RU2032125C1

RU2032125C1 - Primary furnace

Info

Publication number: RU2032125C1
Authority: RU
Inventors: Д.С. Калинин; В.Я. Калинина
Original assignee: Калинин Дмитрий Сергеевич; Калинина Вера Яковлевна; Калинин Аркадий Дмитриевич
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: boiler furnaces. SUBSTANCE: afterburning grate with air supply and ash disposal facilities is installed in bottom part of primary furnace and L-shaped finned waterwall is mounted in top part of primary furnace between vertical partition and grate; waterwall projection and front wall of primary furnace form duct of cross-sectional area making up 0.2-0.5 of uptake shaft area. In addition, gas nozzles directed downwards along waterwall are installed in finned waterwall under downtake shaft. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области сжигания топлива и может быть использовано в котлах, печах и других установках при сжигании низкосортных твердых топлив. The invention relates to the field of fuel combustion and can be used in boilers, furnaces and other installations for the burning of low-grade solid fuels.

Известны предтопки для кускового топлива с циркулирующим кипящим слоем (1). Недостатком предтопка (1) является то, что продукты газификации, подаваемые в топку, получаются забалластированными минеральной массой топлива в пылевом виде. Это приводит к отложениям и шлакованию поверхностей нагрева в топке, эрозионному износу конвективных поверхностей, т.е. снижается надежность работы установок. Кроме того циркулирующий кипящий слой имеет высокое аэродинамическое сопротивление, что увеличивает расход энергии. Known pre-furnaces for lump fuel with a circulating fluidized bed (1). The disadvantage of the pre-combustion chamber (1) is that the gasification products supplied to the furnace are obtained ballasted by the mineral mass of fuel in dust form. This leads to deposits and slagging of heating surfaces in the furnace, erosive wear of convective surfaces, i.e. the reliability of the installations decreases. In addition, the circulating fluidized bed has a high aerodynamic drag, which increases energy consumption.

В предтопке (2), принятом за прототип, газификационная камера разделена перегородкой на подъемную и опускную шахты, сообщающиеся через верхнее и нижнее окна, образованные соответственно сводом и перегородкой, перегородкой и подом. Предпоток снабжен средствами для верхнего ввода топлива, нижнего воздуха, и золоудаления. Амбразура для вывода продуктов газификации размещена на задней стене предтопка. В предтопке (2) процесс газификации ведется в режиме пневмотранспорта, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление по сравнению с предтопком (1). Недостатком предтопка (2) является то, что в нем можно сжигать лишь топливо типа торфа, а при сжигании углей происходит шлакование предтопка. Кроме того, продукты газификации содержат всю минеральную часть топлива, которая выносится в топку и приводит к шлакованию и абразивному износу поверхностей нагрева. In the pre-furnace (2), adopted as a prototype, the gasification chamber is divided by a partition into lifting and lowering shafts, communicating through the upper and lower windows, formed respectively by a vault and a partition, a partition and a hearth. The pre-flow is equipped with means for the top entry of fuel, lower air, and ash removal. The embrasure for the output of gasification products is located on the rear wall of the pre-furnace. In the pre-furnace (2), the gasification process is carried out in the pneumatic transport mode, which allows to reduce the aerodynamic drag in comparison with the pre-furnace (1). The disadvantage of the pre-heating furnace (2) is that only fuel like peat can be burned in it, and when burning coal, the pre-heating is slagged. In addition, gasification products contain the entire mineral part of the fuel, which is carried out into the furnace and leads to slagging and abrasive wear of the heating surfaces.

Целью изобретения является обогащение продуктов газификации при сжигании низкосортного кускового топлива. Цель достигается путем избирательного дробления кусочков топлива и провала кусочков породы через сепарационный канал на дожигательную щетку, а затем сброса минеральной массы в системе золоудаления. Для этого в нижней части предтопка установлена дожигательная решетка со средствами сброса очаговых остатков в систему золоудаления, под решетку подается воздух. Между перегородкой и решеткой размещен -образный охлаждаемый плавниковый экран, выступ которого образовывает с передней стенкой предтопка сепарационный канал с сечением, составляющим 0,2-0,5 сечения подъемной шахты. В плавниковом экране под опускной шахтой размещены газовые сопла, направленные вниз по экрану. The aim of the invention is the enrichment of gasification products during the combustion of low-grade lump fuel. The goal is achieved by selectively crushing pieces of fuel and dropping pieces of rock through a separation channel onto a afterburner, and then dumping the mineral mass in the ash removal system. To do this, in the lower part of the pre-furnace there is a post-combustion grate with means for dumping focal residues into the ash removal system, air is supplied under the grate. Between the partition and the lattice there is a ный-shaped cooled fin screen, the protrusion of which forms a separation channel with a cross section of 0.2–0.5 sections of the lift shaft with the front wall of the pre-furnace. In the fin screen under the lowering shaft there are gas nozzles directed down the screen.

Ведение процесса газификации в режиме пневмотранспорта с многократной циркуляцией частиц и образование сепарационного канала под подъемной шахтой газификационной камеры обеспечивает избирательное аэротермическое дробление кусочков топлива и предотвращает попадания их на дожигательную решетку. Кусочки породы не подвергаются такому дроблению и за счет своей большой плотности проваливаются через сепарационный канал на дожигательную решетку, где из них выжигаются органические соединения, а затем порода сбрасывается в систему золоудаления. Вывод породы из предтопка обеспечивает получение обогащенных продуктов газификации. The gasification process in the pneumatic transport mode with multiple circulation of particles and the formation of a separation channel under the lift shaft of the gasification chamber provides selective aerothermal crushing of pieces of fuel and prevents them from falling onto the afterburner. Pieces of rock do not undergo such crushing and, due to their high density, fall through the separation channel to the afterburner, where organic compounds are burned from them, and then the rock is dumped into the ash removal system. The withdrawal of the rock from the pre-furnace ensures the production of enriched gasification products.

На чертеже изображен общий вид предтопка. The drawing shows a General view of the furnace.

Предтопок содержит камеру газификации 1, разделенную перегородкой 2 на подъемную 3 и опускную 4 шахты. Между перегородкой и сводом 5 расположено верхнее окно 6, а между перегородкой и подом 7 расположено нижнее окно 8. Средства подачи топлива 9 расположены в верхней части подъемной шахты 3, а амбразура 10 на задней стене 11 предтопка и через нее продукты газификации направляются в топку 12. На поду 7 установлена дожигательная решетка 13 со средствами подачи нижнего воздуха и газов рециркуляции 14, золоудаления 15 и подачи пара 16. Между перегородкой 2 и решеткой 13 в окне 8 размещен -образный плавниковый экран 17, выступ которого образует с передней стеной 18 сепарационный канал 19. Между трубами экрана 17 выполнены газовые сопла 20, через которые подается воздух, газы рециркуляции и пар, поступающие по коробам 21 и паропроводу 22, для растопки предтопка установлены растопочные газовые горелки или форсунки 23. Для достижения наибольшего эффекта обогащения продуктов газификации сечение сепарационного канала 19 составляет 0,2-0,5 сечения подъемной шахты 3. The pre-furnace contains a gasification chamber 1, divided by a partition 2 into a lifting 3 and a lowering 4 shaft. Between the partition and the vault 5, the upper window 6 is located, and between the partition and the hearth 7 there is the lower window 8. The fuel supply 9 is located in the upper part of the lift shaft 3, and the embrasure 10 on the rear wall 11 of the furnace and through it the gasification products are sent to the furnace 12 Afterburning grate 13 with means for supplying lower air and recirculation gases 14, ash removal 15 and steam supply 16. Between the partition 2 and the grate 13 in the window 8 there is a-shaped fin screen 17, the protrusion of which forms with the front wall 18 separation channel 19. Between the tubes of the screen 17 there are gas nozzles 20 through which air, recirculation gases and steam are supplied through the ducts 21 and the steam line 22, for kindling the pre-furnace, kindling gas burners or nozzles 23 are installed. To achieve the greatest effect of enrichment of gasification products the cross section of the separation channel 19 is 0.2-0.5 sections of the lifting shaft 3.

Предтопок работает следующим образом. The pre-fire works as follows.

При растопке газообразное или жидкое топливо подается через растопочную горелку или форсунку 23 в подъемную шахту 3 газификационной камеры 1 и воспламеняется, одновременно подается нижний воздух через средства 14. После разогрева предтопка производится подача твердого топлива в кусковом виде средствами 9. Основное топливо поджигается горелкой 23. Нижний воздух, проходя через сепарационный канал 19, и вторичный воздух, подаваемый по коробам 21 через сопла 20, образуют восходящий поток в шахте 3. При попадании свежего топлива в восходящий поток частицы разделяются на крупные и средние. Средние частицы подхватываются потоком и через окно 6 между перегородкой 2 и сводом 5 попадают в опускную шахту 4. В зоне входа в амбразуру 10 около задней стены 11 происходит разворот газов от нисходящего к горизонтальному. При развороте газов происходит разделение частиц на пылевидную и зернистую фракции. Пылевидная фракция уносится газами через амбразуру 10 в топку 12. Зернистая фракция сепарируется на наклонную часть плавникового экрана 17, по которому скатывается через окно 8 в подъемную шахту 3. Крупные кусочки, подаваемые в предтопок в подъемной шахте 3 подают вниз и соударяются с зернистой фракцией возвращенной из опускной шахты 4. За счет разнонаправленного движения газов и крупных частиц, и соударения, происходит интенсивный нагрев, сушка, выход летучих, что приводит к уменьшению прочности кусочков топлива, а затем их разрушению. Порода не подвергается дроблению и через сепарационный канал 19 между стеной 18 и выступом экрана 17 падает на дожигательную решетку 13, которая находится на полу 7 предтопка. В сепарационном канале 19 скорость газов в 2-5 раз выше, чем в подъемной шахте. Скорость в канале регулируется путем перераспределения количеств воздуха и газов рециркуляции, подаваемых под решетку 13 и через газовые сопла 20 так, чтобы на решетку попадали порода и топливо с большим содержанием породы, а температура в слое на решетке поддерживалась 800-1000^оС. Аварийное уменьшение температуры в слое на решетке достигается подачей пара средствами 16, а в целом по предтопку паром из паропровода 22. Удаление породы с решетки 13 производится средствами золоудаления 15 по мере полного выгорания топлива.During ignition, gaseous or liquid fuel is supplied through the ignition burner or nozzle 23 to the lift shaft 3 of the gasification chamber 1 and ignites, while the lower air is supplied via means 14. After heating, the pre-ignition is supplied with solid fuel in lump form 9. The main fuel is ignited by the burner 23. The lower air passing through the separation channel 19 and the secondary air supplied through the ducts 21 through the nozzles 20 form an upward flow in the shaft 3. When fresh fuel enters the upward flow h the particle, divided into large and medium. The middle particles are picked up by the flow and through the window 6 between the partition 2 and the vault 5 they fall into the lowering shaft 4. In the entrance area to the embrasure 10 near the rear wall 11, the gas turns from downward to horizontal. When turning gases, particles are separated into pulverulent and granular fractions. The pulverulent fraction is carried away by gases through the embrasure 10 into the furnace 12. The granular fraction is separated on the inclined part of the fin screen 17, through which it rolls through the window 8 into the lifting shaft 3. Large pieces fed to the pre-furnace in the lifting shaft 3 are fed down and collide with the granular fraction returned from the lowering shaft 4. Due to the multidirectional movement of gases and large particles, and collision, intense heating, drying, and the release of volatiles occurs, which leads to a decrease in the strength of the pieces of fuel and then their destruction. The rock is not subjected to crushing and through the separation channel 19 between the wall 18 and the protrusion of the screen 17 falls on the afterburner 13, which is located on the floor 7 of the furnace. In the separation channel 19, the gas velocity is 2-5 times higher than in the lifting shaft. The speed in the channel is controlled by redistributing the amounts of air and recirculation gases supplied under the grate 13 and through the gas nozzles 20 so that rock and fuel with a high rock content get on the grate, and the temperature in the layer on the grate is maintained at 800-1000 ^о С. the temperature in the layer on the grate is achieved by supplying steam by means of 16, and in general by pre-heating steam from the steam line 22. The removal of rock from the grating 13 is carried out by means of ash removal 15 as the fuel burns out completely.

Claims

1. THE APPLIANCE containing a gasification chamber, divided by a partition into a lifting and lowering shaft, communicating through the upper and lower windows, formed respectively by the arch and the partition, the partition and the hearth, means for the upper fuel input and the lower air, embrasure in the back wall gasification products and ash removal equipment, characterized in that, in order to enrich the gasification products during the burning of low-grade lump fuel, a afterburner with means air supply and ash removal, and between the partition and the grating is placed L-shaped fin screen, the projection of which forms a front wall of the furnace extension channel with a cross section of 0.2 - 0.5 lift shaft section.

2. The pre-furnace according to claim 1, characterized in that gas nozzles are directed down the screen in the fin screen under the lowering shaft.