EA018299B1 - Boiler (heat generator) for burning fine-dispersed solid fuel in boiling bed - Google Patents
Boiler (heat generator) for burning fine-dispersed solid fuel in boiling bed Download PDFInfo
- Publication number
- EA018299B1 EA018299B1 EA201201053A EA201201053A EA018299B1 EA 018299 B1 EA018299 B1 EA 018299B1 EA 201201053 A EA201201053 A EA 201201053A EA 201201053 A EA201201053 A EA 201201053A EA 018299 B1 EA018299 B1 EA 018299B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- fuel
- boiler
- pipe
- burning
- profiles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к котельной технике и может быть использовано в коммунальной и промышленной энергетике, где требуется обеспечить бесшлаковочное сжигание мелкодисперсного твердого топлива (угля или биогранул, а также их смеси).The invention relates to boiler technology and can be used in municipal and industrial power engineering, where it is required to ensure slagless combustion of fine solid fuel (coal or biogranules, as well as mixtures thereof).
Известен горизонтальный жаротрубно-дымогарный котел для сжигания мелкодисперсного угля с большим содержанием пылевой фракции, в том числе совместно с биогранулами с низкой температурой плавления золы, содержащем омываемые водой жаровую трубу, ограниченную передней и задней стенками, и систему дымогарных труб, связанную с жаровой трубой по газовому тракту, причем в нижней части жаровой трубы имеется кипящий слой топлива, в своей нижней части ограниченный с боков воздухораспределительной решеткой, образованной соединенными с дутьевым вентилятором и расположенными напротив друг друга двумя парами установленных друг над другом профилей, каждый из которых имеет отверстия для подачи воздуха под слой топлива, которые обращены к отверстиям противоположного профиля, при этом упомянутые профили установлены перпендикулярно продольной оси котла, а верхние профили имеют округлую форму и связаны с вентилятором вторичного дутья (решение Евразийского патентного ведомства о выдаче патента на изобретение Котел для совместного и раздельного сжигания угля и биогранул, заявка № 201101501/31 от 13.10.2011 г.).A horizontal fire-tube-smoke boiler is known for burning fine coal with a high content of dust fraction, including in conjunction with low-melting biogranules of ash, containing a flame tube washed by water and limited by the front and rear walls of the flame tube. gas path, and in the lower part of the flame tube there is a boiling layer of fuel, in its lower part limited laterally by an air distribution grille formed by connected to the blast fan and located opposite each other, two pairs of profiles installed one above the other, each of which has openings for air supply under the fuel layer, which face the openings of the opposite profile, said profiles being installed perpendicular to the longitudinal axis of the boiler, and the upper profiles are rounded and associated with a secondary blowing fan (decision of the Eurasian Patent Office on granting a patent for the invention of the Boiler for the joint and separate combustion of coal and biogranules, application number 20110 1501/31 of 10/13/2011).
Недостатком котла является его низкая эффективность, обусловленная большим уносом несгоревшего мелкодисперсного топлива, незавершенностью процесса горения летучих в топочном объеме, а также возможность воспламенения топлива в топливоподающем патрубке, расположенном в верхней части жаровой трубы.The disadvantage of the boiler is its low efficiency, due to the large ablation of unburned fine fuel, the incompleteness of the process of burning volatile in the furnace volume, as well as the possibility of ignition of the fuel in the fuel inlet pipe located in the upper part of the flame tube.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности сжигания мелкодисперсного твердого топлива (углей, биогранул), в том числе, содержащего большое количество пылевых фракций, в кипящем слое за счет организации дополнительной интенсивной циркуляции мелких частиц и газов в надслоевом пространстве, а также предотвращение воспламенения топлива в топливном патрубке, расположенном в верхней части жаровой трубы котла.An object of the invention is to increase the efficiency of combustion of fine solid fuels (coal, biogranules), including those containing a large amount of dust fractions, in a fluidized bed due to the organization of additional intensive circulation of small particles and gases in the superlayer space, as well as preventing ignition of fuel in the fuel pipe located in the upper part of the flame tube of the boiler.
Указанная задача решена посредством создания горизонтального жаротрубно-дымогарныого котла для сжигания мелкодисперсного твердого топлива, содержащем омываемые водой жаровую трубу, ограниченную передней и задней стенками, и систему дымогарных труб, связанную с жаровой трубой по газовому тракту, и имеющую в своей верхней части топливный патрубок для подачи топлива в котел, причем в нижней части жаровой трубы имеется кипящий слой топлива, в своей нижней части ограниченный с боков воздухораспределительной решеткой, образованной соединенными с дутьевым вентилятором и расположенными напротив друг друга двумя парами установленных друг над другом профилей, каждый из которых имеет отверстия для подачи воздуха под слой топлива, которые обращены к отверстиям противоположного профиля, при этом упомянутые профили установлены перпендикулярно продольной оси котла, а верхние профили имеют округлую форму и связаны с вентилятором вторичного дутья, отличающегося тем, что топливный патрубок установлен по центру топки под тупым углом к продольной оси котла в направлении к дымогарным трубам, сам патрубок соединен с системой подачи топлива, например, в виде гибкого шнека в трубе, а на верхней крышке топливного патрубка установлен вентилятор для подачи в котел третичного воздуха.This problem is solved by creating a horizontal fire-tube-smoke boiler for burning fine solid fuel containing a water-flushed heating tube bounded by the front and rear walls, and a system of fire tubes connected to the flame tube along the gas path and having a fuel pipe in its upper part for fuel supply to the boiler, and in the lower part of the flame tube there is a boiling layer of fuel, in its lower part limited laterally by an air distribution grill formed by two pairs of profiles installed one above the other, each of which has openings for air supply under the fuel layer that face the openings of the opposite profile, with the said profiles installed perpendicular to the longitudinal axis of the boiler, and the upper profiles have rounded shape and associated with a secondary blower fan, characterized in that the fuel pipe is installed in the center of the furnace at an obtuse angle to the longitudinal axis of the boiler in the direction of the smoke fired m pipes, conduit itself connected to a fuel supply system, such as a flexible pipe in the screw, and on the top cover of the fuel pipe with a fan for supplying tertiary air boiler.
Расположение топливного патрубка по центру топки под тупым углом к продольной оси котла в направлении к дымогарным трубам, соединение топливного патрубка с системой подачи топлива предпочтительно в виде гибкого шнека в трубе, и установка на верхней крышке патрубка вентилятора для подачи в котел третичного воздуха позволяет организовать в надслоевом пространстве топки мощную циркуляцию газовых потоков по направлению от задней к передней стенке жаровой трубы, отсечь выносимые из слоя мелкие частицы топлива от входа в дымогарные трубы, вернуть их в зону горения и тем самым обеспечить снижение уноса мелкой фракции топлива и повышение эффективности котла. Кроме того, организованный подачей третичного воздуха газовый вихрь в топке обеспечит более полное выгорание летучих веществ и снизит потери топлива от химической неполноты сгорания, т.е. также повысит эффективность котла. Подача воздуха в топливный патрубок предупреждает попадание туда горячих топочных газов и воспламенение топлива в системе топливоподачи.The location of the fuel pipe in the center of the furnace at an obtuse angle to the longitudinal axis of the boiler in the direction of the flue pipes, the connection of the fuel pipe to the fuel supply system, preferably in the form of a flexible screw in the pipe, and the installation on the top cover of the fan nozzle for supplying the tertiary air to the boiler the overlayer space of the furnace powerful circulation of gas flows from the rear to the front wall of the flame tube, cut off the small particles of fuel removed from the layer from the entrance to the smoke tubes, Move them to the combustion zone and thereby ensure a reduction in the ash of the small fraction of fuel and an increase in the efficiency of the boiler. In addition, a gas vortex organized in the supply of tertiary air in the furnace will provide more complete burnout of volatile substances and reduce fuel loss from chemical incomplete combustion, i.e. also increase boiler efficiency. Air supply to the fuel pipe prevents hot flue gases from entering there and igniting the fuel in the fuel injection system.
Установка топливного патрубка с вентилятором третичного дутья по центру топки под тупым углом к продольной оси котла в направлении к дымогарным трубам обеспечивает образование наиболее интенсивного вихря газов в надслоевом пространстве топки и более полного выжигания мелких частиц топлива и летучих веществ. Установка топливного патрубка перпендикулярно продольной оси котла предопределяет направление третичного потока воздуха вертикально вниз, что может отрицательно сказаться на гидродинамике кипящего слоя. Установка топливного патрубка под острым углом к продольной оси котла в направлении к передней стенке не отсекает мелкие частицы топлива от выноса их в дымогарные трубы до завершения процесса горения, т.е. не обеспечивает полное выжигание топлива и высокий КПД котла.Installing a fuel pipe with a tertiary fan at the center of the furnace at an obtuse angle to the longitudinal axis of the boiler in the direction of the fire tubes produces the most intense vortex of gases in the superfluous space of the furnace and more complete burning of small particles of fuel and volatile substances. Installing the fuel pipe perpendicular to the longitudinal axis of the boiler predetermines the direction of the tertiary air flow vertically downwards, which can adversely affect the hydrodynamics of the fluidized bed. Installing the fuel pipe at an acute angle to the longitudinal axis of the boiler in the direction of the front wall does not cut off small particles of fuel from their removal into the fire tubes until the combustion process is completed, i.e. does not provide complete fuel burning and high boiler efficiency.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1а изображен вид в продольном разрезе предлагаемого котла; на фиг. 1б изображен вид в поперечном разрезе предлагаемого котла.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1a shows a longitudinal section of the proposed boiler; in fig. 1b shows a cross-sectional view of the proposed boiler.
- 1 018299- 1 018299
Предлагаемый котел включает цилиндрический корпус 1, в котором расположена жаровая труба 2, которая посредством системы коротких и длинных дымогарных труб 3, 4 соединена с дымоходом 5, по которому дымовые газы удаляются из котла в дымовую трубу (на чертежах не изображена). В нижней части жаровой трубы 2 имеется кипящий слой топлива. Кипящий слой в своей нижней части с боков ограничен воздухораспределительной решеткой, содержащей нижний перфорированный сбоку профиль 6 и верхний перфорированный сбоку и скругленный профиль 7. Нижние профили 6 посредством первой системы труб 8 через первый коллектор 9 связаны с дутьевым вентилятором (на чертежах не изображен). Верхние профили 7 посредством второй системы труб 10 через второй коллектор 11 связаны с вентилятором для подачи вторичного воздуха (на чертежах не изображен). В верхней части котла расположен патрубок 12 для подачи гранул в топку котла, который связан с системой подачи гранул в котел. Система подачи топлива выполнена в виде гибкого шнека 13, заключенного в трубу 14, и связана с бункером для хранения топлива 15. Топливный патрубок имеет в своей верхней части крышку 16, на которой установлен вентилятор 17 для подачи третичного дутья. Топливный патрубок 12 установлен под тупым углом к продольной оси котла в сторону дымогарных труб 3. На торцевой и задней стенках котла расположены передняя и задняя поворотные дымовые коробки 18 и 19 соответственно. В верхней части цилиндрического корпуса котла 1 расположен штуцер 20 для отвода воды, нагретой в котле, а в нижней части цилиндрического корпуса котла расположен трубопровод 21 для подвода циркулирующей через котел воды.The proposed boiler includes a cylindrical housing 1, in which a heat pipe 2 is located, which is connected with a chimney 5 through a system of short and long fire tubes 3, 4, through which flue gases are removed from the boiler into a chimney (not shown). In the lower part of the flame tube 2 there is a boiling layer of fuel. The fluidized bed in its lower part is laterally bounded by an air-distribution grille containing the lower profile 6 perforated at the side and the upper profile perforated at the side and rounded profile 7. The lower profiles 6 are connected to the blower fan through the first collector 9 through the first collector 9 (not shown). The upper profiles 7 through the second system of pipes 10 through the second manifold 11 are connected with a fan for supplying secondary air (not shown in the drawings). In the upper part of the boiler there is a nozzle 12 for feeding the pellets into the boiler furnace, which is connected to the pellet feeding system. The fuel supply system is made in the form of a screw auger 13 enclosed in a pipe 14, and is connected to a fuel storage bin 15. The fuel pipe has a cover 16 in its upper part, on which a fan 17 is installed for supplying a tertiary blast. The fuel pipe 12 is installed at an obtuse angle to the longitudinal axis of the boiler in the direction of the fire tubes 3. On the front and rear walls of the boiler are located the front and rear swivel smoke boxes 18 and 19, respectively. In the upper part of the cylindrical body of the boiler 1 there is a fitting 20 for draining the water heated in the boiler, and in the lower part of the cylindrical body of the boiler there is a pipeline 21 for supplying water circulating through the boiler.
Котел работает следующим образом.The boiler works as follows.
По подводящему трубопроводу 21 объем котла заполняется водой, которая, нагреваясь, выходит через штуцер 20. Мелкодисперсное топливо поступает через патрубок 12 из бункера для хранения топлива 15 посредством гибкого шнека 13, заключенного в трубу 14. Топливо поступает в жаровую трубу 2 между профилями 6, где с использованием дутьевого воздуха, подаваемого под слой топлива через перфорированные профили 6, переходит в псевдоожиженное состояние. Дымовые газы по коротким 3 и длинным 4 дымогарным трубам поступают в дымоход 5 и дымовую трубу 2. При этом нагревается вода, заключенная в корпусе котла 1. Для наиболее полной утилизации тепла дымовых газов, последние при своем движении поворачиваются на 180° в задней дымовой коробке 19. Для сбора этих газов перед входом в дымоход 5 служит первая передняя дымовая коробка 18.The supply pipe 21 volume of the boiler is filled with water, which, heating, out through the fitting 20. Fine fuel enters through pipe 12 from the storage bin 15 fuel through a flexible screw 13, enclosed in the pipe 14. The fuel enters the flame tube 2 between the profiles 6, where using blown air supplied under a layer of fuel through the perforated profiles 6, goes into a fluidized state. The flue gases through the short 3 and long 4 smoke tubes enter the chimney 5 and the flue 2. This heats the water enclosed in the boiler body 1. For the most complete utilization of flue gas heat, the latter rotate 180 ° in the rear smoke box 19. To collect these gases before entering the chimney 5, the first front smoke box 18 is used.
Воздух, поступающий для сжигания топлива, разделяется на три потока: первичный, подаваемый по первому коллектору 9 и первой системе труб 8 под профили 6, а затем через отверстия в стенках профилей 6 этот воздух поступает под слой топлива и способствует переходу топлива в псевдоожиженное состояние. Вторичный воздух поступает через второй коллектор 11 и вторую систему труб 10 под профили 7, а затем через отверстия в полках профилей 7 поступает в топку и участвует в дожигании летучих компонентов.The air entering for combustion of fuel is divided into three streams: the primary air supplied through the first collector 9 and the first pipe system 8 under profiles 6, and then through the holes in the walls of profiles 6 this air enters the fuel layer and contributes to the transition of the fuel to a fluidized state. Secondary air enters through the second manifold 11 and the second pipe system 10 under profiles 7, and then through the openings in the shelves of profiles 7 enters the furnace and participates in the afterburning of volatile components.
С помощью первичного воздуха в пространстве между профилями 6 и 7, а также между передней и задней стенками жаровой трубы 2 образуется турбулентный псевдоожиженный слой горящего топлива и золы, достаточно протяженный в вертикальном направлении для эффективного сгорания всех фракций мелкодисперсного угля и летучих. Высокие скорости газа, поддерживаемые в слое, разрушают золошлаковые агломераты, образующиеся в слое при сжигании топлив с низкой температурой плавления золы. Округлая форма профилей 7 препятствует образованию на них отложений золы и топлива, а выходящий из отверстий этих профилей вторичный воздух обеспечивает эффективное дожигание летучих. Третичный воздух подается вентилятором 17. Он препятствует попаданию горячих газов в систему подачи топлива и воспламенению топлива в этой системе. Кроме того, с помощью этого третичного воздуха в надслоевом пространстве топки организуется мощная циркуляция газовых потоков по направлению от задней к передней стенке жаровой трубы. Это позволяет отсечь выносимые из слоя мелкие частицы топлива от входа в дымогарные трубы 3, вернуть их в зону горения и тем самым обеспечить снижение уноса мелкой фракции топлива и повышение эффективности котла. Кроме того, организованный подачей третичного воздуха газовый вихрь в топке обеспечивает более полное выгорание летучих веществ и снизит потери топлива от химической неполноты сгорания, т.е. также повышает эффективность котла.Using primary air in the space between profiles 6 and 7, as well as between the front and rear walls of the flame tube 2, a turbulent fluidized bed of burning fuel and ash is formed, sufficiently long in the vertical direction to effectively burn all the fine and volatile coal fractions. The high gas velocity maintained in the bed destroys the ash and slag agglomerates formed in the bed during the combustion of fuels with a low ash melting point. The rounded shape of the profiles 7 prevents the formation of ash and fuel deposits on them, and the secondary air leaving the openings of these profiles ensures effective after-burning of volatile substances. Tertiary air is supplied by a fan 17. It prevents hot gases from entering the fuel supply system and igniting the fuel in this system. In addition, with the help of this tertiary air, a powerful circulation of gas flows in the direction from the back to the front wall of the flame tube is organized in the over-bed space of the furnace. This allows you to cut off the small particles of fuel removed from the layer from the entrance to the fire tubes 3, return them to the combustion zone and thereby ensure a decrease in the ash of the small fraction of fuel and increase the efficiency of the boiler. In addition, the gas vortex organized in the supply of tertiary air in the furnace provides a more complete burnout of volatile substances and reduces fuel loss from chemical incomplete combustion, i.e. also increases the efficiency of the boiler.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201201053A EA018299B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Boiler (heat generator) for burning fine-dispersed solid fuel in boiling bed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201201053A EA018299B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Boiler (heat generator) for burning fine-dispersed solid fuel in boiling bed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201201053A1 EA201201053A1 (en) | 2012-12-28 |
| EA018299B1 true EA018299B1 (en) | 2013-06-28 |
Family
ID=47427512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201201053A EA018299B1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Boiler (heat generator) for burning fine-dispersed solid fuel in boiling bed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA018299B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020502475A (en) | 2016-12-20 | 2020-01-23 | アドゥーロ アクティーゼルスカブ | Combi stove and use of combi stove |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4273073A (en) * | 1978-05-31 | 1981-06-16 | Deborah Fluidised Combustion Limited | Circulating fluidized bed boiler |
| EA006130B1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-10-27 | Сергей Николаевич Кузьмин | Horizontal cylindrical heat-pipe fire-tube boiler with boiling bed furnace |
| RU75712U1 (en) * | 2008-04-02 | 2008-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Экотеплосервис" | SOLID FUEL FEEDING DEVICE |
| EA014014B1 (en) * | 2009-12-28 | 2010-08-30 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Тамбовский Государственный Технический Университет" | A method and boiler for combustion of granulated biofuel |
| EA016606B1 (en) * | 2011-10-13 | 2012-06-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Малые Газопоршневые Тэс" | Method for combined and separate burning fine carbon and biopellets |
-
2012
- 2012-07-25 EA EA201201053A patent/EA018299B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4273073A (en) * | 1978-05-31 | 1981-06-16 | Deborah Fluidised Combustion Limited | Circulating fluidized bed boiler |
| EA006130B1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-10-27 | Сергей Николаевич Кузьмин | Horizontal cylindrical heat-pipe fire-tube boiler with boiling bed furnace |
| RU75712U1 (en) * | 2008-04-02 | 2008-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Экотеплосервис" | SOLID FUEL FEEDING DEVICE |
| EA014014B1 (en) * | 2009-12-28 | 2010-08-30 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Тамбовский Государственный Технический Университет" | A method and boiler for combustion of granulated biofuel |
| EA016606B1 (en) * | 2011-10-13 | 2012-06-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Малые Газопоршневые Тэс" | Method for combined and separate burning fine carbon and biopellets |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201201053A1 (en) | 2012-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104930537B (en) | A kind of flue gas recirculation burner | |
| US4566393A (en) | Wood-waste burner system | |
| CN102330993B (en) | Composite structure for high-temperature spiral secondary air and arch in biomass fuel chain boiler | |
| KR101211035B1 (en) | Boiler for refuse derived fuel | |
| CN104482543A (en) | CFB (circulating fluid bed) refuse incineration boiler hearth | |
| RU2660987C1 (en) | Pyrolysis waste heat boiler | |
| RU2518754C2 (en) | Coal-water fuel combustion device (versions) | |
| CN203757694U (en) | Energy reservation, emission reduction and efficient combustion biomass boiler | |
| RU182137U1 (en) | Fluidized bed solid fuel boiler | |
| CN204388076U (en) | CFB garbage burning boiler burner hearth | |
| RU2355944C1 (en) | Steam boiler with mechanical stoker for solid fuel combustion | |
| EA014014B1 (en) | A method and boiler for combustion of granulated biofuel | |
| EA018299B1 (en) | Boiler (heat generator) for burning fine-dispersed solid fuel in boiling bed | |
| RU2377466C1 (en) | Furnace | |
| RU2716961C2 (en) | Air heating unit | |
| KR20160008283A (en) | Bubbling fluidized bed combustor integrated with boiler | |
| CN204901741U (en) | Two -stage accent wind furnace that application is all -trans and is burnt fin formula water pipe grate | |
| EA016606B1 (en) | Method for combined and separate burning fine carbon and biopellets | |
| EA006130B1 (en) | Horizontal cylindrical heat-pipe fire-tube boiler with boiling bed furnace | |
| CN202546779U (en) | Pi-shaped garbage incineration boiler | |
| RU2648314C2 (en) | Boiler with chamber furnace | |
| RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace | |
| CN205717342U (en) | A kind of high efficiency heat absorption type clean heating boiler | |
| RU2244211C1 (en) | Low-temperature swirling-type furnace | |
| RU2244873C2 (en) | Furnace for burning wood wastes in fluidized bed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ BY KZ KG TJ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |