топлива и другие режимные параметры установки (указанные параметры приведены в качестве примера и не ограничивают перечень контролируемых и регулируемых параметров системы). Кроме того, для повышения эффективности работы системы может быть использован вторичный воздух (продукты сгорания), например рециркулирующий воздух, для контроля температуры в камере сгорания, при этом приведенным примером возможности улучшения характеристик системы не исчерпываются. Рабочие характеристики системы могут быть еще больше оптимизированы путем особого согласования ввода воздуха в систему для сжигания топлива. Таким образом, желательно обеспечить такую систему для сжигания, которая может непрерывно контролировать и регулировать параметры, характеризующие процесс горения, и может оптимизировать эти параметры за счет эффективного использования и включения в состав системы большого количества средств подачи воздуха.

Дополнительно следует отметить, что в системах, используемых для сжигания топлива, образуются агломерированные побочные продукты горения или, возможно, даже шлак, полученные в результате израсходованного или сожженного в установке массы топлива. Поэтому в целях оптимизации расхода воздуха, поступающего на горение, и в других отношениях в используемой системе может быть необходимо эффективно удалять агломерированные побочные продукты сжигания топлива.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает систему для сжигания, устраняющую недостатки, которые могут быть присущи известным из уровня техники системам для сжигания отходов или для сжигания твердого топлива. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает печь для сжигания массового топлива и способы сжигания массового топлива.

- 2 006188

Задачей настоящего изобретения, следовательно, является усовершенствование системы для сжигания массы топлива. В частности, задача данного изобретения состоит в создании такой системы для сжигания массы топлива, которая повышает быстродействие и гибкость контроля процесса сгорания массы топлива. Поэтому цель изобретения заключается в обеспечении системы для сжигания, инжектирующей в массы топлива вторичный газ для рыхления, который может приподнимать, рыхлить, перемешивать и регулировать перемещение топлива в процессе его сжигания.

Еще одной задачей настоящего изобретения может быть разработка системы для сжигания массы топлива, позволяющей в известной степени устранить необходимость механического движения, обычно присущего колосниковой решетке. Цель настоящего изобретения поэтому заключается в обеспечении такой системы для сжигания, которая позволяет решетке быть в значительной степени стационарной.

Другой задачей изобретения является обеспечение системы для сжигания массы топлива, позволяющей избежать влияние неблагоприятных факторов на процесс сжигания топлива. Поэтому целью данного изобретения является обеспечение такой системы для сжигания, которая ограничивает поступление значительного избытка кислорода в виде атмосферного воздуха в средство для ввода топлива.

Задачей настоящего изобретения также может быть разработка такой системы для сжигания массы топлива, которая обеспечивает инжекцию перемешивающего газа с использованием большого количества мест инжекции газа и обеспечивает независимое регулирование величины расхода подаваемого газового потока в каждом месте его ввода. Соответственно, целью настоящего изобретения является разработка системы для сжигания с регулированием скорости или расхода перемешивающего газа в каждом месте его подачи в массу топлива и достижение воздействия, обеспечивающего перемешивание, сушку и регулирование скорости перемещения сжигаемого материала.

В частности, задачей данного изобретения может быть обеспечение системы для сжигания массы топлива, которая позволяет повысить производительность и эффективность сжигания за счет использования определенных средств для ввода газа, необходимого для горения, и ввода разрыхляющего газа. Целью изобретения поэтому является обеспечение системы для сжигания, которая оптимизирует ввод разрыхляющего газа за счет особой конструкции колосниковых плит решетки.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение системы для сжигания, которая позволяет свести к минимуму изменения интенсивности теплообмена при осуществлении процесса сжигания. Целью данного изобретения, следовательно, является такая система для сжигания, которая обеспечивает регулирование подачи топлива в процессе сгорания.

Кроме того, задача данного изобретения заключается и в обеспечении системы для сжигания массы топлива, которая сводит к минимуму явления, связанные с появлением агломерированного побочного продукта сжигания топлива, который можно разгружать через колосниковую решетку. Поэтому цель настоящего изобретения заключается в обеспечении такой системы для сжигания топлива, которая позволяет эффективно удалять золу и агломерированный побочный продукт сжигания топлива.

В частности, задачей одного из примеров воплощения изобретения является создание такой системы для сжигания массы топлива, которая дает возможность эффективно контролировать весь процесс сжигания, используя для этого большое число параметров регулирования. Целью данного изобретения в связи с этим является обеспечение системы для сжигания, которая непрерывно контролирует и регулирует рабочие параметры внутри системы.

В частности, задачей настоящего изобретения может быть разработка системы для сжигания массового топлива, которая включает большое количество зон обработки топлива для эффективного контроля процесса горения и соответственно удаления агломерированного побочного продукта сжигания. Цель настоящего изобретения поэтому заключается в обеспечении системы для сжигания, включающей большое количество зон обработки топлива, причем каждая зона имеет раздельный ввод газов для сжигания и для рыхления топлива, независимое регулирование величины расхода газа для сжигания и для рыхления топлива и реализует свой метод снижения содержания агломерированного побочного продукта сжигания топлива.

Еще одной задачей данного изобретения является обеспечение системы для сжигания массового топлива, которая позволяет регулировать температуру поверхности колосниковой решетки и весь процесс горения. Целью настоящего изобретения в связи с этим является создание системы для сжигания, реализующей контроль отходящих газов, контроль газа, направляемого на рыхление топлива, и контроль других параметров.

Другие задачи данного изобретения раскрыты в описании изобретения и в формуле изобретения. Следует отметить, что указанные выше цели и задачи изобретения можно использовать зависимым или независимым образом применительно к множеству других целей и задач в большом количестве примеров осуществления изобретения. Поставленная задача решается тем, что печь для сжигания массового топлива, содержащая средство подачи массового топлива, камеру сгорания, установленную с возможностью получения массового топлива из средства подачи массового топлива, установленную в камере сгорания колосниковую решетку, выполненную с входной концевой частью и выходной концевой частью, по которым транспортируют массовое топливо, средство подачи газа для горения, размещенное в камере сгорания, согласно изобретению дополнительно содержит средство подачи вторичного газа, размещен

- 3 006188 ное в камере сгорания, независимую систему для создания пульсаций вторичного газа, поступающего для перемешивания топлива, выполненную независимой от средства подачи газа для горения, к действию которой чувствительно средство для подачи вторичного газа, узел выгрузки золы, расположенный в непосредственной близости от выходной концевой части колосниковой решетки.

Печь согласно изобретению дополнительно содержит независимую систему для создания пульсаций газа, поступающего для горения, выполненную независимой от указанного средства подачи вторичного газа, к действию которой чувствительно средство для подачи газа для горения.

Предпочтительно, когда печь дополнительно содержит средство подачи газа, регулируемое в зависимости от температуры, размещенное в камере сгорания, выполненное независимым от средства подачи газа на горение.

Рекомендуется независимую систему для создания пульсаций вторичного газа выполнить с возможностью регулирования по расходу или скорости потока вторичного газа.

При этом указанный вторичный газ содержит смешанный газ, а указанная система для создания пульсаций вторичного газа является системой для создания пульсаций смешанного газа.

Система для создания пульсации вторичного газа содержит тарельчатый клапан, к действию которого чувствительно средство подачи вторичного газа.

Далее, указанная система для создания пульсаций вторичного газа включает множество независимо управляемых тарельчатых клапанов, к действию которых чувствительно средство подачи вторичного газа.

Рекомендуется, чтобы по меньшей мере один из тарельчатых клапанов, к действию которых чувствительно средство подачи вторичного газа, содержал газовый короб с торцевым отверстием, управляемую тарелку, размещенную в непосредственной близости от торцевого отверстия газового короба, и уплотнение, установленное между торцевым отверстием газового короба и управляемой тарелкой.

Предпочтительно, когда колосниковая решетка содержит множество перекрывающихся колосников, установленных в камере сгорания, причем указанное множество перекрывающихся колосников дополнительно включает узел взаимного соединения между по меньшей мере двумя из указанного множества перекрывающихся колосников, при этом указанное множество перекрывающихся колосников образуют, по существу, ровную плоскую поверхность и каждый из множества колосников, установленных с наложением одного на другой, представляет собой, по существу, плоский колосник, а также множество перекрывающих сегментов множества колосников, установленных с частичным наложением одного колосника на другой так, что между каждой парой перекрывающих сегментов колосников образуется зазор, в котором расположено средство подачи газа для горения, осуществляемой через множество образованных зазоров, множество отверстий, выполненных во множестве колосников, установленных с частичным наложением одного колосника на другой, причем отверстия предназначены для ввода вторичного газа из средств подачи вторичного газа в массовое топливо, перемещаемое по протяженному участку множества перекрывающихся колосников, установленных с частичным наложением одного на другой. Рекомендуется, чтобы печь дополнительно содержала систему регулирования параметров горения топлива и по меньшей мере один датчик температуры, чувствительный к условиям в камере сгорания, на которые реагирует система регулирования параметров горения топлива.

Желательно, чтобы печь дополнительно содержала систему регулирования параметров горения топлива, содержащую систему координации параметров горения топлива. В печи согласно изобретению узел выгрузки золы содержит зольный валик, выполненный с возможностью регулирования уровня находящегося на колосниковой решетке массового топлива и удаления материала с указанной решетки. Кроме того, указанный узел выгрузки золы содержит валик и плиту, установленную с возможностью поворота вокруг оси и размещенную в непосредственной близости к валику.

Предпочтительно, когда печь дополнительно содержит средство подачи газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания, функционирующее независимо от средства подачи газа для горения, при этом указанное средство выполнено с возможностью регулирования температуры внутри камеры сгорания и является независимым как от средства подачи газа на горение, так и от средства подачи вторичного газа.

Не менее предпочтительно, когда печь дополнительно содержит средство подачи газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания, функционирующее независимо от средства подачи газа на горение, при этом указанное средство выполнено с возможностью регулирования температуры внутри камеры сгорания и размещено ниже колосниковой решетки.

В печи согласно изобретению колосниковая решетка установлена наклонно, при этом наклонная колосниковая решетка содержит множество перекрывающихся колосников, установленных с частичным наложением одного колосника на другой, а также дополнительно содержит вибратор, к воздействию которого чувствительна наклонная колосниковая решетка. При этом множество перекрывающихся колосников содержат множество колосниковых участков, каждый из которых в отдельности чувствителен к воздействию вибратора. В варианте выполнения указанная наклонная колосниковая решетка содержит множество участков вибрации колосников, каждый из которых в отдельности чувствителен к воздействию вибратора.

- 4 006188

Кроме того, печь согласно изобретению дополнительно содержит средство подачи рециркулирующего газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания, при этом указанное средство является средством подачи рециркулирующего, по существу, негорючего газа.

В печи согласно изобретению средство подачи вторичного газа, размещенное в камере сгорания, является средством подачи горючего смешанного газа, при этом средство подачи рециркулирующего газа для регулирования температуры в камере сгорания выполнено независимым как от средства подачи газа на горение, так и от средства подачи горючего смешанного газа.

Поставленная задача решается также тем, что способ сжигания массового топлива в печи, включающий следующие операции: подачу массового топлива на колосниковую решетку в камере сгорания, транспортировку массового топлива по колосниковой решетке и ввод в камеру сгорания вторичного газа, согласно изобретению включает дополнительно операцию пульсации вводимого вторичного газа.

Предпочтительно, когда способ сжигания дополнительно включает операцию создания пульсаций газа, поступающего на горение, осуществляемое независимо от пульсаций вторичного газа.

Целесообразно, когда способ согласно изобретению дополнительно включает следующие операции: ввод газа для регулирования температуры в камере сгорания независимо от ввода в камеру сгорания газа для горения и регулирование температуры в камере сгорания с помощью газа, вводимого для регулирования температуры, при этом создают пульсации газа, вводимого для контроля температуры.

Способ сжигания согласно изобретению включает операцию ввода вторичного газа, который представляет собой смешанный газ и в котором создают пульсации вторичного газа, представляющие собой пульсации смешанного газа.

При реализации способа сжигания в печи согласно изобретению дополнительно осуществляют ввод газа, необходимого для горения, через множество зазоров, образованных в колосниковой решетке, и ввод вторичного газа через множество отверстий, выполненных в колосниках, установленных в камере сгорания с частичным наложением одного на другой, а также наложение вибрации, по меньшей мере, на участок системы колосниковой решетки. При этом проводят активный контроль уровня температуры в камере сгорания, при которой сжигают, по меньшей мере, часть массового топлива с получением продукта сгорания топлива, путем измерения температуры, причем указанное измерение температуры в камере сгорания заключается в измерении температуры горения топлива в камере сгорания и измерении температуры после сжигания топлива в камере сгорания.

При проведении способа сжигания согласно изобретению регулируют толщину слоя массового топлива на колосниковой решетке путем воздействия зольного валика, размещенного в выходной концевой части колосниковой решетки. Способ сжигания согласно изобретению содержит дополнительные операции: подачу в камеру сгорания газа для регулирования температуры, независимо от подачи в камеру сгорания газа на горение, и регулирование температуры в камере сгорания с помощью газа, вводимого для регулирования температуры, при этом ввод газа осуществляют в том месте камеры, где находится продукт сгорания топлива, над колосниковой решеткой и под колосниковой решеткой.

Подача в камеру сгорания массового топлива включает стадию ограничения количества воздуха, вводимого в камеру сгорания вместе с массовым топливом. При этом способ сжигания согласно изобретению дополнительно включает операцию снижения в камере сгорания количества агломерированного побочного продукта, полученного в результате сжигания, по меньшей мере, части массового топлива с получением продукта его сгорания.

Реализация способа сжигания согласно изобретению в варианте выполнения печи включает следующие операции: наложение вибрационных колебаний, по меньшей мере, на участок наклонной колосниковой решетки, рыхление полученного при сжигании, по меньшей мере, части массового топлива продукта сгорания в результате вибрации наклонной колосниковой решетки, при этом формирование продукта сгорания массового топлива сопровождается образованием агломерированного побочного продукта сгорания. Предпочтительно наложение вибрационных колебаний осуществляют на, по меньшей мере, протяженный участок наклонной колосниковой решетки между ее входной концевой частью и выходной концевой частью, при этом операцию рыхления осуществляют одновременно с перемещением продукта сгорания массового топлива по протяженному участку колосниковой решетки и в процессе отвода продукта сгорания массового топлива из камеры сгорания.

Способ согласно изобретению дополнительно включает ввод в камеру сгорания рециркулирующего газа для регулирования температуры и регулирование температуры в камере сгорания, при этом вводят в камеру сгорания, по существу, негорючий рециркулирующий газ. Следует отметить, что подача вторичного газа в камеру сгорания представляет собой подачу смешанного газа, при этом указанную подачу смешанного газа осуществляют независимо как от ввода в камеру сгорания газа для горения, так и от ввода в камеру сгорания рециркулирующего газа, предназначенного для регулирования температуры.

В способе сжигания согласно изобретению ввод газа, необходимого для горения, осуществляют через множество зазоров, образованных в колосниковой решетке, ввод вторичного газа осуществляют через множество отверстий, выполненных в перекрывающихся колосниках, ввод третичного газа осуществляют в месте нахождения продукта сгорания топлива и проводят активный контроль уровня температуры в камере сгорания путем измерения температуры, причем указанное измерение температуры в камере

- 5 006188 сгорания заключается в измерении температуры горения топлива в камере сгорания и измерении температуры после сжигания топлива в камере сгорания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 изображает систему для сжигания отходов согласно примеру осуществления данного изобретения, вертикальная проекция с частичным поперечным сечением;

фиг. 2 - пример воплощения конструкции колосниковой решетки, вид сверху;

фиг. 3 - вид сбоку конструкции колосниковой решетки, изображенной на фиг. 2;

фиг. 4 - вид с торца изображенной на фиг. 2 конструкции колосниковой решетки, показанной вместе с одним из примеров выполнения зольного валика;

фиг. 5 - пример выполнения элементов конструкции колосниковой решетки, в частности, отображающее две сочлененные плиты решетки и опорные трубы для каждой из них, поперечное сечение, вид в перспективе сечения С-С' для примера воплощения, показанного на фиг. 2;

фиг. 6 - пример выполнения тарельчатого клапана, камеры дутья и коллекторной трубы, поперечное сечение;

фиг. 7 - поперечное сечение зольного валика, вид в перспективе сечения А-А' примера выполнения валика, показанного на фиг. 2;

фиг. 8 - другое поперечное сечение одного из воплощений зольного валика, вид в перспективе сечения В-В' для примера воплощения, показанного на фиг. 2;

фиг. 9 - пример выполнения плиты колосниковой решетки с опорными ребрами, элементами для присоединения коллектора и отверстиями подачи газа для рыхления, вид сверху;

фиг. 10 - пример осуществления плиты колосниковой решетки с опорными ребрами, элементами для присоединений коллектора и отверстиями подачи газа для рыхления, показанной на фиг. 9, поперечное сечение, вид в перспективе сечения 8-8';

фиг. 11 - пример осуществления плиты колосниковой решетки с опорными ребрами, показанной на фиг. 9, поперечное сечение, вид в перспективе сечения Р-Р';

фиг. 12 - пример выполнения коллектора для плиты колосниковой решетки и соединенных с ним камер дутья, вид сверху;

фиг. 13 - пример выполнения элементов конструкции решетки, представляющих собой, в частности, множество соединенных между собой плит решетки и прикрепленных к ним коллекторных труб, поперечное сечение, вид в перспективе сечения Ό-Ό' примера выполнения, показанного на фиг. 2;

фиг. 14 - вид в перспективе, с частичным вырезом, схематически изображенного примера осуществления данного изобретения.

Пример (примеры) осуществления изобретения

Как можно легко понять, основные идеи настоящего изобретения могут быть реализованы различными путями. Данное изобретение включает как способы, так и устройства для осуществления соответствующего способа. В описании изобретения эти способы раскрыты как часть отмеченных выше результатов, которые достигаются с помощью различных описанных устройств, и как действия, выполняемые при осуществлении изобретения. Способы в настоящем изобретении являются просто следствием использования описанных и предназначенных для реализации устройств. Кроме того, хотя раскрыты некоторые из устройств, следует понимать, что они не только осуществляют определенные способы, но, кроме того, могут быть модифицированы многими путями. Необходимо также отметить, что все указанные аспекты изобретения охватываются настоящим описанием.

Несмотря на то, что данное изобретение направлено, главным образом, на усовершенствование стационарных систем для сжигания, предназначенных для утилизации (путем сжигания) массового топлива или твердого топлива таких типов, как бытовые или промышленные отходы, понятно, что топливом для предлагаемых систем может служить любой из различных видов горючих сыпучих материалов. Термин массовое топливо или твердое топливо, употребляемый в данном описании, используется для обозначения любого вещества, сжигаемого при размещении на поверхности или при его перемещении на или по этой поверхности. В примере осуществления предлагаемая система может, кроме того, быть разграничена с другими системами, в которых вещество специально псевдоожижают над поверхностью на значительном расстоянии от нее. Данную систему можно также разграничить и с другими системами, для функционирования которых необходимо, чтобы вещество перед сжиганием было измельчено. Массовое топливо, для которого может быть использовано данное изобретение, может включать эластомерные продукты, уголь, угольные отбросы, канализационный шлам, биомассовые продукты, твердые отходы городского коммунального хозяйства, промышленные отходы, инфекционные отходы и навоз (настоящее изобретение не ограничено использованием лишь перечисленных видов топлива).

Как следует из приложенных фигур чертежей, основные концепции настоящего изобретения могут быть воплощены различными путями. На фиг. 1 показано частичное поперечное сечение и вертикальная проекция одного из примеров воплощения системы для сжигания согласно данному изобретению. Как видно, система для сжигания согласно настоящему изобретению может представлять собой печь для сжигания твердого топлива или инсинератор (печь для сжигания отходов), обозначенная на фиг. 1 позицией 10, которая может быть использована в целях полного сжигания поступающей загрузки массового

- 6 006188 топлива, для его уничтожения или же для получения в результате сжигания источника энергии, например горячего воздуха, нагретой воды или пара. В связи с этим корпус или стенки печи могут иметь любую подходящую конфигурацию, соответствующую предполагаемому использованию печи.

В частности, в соответствии с фиг. 1 и 2 настоящее изобретение может быть направлено на конструктивное выполнение и конфигурацию колосниковой решетки 14, служащей в примере воплощения изобретения для приема и размещения массы топлива или другого материала 16 в процессе его сжигания. Процесс сжигания или установка для сжигания относятся, как правило, к одной системе, включающей, по существу, способы и связанные с ними устройства, предназначенной для приема и сжигания топлива с получением выделившейся при горении энергии и, как результат горения, продукта сгорания топлива, обычно в виде золы. Как известно, побочные продукты топочного процесса горения могут включать несгоревший материал, агломерированный побочный продукт горения или шлак, образующийся при сжигании массы топлива. В предпочтительном примере воплощения процесс сжигания топлива происходит, главным образом, на поверхности колосниковой решетки 14. При этом желательно свести к минимуму псевдоожижение несгоревшего и сжигаемого массы топлива для того, чтобы обеспечить полное и эффективное сгорание всей массы топлива, поступающего на сжигание из загрузочного приспособления, например вертикального бункера 18 с помощью средства подачи или загрузочного стола 20.

Колосниковая решетка 14 в большом количестве описанных примеров воплощения может обеспечить много преимуществ. Одно важное ее преимущество заключается в том, что конструкция решетки 14 позволяет легко разместить на ней разнообразные сыпучие, твердые или полутвердые материалы, т.е. различные виды массы топлива, которые, как отмечено выше, характеризуются широким диапазоном параметров, в особенности, характеристик горения. Это обеспечивает эксплуатационные качества системы для сжигания, раскрытой ниже в различных примерах воплощения. Таким образом, оптимальный результат сжигания массы топлива, подаваемого в систему, может быть достигнут при минимальном содержании золы и агломерированного побочного продукта, подлежащих удалению после или во время процесса сжигания.

В предпочтительном примере воплощения изобретения печь 10, кроме того, содержит, как правило, верхнюю камеру 20 сгорания и нижнюю камеру 22 сгорания, предпочтительно происходит сжигание массового топлива. Для облегчения запуска и остановки системы для сжигания, кроме того, может быть установлена вспомогательная горелка 24. Газ для горения, в качестве которого в предпочтительном примере выполнения служит воздух, подводится, по меньшей мере, к средству подачи газа в виде дутьевых коробов 26 через входные отверстия 28. В вариантах воплощения изобретения средства подачи газа для горения могут, в качестве альтернативы или сочетая функции, служить бункером для отсева сожженной массы топлива или золы, а также агломерированного побочного продукта сжигания массы топлива. Кроме того, средства подачи газа для горения, в качестве альтернативы или сочетая функции, могут служить для подачи рециркулирующих отходящих газов (продуктов сгорания) через входные отверстия 30 дутьевых коробов, осуществляемой с целью регулирования параметров горения, например температуры или содержания кислорода, как более подробно описано ниже. Рециркулирующие отходящие газы или продукты сгорания могут дополнительно вводиться в систему для сжигания через входные отверстия 42. В предпочтительных примерах осуществления изобретения газ для горения может, кроме того, вводиться с помощью средств подачи газа, расположенных в верхней или нижней части печи. На фиг. 2 показан пример осуществления с вводом газа в верхнюю часть печи через расположенные вверху входные отверстия 32.

В соответствии с предпочтительным примером воплощения изобретения подача в камеры сгорания газа на дожигание может производиться через различные дутьевые короба 26 и входные отверстия 28, 32 и 42. Ввод газа на дожигание может служить различным целям, включая (но не ограничиваясь этими целями) регулирование температуры в камере сгорания и уменьшение количества золы и агломерированного побочного продукта, отводимых из колосниковой решетки и камер сгорания. Ввод газа на дожигание может осуществляться через систему рециркуляции отходящих газов, в которой в качестве вводимого на дожигание газа предпочтительно могут быть использованы отходящие газы. Кроме того, дутьевые короба (26) могут служить для ввода газов иных, чем газы для горения и рециркулирующие газы, в зависимости от особых требований к процессу сжигания, и через них могут вводиться и другие газы, включающие в том числе вторичный газ на горение, негорючие газы и газы, охлаждающие решетку (указанными газами перечень вводимых газов не ограничивается).

В предпочтительном примере воплощения источниками ввода газа вторичного дутья или подачи газа на рыхление или перемешивание топлива, например, для рыхления или перемешивания массы топлива так, как это более подробно изложено ниже, могут служить средства 34 подачи вторичного газа или газа для равномерного рыхления топлива. Кроме того, средства подачи вторичного газа в предпочтительных воплощениях изобретения могут обеспечить перемещение массы топлива от входной концевой части колосниковой решетки 14, расположенной вблизи 18 и 20 для подачи массы топлива, по направлению к выходной концевой части колосниковой решетки 14, находящейся вблизи разгрузочного желоба 36 или желоба для отвода сгоревшей массы топлива и конвейера 38 для транспортировки золы (продукта сгорания массы топлива). Вторичный газ может служить побудителем движения или подъема (отрыва от поверхности) материалов, размещенных на колосниковой решетке 14. Кроме того, в предпочтительном

- 7 006188 примере воплощения средства подачи вторичного газа или газа на рыхление топлива могут также подавать вторичный газ для сушки размещенных на колосниковой решетке материалов. Таким образом, находящаяся на колосниковой решетке масса топлива может быть перемешана или разрыхлена, высушена и перемещена вдоль поверхности решетки. Подвод вторичного или разрыхляющего газа к колосниковой решетке и регулирование его расхода могут быть обеспечены с помощью газовых тарельчатых клапанов 44, более подробно рассмотренных ниже.

На выходном концевом участке колосниковой решетки 14 может быть размещен узел 39 выгрузки золы, предпочтительно содержащий зольный валик 40. Кроме того, узел 39 выгрузки золы может включать разгрузочный желоб 36 и отводящий конвейер 38. Зольный валик может служить для регулирования толщины слоя материала на решетке и, помимо этого, помогает удалять с колосниковой решетки материалы, включающие сгоревшую и несгоревшую массу топлива, золу и агломерированный побочный продукт (перечень удаляемых материалов ими не ограничен). Следовательно, зольный валик, используемый в системе для сжигания топлива, может, дополнительно или в качестве альтернативы, служить для обеспечения необходимой толщины слоя материала, главным образом, массового топлива. Поэтому зольный валик 40 может быть отрегулирован так, чтобы обеспечить контроль удаления материала с решетки или контроль уровня находящейся на ней массы топлива. Конвейер 38 может быть заполнен водой, в частности, для предотвращения нежелательного поступления в камеру сгорания воздуха через желоб для удаления золы. Дополнительно и в соответствии с некоторыми примерами воплощения изобретения нижняя камера сгорания 22, с целью обеспечения доступа в нее обслуживающего персонала, может быть оборудована люком 42 с дверцей. Кроме того, для визуального наблюдения в стенке нижней камере сгорания могут быть предусмотрены окна 46.

В дополнительных и предпочтительных примерах воплощения колосниковая решетка (14) может быть выполнена так, как показано на фиг. 2-5 и на фиг. 9-14. В частности, фиг. 2 изображает вид в плане колосниковой решетки и зольного валика 40. Сборка, образующая колосниковую решетку, может в предпочтительных примерах воплощения включать большое количество элементов решетки или колосниковых плит, колосников 50. К каждой колосниковой плите примыкают соседние плиты (колосники) по всей ширине их кромок 52, причем смежные колосники установлены с частичным наложением одного колосника на другой (с частичным перекрытием) в направлении длины плит. Здесь следует отметить, что термины ширина и длина определяют направления относительно габаритных размеров колосниковой решетки 14. В частности, в изображенном на фиг. 2, 5 и 13 примере воплощения одни колосниковые плиты частично перекрывают примыкающие к ним другие колосниковые плиты в направлении длины решетки, или в направлении 54, указанном на фиг. 2. Граница между плитами колосниковой решетки может проходить вдоль направления 56. Каждая колосниковая плита, по существу, образует плоскую поверхность 58, как показано на фиг. 5 и 13, и поэтому вся сборка плит или колосниковая решетка 14, сформированная при соединении колосниковых плиты между собой, может иметь, по существу, плоскую, без препятствий поверхность 60. Выполненные плоскими колосниковая решетка и образующие ее плиты могут улучшить горение и перемещение массы топлива за счет сведения к минимуму препятствий для этого топлива.

В частности и как показано на фиг. 5 и 13, элементы решетки или колосниковые плиты 50 соединены между собой так, что смежные плиты установлены с образованием частичного перекрытия 62. Взаимосвязь между плитами также может быть обеспечена за счет использования перекрывающих сегментов 64 таких, что при их сочленении образуется соединительный узел 66. Каждая колосниковая плита предпочтительно может быть снабжена выступами в виде ушек 68, изготовленными заодно с плитой и предназначенными для облегчения сцепления или соединения смежных плит, а также, по возможности, для их охлаждения. Узел соединения плит может служить для поддержания или сохранения плоской поверхности 60 колосниковой решетки, предотвращая тем самым какое-либо заметное перемещение колосниковых плит не в горизонтальной плоскости. Плиты 50 решетки могут, кроме того, включать, согласно предпочтительному примеру воплощения, ребра или опорные элементы 70, выполненные как одно целое с плитами и придающие структурную жесткость всей сборке колосниковой решетки и колосниковым плитам. Указанные ребра 70 могут также служить средствами охлаждения колосниковой решетки. Заодно с колосниковыми плитами могут быть выполнены и разделительные или дистанционирующие элементы 72, предназначенные для установления определенного зазора между перекрывающими сегментами 64 смежных пластин.

За счет такого выполнения между перекрывающими сегментами колосников может быть образован зазор, через который может проходить поток газа на участке сцепления колосниковых плит. Газом, вдуваемым в зазоры, образованные при частичным перекрытии одной колосниковой плиты другой, может быть первичный газ для горения, подводимый через входные отверстия 28 и поступающий к решетке от средств подачи газа для горения или дутьевых коробов 26. Через указанный промежуток или зазор между плитами колосниковой решетки могут вводиться и другие газы, включая в том числе газы для охлаждения колосниковой решетки, в качестве которых предпочтительно используют рециркулирующий отходящий газ, вдуваемый через входное отверстие 30. Входные отверстия 28 и 30 каждого дутьевого короба могут быть выполнены с независимым регулированием газового потока относительно других средств

- 8 006188 подачи газа на горение или дутьевых коробов, при этом для предпочтительного примера выполнения, как показано на фиг. 1, используется большое количество коробов для дутья. Предпочтительно регулирование подачи газов для горения или рециркулирующих отходящих газов может осуществляться путем автоматического управления с помощью автоматических регулирующих задвижек, тарельчатых клапанов, шиберов или других подходящих средств, которые могут изменять расход или скорость газа во время работы.

В примере воплощения изобретения подача газа для горения, газа на перемешивание топлива, вторичного газа, двух газов или даже рециркулирующего отходящего газа может осуществляться через дутьевые короба, например короба 26 в импульсном режиме подачи, производимой посредством автоматических регулирующих задвижек или тарельчатых клапанов, соединенных с соответствующими отдельными входными отверстиями 28 и 30. Таким образом, за счет выполнения большого количества средств подачи газа на горение или коробов 26 для дутья, размещенных вдоль колосниковой решетки 14, как показано на фиг. 1, можно независимо регулировать отдельные зоны или участки колосниковой решетки, например, регулируя процесс сжигания топлива или охлаждение решетки.

В соответствии с одним из примеров воплощения и как показано на фиг. 6, 9, 10 и 14, каждая колосниковая плита 50 может содержать входные отверстия 74, сопла или окна для подвода вторичного газа, газа для перемешивания или рыхления топлива к верхней поверхности колосниковой решетки или к лежащему на ней материалу. В частности, и в соответствии с предпочтительным примером воплощения изобретения вторичный газ, газ для перемешивания или рыхления может быть подан с помощью средств подачи вторичного газа или через дутьевые короба 76. Дутьевые короба 76 сообщены по газовому тракту со средствами подачи газа для горения или с дутьевыми коробами 26 с тем, чтобы обеспечить подачу одного и того же вида газа. Или же средства подачи вторичного газа могут обеспечить подачу отдельного вида газа. Кроме того, и согласно данному изобретению вторичный и разрыхляющий газ может вводится из средств подачи вторичного газа или дутьевых коробов 76 к коллекторам 78 вторичного или разрыхляющего газа через большое количество элементов ввода или предпочтительно через тарельчатые клапаны 44. Газовые коллекторы 78 могут быть прикреплены к нижней поверхности колосниковых плит 50 с помощью болтов и соответствующих отверстий 79 под болты. Предпочтительно для закрытия трубы 80, подающей в коллектор газ, или газового короба 93 могут быть задействованы индивидуальные тарельчатые клапаны. Каждый тарельчатый клапан 44 может регулироваться независимо по отношению к другим тарельчатым клапанам, имеющимся в большом количестве, как показано на фиг. 1 для предпочтительного примера воплощения изобретения.

Как видно из фиг. 6, каждый тарельчатый клапан 44 может включать газовый короб 93 с открытым торцем 94. У открытого торца 94 газового короба 93 может быть размещена управляемая тарелка 95, обеспечивающая при ее перемещении и открытии торца корпуса газового короба 93 создание импульса газового потока. Как показано, функционирование тарелки 95 может осуществляться за счет внешнего управления с помощью некоторых типов привода, механического, или электрического, или какого-либо иного. Для обеспечения герметичности тарельчатого клапана 44 он может быть снабжен уплотнением 96, размещенным на управляемой тарелке 95 или на газовом коробе 93. Уплотнение 96 может быть изготовлено из походящего материала, например из эластомера или даже из Уйои ТМ, чтобы оно выдерживало возможные жесткие внешние условия в месте размещения тарельчатого клапана 44. Предпочтительно регулирование подачи вторичного газа, газа для перемешивания или равномерного рыхления может производиться автоматически посредством тарельчатых клапанов, при этом в процессе регулирования расход или скорость вторичного или разрыхляющего газа для зон или участков отдельных колосниковых плит 50, на которых выполнены отверстия 74, предпочтительно может изменяться так, как это необходимо для эффективного сжигания топлива.

Кроме того, подача вторичного или разрыхляющего газа может осуществляться через дутьевые короба 26 в импульсном режиме, предпочтительно за счет автоматического управления тарельчатых клапанов 44, соединенных с отдельными газовыми коллекторами 78. Пульсирующий газовый поток может обеспечить наиболее эффективное рыхление и другие функции вторичного газа, включая в том числе перемещения материала, охлаждение и сушку колосниковой решетки и размещенного на нем материала. Газовые коллекторы 78 обеспечивают необходимый и регулируемый расход газа, подводимого к множеству отверстий 74. На фиг. 12 и 14 представлен предпочтительный пример воплощения изобретения, в котором один коллектор может сообщаться по газовому тракту с одним тарельчатым клапаном 44. Однако целесообразно в объеме данного изобретения иметь большое количество (множество) газовых коллекторов 78, связанных или с одним или с множеством тарельчатых клапанов, чтобы организовать поток газа, направленный к определенному ряду отверстий 74, или к зоне, или к участку, с отверстиями 74 на отдельных колосниковых плитах (50). Поэтому в соответствии с предпочтительным воплощением изобретения к зонам или участкам колосниковых плит может подводиться автоматически регулируемый вторичный или разрыхляющий топливо поток газа. Таким образом, выбирая подходящее большое количество тарельчатых клапанов 44, размещенных вдоль колосниковой решетки 14, как показано на фиг. 1, можно независимо управлять зонами или участками колосниковой решетки, например, в целях эффективного сжигания топлива или охлаждения колосников.

- 9 006188

В соответствии с примером воплощения изобретения импульсная подача вторичного газа может осуществляться независимо от средств подачи газа для горения или любого газа, подаваемого с помощью средств подачи газа для горения или дутьевых коробов 26. Подобным образом ввод газа для горения, включающий импульсную подачу, может быть независимым от дутьевых коробов 76, предназначенных для ввода вторичного или разрыхляющего газа, и от тарельчатых клапанов 44. Следовательно, согласно настоящему изобретению в пределах системы сжигания топлива может функционировать большое количество импульсных систем для подачи газа и осуществляться многопараметрический контроль этих импульсных систем.

Согласно другому примеру воплощения изобретения система сжигания или печь для сжигания топлива может содержать вибрационную систему, показанную на фиг. 1 в целом позицией 90. Вибрационная система 90 предназначена для рыхления золы и агломерированного побочного продукта горения или даже шлака, находящегося на колосниковой решетке 14, и, кроме того, она может способствовать перемещению материала по колосниковой решетке. Помимо этого, вибрация массы топлива на решетке может за счет его рыхления дополнительно улучшить условия горения (вследствие увеличения активной поверхности топлива).

Вибрационная система 90 может быть образована из одного или из большого количества отдельных вибраторов 92, выполненных, например, в виде обычных возбудителей колебаний или вибрации. Вибраторы могут быть непосредственно подсоединены в колосниковой решетке 14, или же для приведения их в действие вибраторы могут быть подсоединены к колосниковой решетке с помощью элементов, передающих вибрацию. В соответствии с примером воплощения изобретения вибратор или вибраторы 92 могут быть подсоединены к зонам или участкам колосников или колосниковых плит 50 посредством стержней (тяг) 94, как это показано на фиг. 9, передающих вибрационное воздействие по ширине одной колосниковой плиты 50 или большого количества колосниковых плит 50 через ребра 70. Соответственно большое количество участков или зон может быть подвержено вибрационному воздействию, за счет чего возможно удаление агломерированного побочного продукта сгорания и транспортирование золы и указанного побочного продукта вдоль по колосниковой решетке. С помощью указанных вибраторов 92 могут быть независимо подвергнуты вибрационному воздействию каждая зона или каждый участок колосниковой решетки 14 или каждая зона или каждый участок отдельной колосниковой плиты 50 из большого количества колосниковых плит или колосников. В качестве альтернативы один вибратор 92 может создавать вибрацию или всей колосниковой решетки 14, или же отдельных зон или участков колосниковой решетки 14, или отдельных колосниковых плит (50), или их отдельных зон или участков. Согласно одному из примеров воплощения изобретения, предусматривающего использование большого числа отдельных вибраторов, вибрационная система 90 может обеспечить независимое управление вибрационного воздействия, оказываемого каждым из вибраторов 92, причем для каждой зоны или участка колосниковой решетки или колосниковых плит или же для каждой отдельной плиты. Поэтому отдельные элементы, плиты, зоны или участки колосниковой решетки или большое количество плит решетки могут вибрировать независимо под воздействием вибрационных движений, производимых всей вибрационной системой.

Задачей настоящего изобретения, кроме того, может быть обеспечение оптимального контроля процесса сжигания в предложенной системе для сжигания. Поэтому система 100 контроля процесса сжигания может быть выполнена так, чтобы осуществлять непрерывный контроль и регулирование различных рабочих параметров системы для сжигания. Для непрерывного контроля температуры (температур) в камере сгорания могут быть использованы датчики температуры. Система 100 контроля может управляться по показаниям одного датчика или большого числа датчиков температуры и может регулировать рабочие параметры системы в отдельных зонах или участках камеры сгорания в пределах колосниковой решетки. В одном из примеров воплощения изобретения первый датчик (или датчики) температур может (могут) осуществлять непрерывный контроль температур процесса горения, в то время как второй датчик температуры (или датчики) может (могут) непрерывно контролировать температуры процесса дожигания в камерах 20 и 22 сгорания.

Дополнительный пример воплощения системы 100 контроля процесса сжигания может предусматривать согласование между собой параметров процесса горения в системе сжигания массы топлива с целью оптимизации производительности системы и эффективности сжигания. Каждый из этих параметров может регулироваться известным образом, понятным обычным специалистам в данной области техники. Координирование параметров процесса сжигания топлива может обеспечить контроль функционирования различных составляющих, входящих в систему сжигания, например средств 18 и 20 для подачи массы топлива; средства подачи газа для горения через дутьевые камеры 26 и входные отверстия 28 и 32; средства подачи вторичного газа или газа на рыхление топлива, осуществляемой через средство 34 подачи, дутьевые короба 76 и тарельчатые клапаны 44; средств подачи газа на дожигание или подачи рециркулирующего отходящего газа через входные отверстия 30 и 42, служащих, например, в качестве средства для охлаждения или уменьшения содержания золы или побочного продукта сжигания, любой комбинации или измененной формы таких описанных систем. В камерах сгорания могут непрерывно контролироваться следующие параметры горения: содержание кислорода; содержание кислорода в газе, посту- 10 006188 пающем для сгорания; содержание окиси углерода; содержание окиси углерода в газе, поступающем для сгорания; температура; температура горения; температура дожигания; соотношение между расходом подаваемого топлива и расходом газа, поступающего на горение; скорость перемещения топлива; толщина слоя сжигаемого топлива, а также любые комбинации или измененные формы таких параметров. Как легко можно понять, указанные параметры могут автоматически регулироваться за счет программного управления или другого средства автоматизации.

Как часть регулирования общего процесса сжигания при загрузке массы топлива в систему сжигания может быть желательным ограничивать объем воздуха, вводимого вместе с самим топливом, или поддерживать его на допустимом уровне. В связи с этим в загружаемом топливе может быть обеспечено низкое содержание воздуха с тем, чтобы его количество не было таким, которое бы поступало в систему при функционировании обычно используемой аппаратуры для ввода наружного воздуха. Низкое содержание поступающего с топливом воздуха может быть достигнуто за счет использования заслонок или другой подобной арматуры, ограничивающей доступ наружного воздуха.

Подобным образом может быть использовано средство подачи третичного газа, размещенное на некотором расстоянии, но, вероятно, наиболее эффективное при размещении его после осуществления сжигания. Ввод третичного газа может быть использован как средство независимого контроля температуры. Конструктивно ввод третичного газа может быть выполнен таким образом, чтобы использовать рециркулирующий или отходящий газ и подавать его выше или ниже колосниковой решетки 14. Этот регулирующий температуру газ может, конечно, служить охлаждающим газом.

Подробно изложенное описание изобретения и приведенные ниже пункты формулы раскрывают только некоторые примеры воплощения настоящего изобретения. Следует иметь в виду, что по отношению к пунктам формулы возможны изменения без отклонения от сущности настоящего изобретения. Эти изменения, осуществляемые в пределах, обеспечивающих достижение, в значительной степени, одинакового результата и, по существу, одним и тем же путем, будут соответствовать объему настоящего изобретения.

Как отмечено выше, данное изобретение может быть осуществлено с помощью разнообразных средств и методов. Кроме того, каждый из большого количества элементов изобретения (признаков) и пунктов формулы может быть реализован с помощью ряда методов. Необходимо иметь в виду, что вышеприведенное раскрытие изобретения охватывает каждое возможное изменение, будь то изменение любого воплощения устройства, воплощения процесса или способа или только изменение любого из этих элементов. В частности, следует понимать, что поскольку раскрытие касается элементов изобретения, название для каждого из них может быть выражено посредством эквивалентных терминов для средства и метода, даже если только их функция и результат будут те же самые. Такие эквивалентные, более широкие или даже более общие родовые понятия используются в описании каждого элемента или действия. Эти термины могут быть заменены в случае, когда широкие границы и рамки, которыми данное изобретение охвачено, неявно выражены. В качестве только одного примера, следует понимать, что все действия могут быть выражены как средство для выполнения этого действия или как элемент, который вызывает это действие. Подобным образом каждый физический элемент, раскрытый выше, следует рассматривать как для выполнения раскрытия этого действия (воздействия), которое этот физический элемент облегчает. Касаясь этого последнего аспекта, в качестве примера термин подача следует понимать для выполнения раскрытия действия подача - так или иначе подробно обсужденные - и, наоборот, с другой стороны, если там раскрыто только действие (воздействие), следует понимать, что такое раскрытие выполняет раскрытие подачи или даже средств для подачи. Следует понимать, что такие замены и альтернативные термины явно включены в описание.

Практически трудно в пунктах формулы изложить все возможные воплощения данного изобретения, которые могут быть реализованы, следуя, в основном, целям, задачам и описанию настоящего изобретения, и которые могут включать эти стороны изобретения в отдельности или все вместе. Все признаки, указанные в описании или включенные в пункты формулы, могут быть сгруппированы и приведены в формуле в любом другом порядке или в иной комбинации. Более того, несмотря на то, что для включения определенных деталей можно ввести соответствующие признаки, приведенные пункты формулы следует толковать как охватывающие такие аспекты. Способы, включенные в пункты формулы настоящего изобретения, в дальнейшем в рамках данного описания не обсуждаются, они следуют из пунктов формулы, касающихся предложенной системы или устройства. Необходимо отметить, что приведенная в пунктах формулы последовательность действий выстроена наиболее логичным образом; однако может, и другая последовательность действий и на самом деле имеет место. Поэтому не следует считать, что пункты формулы, касающиеся способа, включают только тот порядок действий и только те действия, которые указаны выше.

Наконец, любые источники информации, указанные в данной заявке на выдачу патента, так же, как и все источники информации, перечисленные в описании первоначально поданной или приоритетной заявки, тем самым включены в уровень техники путем их упоминания. Однако по поводу содержащихся в них утверждений или высказываний, которые, как можно считать, не соответствуют изложенному в отношении данного (данных) изобретения (изобретений), необходимо отметить, что подобные утвер- 11 006188 ждения определенно не следует рассматривать как сделанные заявителем. Кроме того, следует понимать, что слово включать (содержать) или его производные, такие как включающий (содержащий) или включает (содержит), подразумевает, если только контекст описания не требует иного, включение (наличие) вышеуказанных элементов или действий или групп элементов или действий, но не исключает какой-либо другой элемент или действие или группу элементов или действий.

Claims (41)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Печь для сжигания массового топлива, содержащая средство подачи массового топлива, камеру сгорания, установленную с возможностью получения массового топлива из средства подачи массового топлива, установленную в камере сгорания колосниковую решетку, выполненную с входной концевой частью и выходной концевой частью, по которым транспортируют массовое топливо;

   средство подачи газа для горения, размещенное в камере сгорания, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство подачи вторичного газа, размещенное в камере сгорания;

   независимую систему для создания пульсаций вторичного газа, поступающего для перемешивания топлива, выполненную независимой от средства подачи газа для горения, к действию которой чувствительно средство для подачи вторичного газа;

   узел выгрузки золы, расположенный в непосредственной близости от выходной концевой части колосниковой решетки.
2. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит независимую систему для создания пульсаций газа, поступающего для горения, выполненную независимой от указанного средства подачи вторичного газа, к действию которой чувствительно средство для подачи газа для горения.
3. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство подачи газа, регулируемое в зависимости от температуры, размещенное в камере сгорания, выполненное независимым от средства подачи газа на горение.
4. 4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что независимая система для создания пульсаций вторичного газа выполнена с возможностью регулирования по расходу или скорости потока вторичного газа.
5. 5. Печь по п.1, отличающаяся тем, что указанный вторичный газ содержит смешанный газ, а указанная система для создания пульсаций вторичного газа является системой для создания пульсаций смешанного газа.
6. 6. Печь по п.1, отличающаяся тем, что система для создания пульсации вторичного газа содержит тарельчатый клапан, к действию которого чувствительно средство подачи вторичного газа.
7. 7. Печь по п.1, отличающаяся тем, что указанная система для создания пульсаций вторичного газа включает множество независимо управляемых тарельчатых клапанов, к действию которых чувствительно средство подачи вторичного газа.
8. 8. Печь по п.7, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из тарельчатых клапанов, к действию которых чувствительно средство подачи вторичного газа, содержит газовый короб с торцевым отверстием, управляемую тарелку, размещенную в непосредственной близости от торцевого отверстия газового короба, и уплотнение, установленное между торцевым отверстием газового короба и управляемой тарелкой.
9. 9. Печь по п.1, отличающаяся тем, что указанная колосниковая решетка содержит

   a) множество перекрывающихся колосников, установленных в камере сгорания, причем

   ί) указанное множество перекрывающихся колосников дополнительно включает узел взаимного соединения между по меньшей мере двумя из указанного множества перекрывающихся колосников;

   ίί) указанное множество перекрывающихся колосников образует, по существу, ровную плоскую поверхность и ϊϊΐ) каждый из множества колосников, установленных с наложением одного на другой, представляет собой, по существу, плоский колосник;

   b) множество перекрывающих сегментов множества колосников, установленных с частичным наложением одного колосника на другой так, что между каждой парой перекрывающих сегментов колосников образуется зазор, в котором расположено средство подачи газа для горения, осуществляемой через множество образованных зазоров;

   c) множество отверстий, выполненных во множестве колосников, установленных с частичным наложением одного колосника на другой, причем отверстия предназначены для ввода вторичного газа из средств подачи вторичного газа в массовое топливо, перемещаемое по протяженному участку множества перекрывающихся колосников, установленных с частичным наложением одного на другой.
10. 10. Печь по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему регулирования параметров горения топлива и по меньшей мере один датчик температуры, чувствительный к условиям в камере сгорания, на которые реагирует система регулирования параметров горения топлива.

    - 12 006188
11. 11. Печь по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему регулирования параметров горения топлива, которая содержит систему координации параметров горения топлива.
12. 12. Печь по п.1 или 9, отличающаяся тем, что узел выгрузки золы содержит зольный валик, выполненный с возможностью регулирования уровня находящегося на колосниковой решетке массового топлива и удаления материала с указанной решетки.
13. 13. Печь по п.1 или 9, в которой указанный узел выгрузки золы содержит валик и плиту, установленную с возможностью поворота вокруг оси и размещенную в непосредственной близости к валику.
14. 14. Печь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство подачи газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания, функционирующее независимо от средства подачи газа для горения, при этом указанное средство выполнено с возможностью регулирования температуры внутри камеры сгорания и является независимым как от средства подачи газа на горение, так и от средства подачи вторичного газа.
15. 15. Печь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство подачи газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания, функционирующее независимо от средства подачи газа на горение, при этом указанное средство выполнено с возможностью регулирования температуры внутри камеры сгорания и размещено ниже колосниковой решетки.
16. 16. Печь по п.1, отличающаяся тем, что указанная колосниковая решетка установлена наклонно, при этом наклонная колосниковая решетка содержит множество перекрывающихся колосников, установленных с частичным наложением одного колосника на другой, а также тем, что дополнительно содержит вибратор, к воздействию которого чувствительна наклонная колосниковая решетка.
17. 17. Печь по п.16, отличающаяся тем, что множество перекрывающихся колосников содержат множество колосниковых участков, каждый из которых в отдельности чувствителен к воздействию вибратора.
18. 18. Печь по п.16, отличающаяся тем, что указанная наклонная колосниковая решетка содержит множество участков вибрации колосников, каждый из которых в отдельности чувствителен к воздействию вибратора.
19. 19. Печь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средство подачи рециркулирующего газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания.
20. 20. Печь по п.19, отличающаяся тем, что средство подачи рециркулирующего газа для регулирования температуры, размещенное в камере сгорания, является средством подачи рециркулирующего, по существу, негорючего газа.
21. 21. Печь по п.19, отличающаяся тем, что средство подачи вторичного газа, размещенное в камере сгорания, является средством подачи горючего смешанного газа, при этом средство подачи рециркулирующего газа для регулирования температуры в камере сгорания выполнено независимым как от средства подачи газа на горение, так и от средства подачи горючего смешанного газа.
22. 22. Способ сжигания массового топлива в печи по п.1, включающий следующие операции:

    подачу массового топлива на колосниковую решетку в камере сгорания;

    транспортировку массового топлива по колосниковой решетке и ввод в камеру сгорания вторичного газа, отличающийся тем, что включает дополнительно операцию пульсации вводимого вторичного газа.
23. 23. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию создания пульсаций газа, поступающего на горение, осуществляемое независимо от пульсаций вторичного газа.
24. 24. Способ по п.22, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие операции:

    ввод газа для регулирования температуры в камере сгорания независимо от ввода в камеру сгорания газа для горения и регулирование температуры в камере сгорания с помощью газа, вводимого для регулирования температуры.
25. 25. Способ сжигания по п.24, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию создания пульсаций газа, вводимого для регулирования температуры.
26. 26. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что включает операцию ввода вторичного газа, который представляет собой смешанный газ, и в котором создают пульсации вторичного газа, представляющие собой пульсации смешанного газа.
27. 27. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что сжигание проводят в печи согласно п.9 и дополнительно осуществляют ввод газа, необходимого для горения, через множество зазоров, образованных в колосниковой решетке, и ввод вторичного газа через множество отверстий, выполненных в колосниках, установленных в камере сгорания с частичным наложением одного на другой.
28. 28. Способ сжигания по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию наложения вибрации, по меньшей мере, на участок системы колосниковой решетки.
29. 29. Способ сжигания по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию активного контроля уровня температуры в камере сгорания, при которой сжигают по меньшей мере часть массового топлива с получением продукта сгорания топлива, путем измерения температуры, причем указанное измерение температуры в камере сгорания заключается в измерении температуры горения топлива в камере сгорания и измерении температуры после сжигания топлива в камере сгорания.

    - 13 006188
30. 30. Способ сжигания по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает регулирование толщины слоя массового топлива на колосниковой решетке путем воздействия зольного валика, размещенного в выходной концевой части колосниковой решетки.
31. 31. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что дополнительно содержит следующие операции: подачу в камеру сгорания газа для регулирования температуры, независимо от подачи в камеру сгорания газа на горение;

    регулирование температуры в камере сгорания с помощью газа, вводимого для регулирования температуры.
32. 32. Способ сжигания по п.31, отличающийся тем, что ввод в камеру сгорания газа для регулирования температуры в камере сгорания осуществляют в том месте камеры, где находится продукт сгорания топлива, и содержащий следующие операции:

    ввод указанного газа осуществляют над колосниковой решеткой;

    ввод указанного газа осуществляют под колосниковой решеткой.
33. 33. Способ сжигания по п.31, отличающийся тем, что подача в камеру сгорания массового топлива включает стадию ограничения количества воздуха, вводимого в камеру сгорания вместе с массовым топливом.
34. 34. Способ сжигания по п.31, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию снижения в камере сгорания количества агломерированного побочного продукта, полученного в результате сжигания по меньшей мере части массового топлива с получением продукта его сгорания.
35. 35. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что сжигание проводят в печи согласно п.16, и включающий следующие операции:

    наложение вибрационных колебаний, по меньшей мере, на участок указанной наклонной колосниковой решетки;

    рыхление полученного при сжигании по меньшей мере части массового топлива продукта сгорания в результате вибрации наклонной колосниковой решетки.
36. 36. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что сжигание проводят в печи согласно п.16, и дополнительно включающий следующие операции:

    наложение вибрационных колебаний, по меньшей мере, на участок наклонной колосниковой решетки; и рыхление продукта сгорания массового топлива в результате вибраций наклонной колосниковой решетки, при этом формирование продукта сгорания массового топлива сопровождается образованием агломерированного побочного продукта сгорания.
37. 37. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что сжигание проводят в печи согласно п.16, и включающий дополнительно следующие операции:

    наложение вибрационных колебаний, по меньшей мере, на протяженный участок наклонной колосниковой решетки между ее входной концевой частью и выходной концевой частью;

    рыхление продукта сгорания массового топлива в результате вибраций наклонной колосниковой решетки, при этом формирование продукта сгорания массового топлива сопровождается образованием агломерированного побочного продукта сгорания, при этом указанную операцию рыхления осуществляют одновременно с перемещением продукта сгорания массового топлива по протяженному участку колосниковой решетки, и указанная стадия рыхления включает, кроме того, рыхление продукта сгорания массового топлива в процессе его отвода из камеры сгорания.
38. 38. Способ сжигания по п.22, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие операции: ввод в камеру сгорания рециркулирующего газа для регулирования температуры;

    регулирование температуры в камере сгорания посредством рециркулирующего газа, вводимого для регулирования температуры.
39. 39. Способ по п.38, отличающийся тем, что ввод в камеру сгорания рециркулирующего газа для регулирования температуры включает ввод в камеру сгорания, по существу, негорючего рециркулирующего газа.
40. 40. Способ по п.38, отличающийся тем, что подача вторичного газа представляет собой подачу смешанного газа в камеру сгорания, при этом указанную подачу смешанного газа осуществляют независимо как от ввода в камеру сгорания газа для горения, так и от ввода в камеру сгорания рециркулирующего газа, предназначенного для регулирования температуры.
41. 41. Способ по п.22, отличающийся тем, что сжигание проводят в печи согласно п.9, и дополнительно осуществляют ввод газа, необходимого для горения, через множество зазоров, образованных в колосниковой решетке;

    ввод вторичного газа через множество отверстий, выполненных в перекрывающихся колосниках;

    ввод третичного газа в месте нахождения продукта сгорания топлива; и активный контроль уровня температуры в камере сгорания, при которой сжигают, по меньшей мере, часть массового топлива с получением продукта сгорания топлива, путем измерения температуры;

    - 14 006188 причем указанное измерение температуры в камере сгорания заключается в измерении температуры горения топлива в камере сгорания и измерении температуры после сжигания топлива в камере сгорания.