RU164546U1 - Циклонный предтопок - Google Patents

Abstract

Циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания крупных фракций топлива, смонтированную под циклонной камерой, причем эти камеры разделены между собой пережимом, характеризующийся тем, что выпускной патрубок циклонной камеры смонтирован на торцевой поверхности камеры дожигания, вокруг которого смонтирован тангенциальный лопаточный завихритель, в циклонной камере над пережимом по боковой поверхности смонтирован тангенциальный лопаточный завихритель.

Description

Циклонный предтопок относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может найти применение в промышленной теплоэнергетике. Известен циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку, расположенную в циклонной камере, и тангенциальные сопла. Конструкция топки предусматривает двухстадийное сжигание древесных отходов в нижней и верхней камерах горения. Измельченное топливо из бункера гидравлическим плунжерам подается по трубе большого диаметра на колосниковую решетку через специальное отверстие в ее центре. Образующиеся конические кучи древесных отходов воспламеняются газовой запальной горелкой, автоматически отключающейся после начала устойчивого горения топлива (см. Э.Н Сабуров, С.В. Карпов «Циклонные устройства в деревообрабатывающем и целлюлозно-бумажном производстве», М., Экология, 1993 г., стр. 77…79).

Недостатком данной конструкции является верхний торцевой выход дымовых газов, что создает трудности при компоновке устройства с котельным агрегатом, а также не позволяет использовать весь рабочий объем топочной камеры котла. Известен вертикальный циклонный предтопок, в котором организована схема двухступенчатого сжигания топлива. Это достигается тем, что в устройстве, содержащем циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку и тангенциальные сопла, камера дожигания смонтированы под циклонной камерой, и снабжено установленным между камерами пережимом с буртиком. Колосниковая решетка выполнена конической и распложена в камере дожигания, а выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания (см. патент РФ № 2196273, МПК F 23 C 6/04, 10.01.2003).

Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.

Недостатками прототипа являются:

Продукты газификации и несгоревшие частицы топлива выносятся из камеры дожигания в значительной степени через выхлопной патрубок. Невозможность эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью до 60…65%.

На фиг. 1 изображен общий вид циклонного топочного устройства, вертикальный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез 1-1; на фиг. 3 - поперечное сечение 2-2; на фиг. 4 - поперечное сечение 3-3; на фиг. 5 - поперечное сечение 4-4. Изделие имеет вертикальную компоновку и состоит из:

1) Камеры дожигания - 3;

2) Пережима - 9;

3) Циклонной камеры - 7;

4) Выпускного патрубка - 8.

Камера дожигания 3 расположена внизу, выше нее расположен пережим 9, над пережимом расположена циклонная камера 7. Выпускной патрубок 8 расположен по вертикальной оси конструкции, проходит через камеру дожигания и соединяет циклонную камеру с выходом из устройства.

Циклонный предтопок может быть смонтирован и эксплуатироваться с любым углом наклона его центральной оси к горизонту.

Описание конструкции:

1. Камера дожигания 3 расположена вертикально и имеет кольцевую форму, образованную собственной внутренней стенкой и наружной поверхностью выпускного патрубка 8. Указанные поверхности: собственная внутренняя стенка циклонной камеры 7 и наружная поверхность выпускного патрубка 8 - могут иметь форму цилиндра или конуса, с углом наклона образующей в обе стороны от вертикали. Камера дожигания 3 снабжена:

1) Завихрителем - 2,

2) Устройством подачи топлива - 10.

Завихритель 2 имеет кольцевую форму, расположен в нижней части камеры дожигания и предназначен для подачи через коллектор 1 первичного дутья В1 в камеру дожигания 3. Направление потока первичного дутья В1 - снизу вверх и тангенциально по отношению к кольцевой форме камеры дожигания.

Устройство подачи топлива Т - поз. 10, расположено тангенциально или в любой плоскости, секущей камеру дожигания. Устройство подачи топлива представляет собой дозирующий аппарат, или винтовой конвейер, шнек в трубе, который имеет переменный шаг, что создает сгусток топлива (пыж) на входе в циклонную камеру и препятствует обратному возгоранию топлива в устройстве подачи.

2. Пережим 9 представляет собой сужение кольцевого сечения камеры дожигания и выполнен из огнеупорного материала. Пережим создает в камере дожигания сложное движение частиц топлива, так как раскрученные в вихре первичного дуться частицы топлива большого размера отбрасываются центробежными силами к стенкам камеры дожигания и не могут пройти пережим и выйти в циклонную камеру, они возвращаются в вихревой поток, который существует в камере дожигания. После выхода устройства на режим, стенки камеры дожигания и стенки пережима нагреваются до высокой температуры и начинают работать, как «огневое тело», которое при соприкосновении с ним части топлива гарантирует досушку и возгорание частиц топлива, при этом частицы топлива, уменьшенные в следствие горения до определенного размера, проходят пережим и попадают в циклонную камеру, а те частицы топлива, которые не воспламенились в следствие повышенной влажности или еще не догорели до определенного размера, возвращаются в вихревой поток, существующий в камере дожигания. Так же в качестве «огневого тела» работают и наружные стенки выпускного патрубка, расположенные напротив пережима. Пережим обеспечивает попадание в камеру дожигания частиц топлива, которые высушены, воспламенены и прогорели до определенного размера. Таким образом, пережим стабилизирует режим работы камеры дожигания, обеспечивает многократное повторяющееся вихревое течение топливовоздушной смеси, в котором происходит дожигание крупных частиц топлива до определенного меньшего размера, после чего они с потоком газа выбрасываются в циклонную камеру.

3. Циклонная камера 7 представляет собой замкнутый сверху объем, ограниченный в верхней части сводом и открытый в нижней части наружу, на выход из устройства, через выпускной патрубок 8. Циклонная камера снабжена завихрителем 5, через который с помощью коллектора 4 подается вторичное дутье В2. Направление вторичного дутья В2 - горизонтальное и тангенциальное по отношению к боковым стенкам циклонной камеры, в том же направлении вращения, что и первичное дутье В1.

Положение верхнего среза выпускного патрубка 8 по отношению завихрителю 5 - различное, может регулироваться.

В циклонной камере существует сложный вихревой поток, частицы недогоревшего топлива отбрасываются к стенкам камеры и периферийной части свода, соприкасаются со стенками камеры и сводом, изготовленными из огнеупорного материала и разогретыми до высокой температуры, и выгорают до золы. Поток продуктов сгорания топлива, частично сохраняя закрученную структуру, выходит сверху вниз через выпускной патрубок наружу и образует поток дымовых газов ДГ на выходе из изделия.

4. Выпускной патрубок 8, представляет собой изготовленный из огнеупорного материала, или футерованный снаружи и изнутри огнеупорным материалом канал, который обеспечивает выход продуктов сгорания из циклонной камеры наружу. В районе пережима наружные стенки выпускного патрубка так же играют роль «огневого тела».

Полезная модель позволяет повысить полноту выгорания топлива, снизить образование оксидов азота в процессе горения, расширить диапазон эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью до 60…65%. Техническое решение позволяет эффективно уничтожать средне- и мелкофракционные отходы деревообрабатывающих производств, в том числе производств по изготовлению специальных материалов из древесины с применением связующих, содержащих вредные вещества:

1) Щепа;

2) Отходы производства фанеры с клеями на фенолформальдегидной основе и на основе прочих вредных веществ;

3) Отходы производства ДСП, ДВП, МДФ, ЮСБ и подобные;

4) Шлифовальные пыли указанных выше производств, в том числе пыли волокнистой структуры, пыли содержащие частицы абразивного материала, которые повышают зольность продуктов горения и сами, а свою очередь, содержат остатки связующих, являющиеся вредными веществами.

При сжигании указанных выше вредных отходов происходит разложение вредных веществ от воздействия высокой температуры, достигаемой при горении в устройстве - до 1250 гр. C.

В ходе работы проведены аэродинамические исследования модели циклонного предтопка и определены его оптимальные геометрические параметры.

Предлагаемый циклонный предтопок удобно компонуется с существующими котельными агрегатами, наличие пережима и выхода продуктов сгорания из камеры дожигания через выпускной патрубок в нижнем торце циклонной камеры позволяет увеличить время нахождения частиц топлива в зоне горения и повысить полноту выгорания топлива, снизить образование оксидов азота. Наличие нижнего выходного отверстия позволит задействовать практически весь рабочий объем топочной камеры котельного агрегата.

Claims (1)

1. Циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания крупных фракций топлива, смонтированную под циклонной камерой, причем эти камеры разделены между собой пережимом, характеризующийся тем, что выпускной патрубок циклонной камеры смонтирован на торцевой поверхности камеры дожигания, вокруг которого смонтирован тангенциальный лопаточный завихритель, в циклонной камере над пережимом по боковой поверхности смонтирован тангенциальный лопаточный завихритель.

   

Images