RU2122680C1 - Solid fuel combustion process - Google Patents
Solid fuel combustion process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122680C1 RU2122680C1 RU97112529A RU97112529A RU2122680C1 RU 2122680 C1 RU2122680 C1 RU 2122680C1 RU 97112529 A RU97112529 A RU 97112529A RU 97112529 A RU97112529 A RU 97112529A RU 2122680 C1 RU2122680 C1 RU 2122680C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- combustion
- secondary air
- combustion zone
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам сжигания твердого топлива, и может быть использовано для сжигания, например, растительных отходов. The invention relates to a power system, and in particular to methods of burning solid fuel, and can be used for burning, for example, plant waste.
Сжигание растительных отходов преследует следующие цели - получение теплоносителя, в частности, для зерносушилок и их утилизацию. The burning of plant waste pursues the following goals - obtaining a coolant, in particular, for grain dryers and their disposal.
Известен способ сжигания твердого топлива /1/ путем подачи потока первичной аэросмеси с коэффициентом избытка воздуха α<1, сжигания ее, смешения продуктов сгорания с потоком вторичной аэросмеси, дожигания полученной аэросмеси с добавлением воздуха, а коэффициент избытка воздуха поддерживают равным α = 0,1-0,4 в первой аэросмеси и α = 0,05-0,2 - во второй. Однако использовать его для сжигания растительных отходов достаточно сложно из-за специфических свойств объектов сжигания. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ /2/ сжигания твердого топлива путем подачи в зону горения потоков первичного и вторичного воздуха. Вторичный воздух подают по периметру зоны горения и соотношение потока вторичного воздуха на границах зоны поддерживается в пределах 1,5 - 2,0 : 1,0 при общем соотношении массы потока первичного и суммарного воздуха 1:1 - 1,5. A known method of burning solid fuel / 1 / by feeding a stream of primary air mixture with an excess air coefficient α <1, burning it, mixing combustion products with a stream of secondary air mixture, afterburning the resulting air mixture with the addition of air, and the coefficient of excess air is maintained equal to α = 0.1 -0.4 in the first air mixture and α = 0.05-0.2 in the second. However, it is rather difficult to use it for burning plant wastes due to the specific properties of incineration facilities. Closest to the technical nature of the claimed method is the selected method as a prototype method / 2 / for burning solid fuel by supplying primary and secondary air flows to the combustion zone. Secondary air is supplied along the perimeter of the combustion zone and the ratio of the secondary air flow at the boundaries of the zone is maintained within 1.5 - 2.0: 1.0 with a total ratio of the mass of the primary and total air flow of 1: 1 - 1.5.
Недостатком известного способа является то, что топки к зерносушилкам, как правило, агрегатируются с воздухоподогревателями, в которых топочные газы подогревают наружный воздух, подаваемый на сушку зерна или семян, а отработавшие газы выбрасывают через дымовую трубу в атмосферу. Температура топочных газов на входе в воздухоподогреватель не должна превышать 920 - 970К в случае его изготовления из углеродистой стали и 1270 - 1340К в случае изготовления из хромистой или хромистоникелевой стали /2/. The disadvantage of this method is that the furnaces for grain dryers, as a rule, are aggregated with air heaters, in which the flue gases heat the external air supplied to the drying of grain or seeds, and the exhaust gases are emitted through the chimney into the atmosphere. The temperature of the flue gases at the inlet to the air heater should not exceed 920 - 970K in the case of its manufacture from carbon steel and 1270 - 1340K in the case of manufacture from chrome or chromium-nickel steel / 2 /.
Теоретическая температура горения растительных отходов: лузга подсолнечника, сечка соломы, стержни початков кукурузы составляет 1730 - 1970К (табл. 1) согласно экспериментальным данным, подтвержденным теоретическими расчетами. The theoretical burning temperature of plant waste: sunflower husk, straw chopper, corn cobs is 1730 - 1970K (Table 1) according to experimental data confirmed by theoretical calculations.
При указанных коэффициентах избытка воздуха в прототипе температура поточных газов на входе в воздухоподогреватель недопустима высока. В ряде случаев топка на твердом топливе может агрегатироваться непосредственно с сушилками сельскохозяйственных продуктов без воздухоподогревателя, т.е. в качестве теплоносителя используют смесь топочных газов с воздухом, например, для сушки початков кукурузы. Так в этом случае температура теплоносителя не должна превышать 323 - 333К на входе в сушилку, т.е. требуется еще большее разбавление топочных газов воздухом, чем указано в прототипе. Given the coefficients of excess air in the prototype, the temperature of the flowing gases at the inlet to the air heater is unacceptably high. In some cases, a solid fuel firebox can be aggregated directly with agricultural product dryers without an air heater, i.e. a mixture of flue gases with air is used as a heat carrier, for example, for drying corn cobs. So in this case, the temperature of the coolant should not exceed 323 - 333K at the inlet to the dryer, i.e. requires even greater dilution of the flue gases with air than indicated in the prototype.
Отметим также, что для топок сельскохозяйственного назначения для сжигания растительных отходов в силу экономичности и упрощения изготовления и эксплуатации, в частности, использования дешевых строительных материалов (шамота и огнеупорного бетона), температура в зоне горения топлива не должна превышать 1550 - 1600К, но и не должна опускаться ниже 1170 - 1260К для поддержания устойчивого процесса горения (табл.2), т.е. указанные в прототипе соотношения потоков воздуха в зоне горения не являются оптимальными. We also note that for agricultural furnaces for burning plant waste, due to the economy and simplification of manufacture and operation, in particular, the use of cheap building materials (fireclay and refractory concrete), the temperature in the fuel combustion zone should not exceed 1550 - 1600K, but not should fall below 1170 - 1260K to maintain a stable combustion process (Table 2), i.e. the ratios of air flows in the combustion zone indicated in the prototype are not optimal.
Сущность изобретения заключается в том, что в соответствии со способом сжигания твердого топлива путем подачи в зону горения потоков первичного и вторичного воздуха согласно изобретению, в начало и конец зоны горения подают вторичный воздух в соотношении 0,8 - 1,42 : 1,0, причем соотношение масс первичного и суммарного воздуха составляет 1:3,0 - 68. Кроме того, в начало зоны горения подают подогретый воздух, а охлаждение бункера и транспортера зоны горения осуществляют частью вторичного воздуха. The essence of the invention lies in the fact that in accordance with the method of burning solid fuel by supplying primary and secondary air flows according to the invention to the combustion zone, secondary air is supplied to the beginning and end of the combustion zone in a ratio of 0.8 - 1.42: 1.0, moreover, the ratio of the masses of the primary and total air is 1: 3.0 - 68. In addition, heated air is supplied to the beginning of the combustion zone, and the bunker and the conveyor of the combustion zone are cooled by part of the secondary air.
Новым является подача в начало и конец зоны горения вторичного воздуха в соотношении 0,8 - 1,42:1,0 и соотношение масс первичного и суммарного воздуха - 1:3,0 - 68, а также подача в начало зоны горения подогретого воздуха, а охлаждение бункера и транспортера зоны горения частью вторичного воздуха. New is the supply to the beginning and end of the combustion zone of secondary air in a ratio of 0.8 - 1.42: 1.0 and the mass ratio of primary and total air is 1: 3.0 - 68, as well as the supply of heated air to the beginning of the combustion zone, and cooling of the hopper and the conveyor of the combustion zone with part of the secondary air.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."
Изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно: рациональное и эффективное сжигание растительных отходов в топках, агрегатируемых с сушилками сельскохозяйственного назначения при высокой степени полноты сгорания топлива, надежной и длительной эксплуатации. The invention meets the criterion of "inventive step", because A result has been achieved that satisfies the existing need, namely: rational and efficient burning of plant waste in furnaces, aggregated with agricultural dryers with a high degree of completeness of fuel combustion, reliable and long-term operation.
Изобретение является и промышленно применимым, т.к. может использоваться в сельском хозяйстве при сушке зерна. The invention is also industrially applicable, because can be used in agriculture for drying grain.
На фиг.1 изображен общий вид топки для растительных отходов; на фиг.2 - коллектор вторичного воздуха (сечение А-А). Figure 1 shows a General view of the furnace for plant waste; figure 2 - collector of secondary air (section aa).
Топка состоит из диффузора 1 с перегородками, образующими каналы 2 с клапанами 3 для подвода первичного воздуха к отдельным зонам горения на колоснике 4, бункера 5 золы с транспортирующим устройством 6 удаления золы (шнека) из топки, коллектора 7 горячего воздуха с клапаном 8, коллектора 9 вторичного воздуха, фурм прямоугольного сечения 10, распределительной коробки 11, клапанов 12 этой коробки, дутьевого вентилятора 13, шурующей планки 14, топливного патрубка 15, патрубка вторичного воздуха 16 с клапаном 17, футеровки топки 18, топочного коллектора 19, двухступенчатого трубчатого воздухоподогревателя 20, осадочной камеры 21, диффузора 22, патрубков воздухоподогревателя 23 и 27 с клапаном 24, дымососа 25 и дымовой трубы 26. The furnace consists of a
Принцип действия топки следующий. Топливо (растительные отходы) транспортером (не показан) подают в патрубок 15 и далее оно поступает на колосник 4, где поджигается и под действием силы тяжести перемещается к бункеру 5 золы, несгоревшие остатки топлива и золу удаляют из топки транспортером 6. Первичный воздух (для сжигания топлива) поступает в диффузор 1 и по каналам 2 к индивидуальным зонам горения на колоснике 4. В зависимости от вида топлива и его влажности регулируют клапанами 3 подачу воздуха в каждую из 3-х зон горения топлива на колоснике. The principle of operation of the furnace is as follows. Fuel (plant waste) is fed to a nozzle 15 by a conveyor (not shown) and then it goes to the
Нижний канал в диффузоре не сообщается непосредственно с колосником, он образует полость с бункером 5 и шнеком 6 золы. Охлаждая указанные рабочие органы, подогретый воздух через коллектор горячего воздуха 7 поступает в коллектор вторичного воздуха, где смешивается с наружным воздухом и поступает через фурмы 10 в начало зоны горения топлива. Воздух в коллектор вторичного воздуха подается также дутьевым вентилятором 13 через распределительную коробку 11. В зависимости от аэродинамического сопротивления слоя материала подачу вторичного воздуха в коллектор 10 из распределительной коробки 11 и коллектора горячего воздуха меняют при помощи клапанов 8 и 12. Подачу вторичного воздуха в конец зоны горения для разбавления продуктов сгорания топлива осуществляют через патрубок 16, снабженный клапаном 17. Разбавленные продукты сгорания через топочный коллектор 19 поступают в двухступенчатый трубчатый воздухоподогреватель 20, причем топочные газы подаются в трубки, а наружный воздух засасывается в патрубок воздухоподогревателя 23, снабженный клапаном 24, подогретый воздух через клапан 27 направляется в сушилку. Отработанные топочные газы очищаются в осадочной камере 21, засасываются в диффузор 22 и дымососом 25 через дымовую трубу выбрасываются наружу. The lower channel in the diffuser does not communicate directly with the grate, it forms a cavity with a
Подача первичного воздуха осуществляется через три верхних канала диффузора в зависимости от подачи топлива. Подачу вторичного воздуха (на горение и дожиг летучих) осуществляют в начало зоны пламенного горения топлива (под слоем топлива) в зависимости от показаний датчика температуры T1 и в конец зоны пламенного горения летучих в зависимости от показания датчика температуры T2, размещенного в конце зоны горения летучих. The primary air is supplied through the three upper channels of the diffuser, depending on the fuel supply. The supply of secondary air (for combustion and afterburning of volatiles) is carried out at the beginning of the flame zone of fuel combustion (under the fuel layer), depending on the readings of the temperature sensor T1 and at the end of the zone of flame combustion of the volatiles, depending on the readings of the temperature sensor T2, located at the end of the zone of combustion of volatile .
Зная фактическую температуру горения топлива T1, можно, с целью нормальной и безаварийной работы топки, рассчитать и осуществить необходимую подачу вторичного воздуха для дожига и разбавления летучих в начало зоны горения (от плоскости фурм и выше). Зная температуру T2, можно убедиться в том, что заданная подача вторичного воздуха в начало зоны горения рассчитана верно или скорректировать ее, а также определить необходимую подачу вторичного воздуха в конец зоны горения для безопасной работы воздухоподогревателя, если он есть, или для подачи теплоносителя в сушилку. Knowing the actual temperature of fuel combustion T1, it is possible, with the goal of normal and trouble-free operation of the furnace, to calculate and implement the necessary supply of secondary air for afterburning and diluting volatiles to the beginning of the combustion zone (from the tuyere plane and above). Knowing the temperature T2, we can verify that the specified supply of secondary air to the beginning of the combustion zone is calculated correctly or correct it, as well as determine the necessary supply of secondary air to the end of the combustion zone for safe operation of the air heater, if any, or to supply the coolant to the dryer .
Зная температуру смеси топочных газов с воздухом на выходе топочного коллектора T3, можно контролировать отношение подач первичного и суммарного потоков воздуха. Knowing the temperature of the mixture of flue gases with air at the outlet of the combustion manifold T3, one can control the ratio of the primary and total air flows.
Примеры выполнения заявленного способа сжигания твердого топлива. Examples of the implementation of the claimed method of burning solid fuel.
Свойства растительных отходов, как объектов сжигания, приведены в таблице 1. в таблице 2 приведены основные параметры процесса сжигания, характерные для рассматриваемых растительных отходов и используемого оборудования. The properties of plant waste as objects of combustion are shown in table 1. Table 2 shows the main parameters of the combustion process that are characteristic of the plant waste and equipment used.
В таблице 3 приведены конкретные примеры и получение соотношения потоков первичного, вторичного и суммарного воздуха, заявленного в формуле. Table 3 shows specific examples and obtaining the ratio of the flows of primary, secondary and total air, as stated in the formula.
Необходимые расчеты выполнены по следующим формулам. The necessary calculations are performed according to the following formulas.
Теоретическое количество воздуха, необходимо для полного сжигания 1 кг топлива. The theoretical amount of air needed to completely burn 1 kg of fuel.
V0 = 0,0889Cp + 0,256Hp - 0,033 (Op - Sp),
где
Cp, Hp, Op, Sp - соответственно углерод, водород и сера величины взяты по /4/;
V0 = 3,44 + 1,27 - 1,17 = 3,54 м3/кг.V 0 = 0.0889C p + 0.256H p - 0.033 (O p - S p ),
Where
C p , H p , O p , S p - respectively carbon, hydrogen and sulfur values are taken from / 4 /;
V 0 = 3.44 + 1.27 - 1.17 = 3.54 m 3 / kg.
Объем продуктов сгорания
Vг = Vг + 1,016(α-1) Vo≃ 5,4 м3/кг
Удельная теплоемкость продуктов сгорания /3/:
- энтальпия наружного воздуха Hb ≈ 20 кДж/кг;
- химическая энтальпия Hx = Qн/Vг = 2,53 МДж/кг;
- общая энтальпия Hоб = 2,55 МДж/кг.Volume of combustion products
V g = V g + 1.016 (α-1) V o ≃ 5.4 m 3 / kg
Specific heat of combustion products / 3 /:
- enthalpy of outdoor air Hb ≈ 20 kJ / kg;
- chemical enthalpy H x = Q n / V g = 2.53 MJ / kg;
- total enthalpy H rev = 2.55 MJ / kg.
Содержание воздуха в продуктах сгорания
VL = (Vg-V0)/Vг ≈ 19,5%
Для указанных значений Uоб и Vi по /3/ теоретическая температура горения tг = 1900К.Air content in combustion products
V L = (V g -V 0 ) / V g ≈ 19.5%
For the indicated values of U about and V i according to / 3 / theoretical combustion temperature t g = 1900K.
Расчет количества воздуха, подаваемого на разбавление продуктов сгорания, проведен по формуле /3/
где
Bт - подача топлива, кг/ч;
Qн - низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг;
L0 - теоретическое количество воздуха, подаваемого на горение, м3/ч;
t1 - температура горения, К;
tв - температура воздуха, К;
tт - температура теплоносителя, К;
Cт - теплоемкость теплоносителя, кДж/кг К;
Cв - теплоемкость воздуха, кДж/кг К.The calculation of the amount of air supplied to the dilution of the combustion products is carried out according to the formula / 3 /
Where
B t - fuel supply, kg / h;
Q n - net calorific value of fuel, kJ / kg;
L 0 - theoretical amount of air supplied to the combustion, m 3 / h;
t 1 - combustion temperature, K;
t in - air temperature, K;
t t - coolant temperature, K;
C t - heat capacity of the coolant, kJ / kg K;
C in - heat capacity of air, kJ / kg K.
1. Авторское свидетельство 1322002, F 23 C 11/00, 1987. 1. Copyright certificate 1322002, F 23
2. Патент РФ N 2034196, кл. F 23 C 11/00, 1995. 2. RF patent N 2034196, class. F 23
3. Справочник теплоэнергетика предприятий цветной металлургии. Под редакцией О.Н. Багрова и З.Л. Берлина.- М.: Металлургия, 1982, с. 445. 3. Reference thermal power enterprises of non-ferrous metallurgy. Edited by O.N. Bagrova and Z.L. Berlin.- M.: Metallurgy, 1982, p. 445.
4. Птицын С.Д. Зерносушилки.- М.: Машгиз, 1962 , с. 177. 4. Ptitsyn S.D. Zernosushilki.- M.: Mashgiz, 1962, p. 177.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97112529A RU2122680C1 (en) | 1997-07-21 | 1997-07-21 | Solid fuel combustion process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97112529A RU2122680C1 (en) | 1997-07-21 | 1997-07-21 | Solid fuel combustion process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2122680C1 true RU2122680C1 (en) | 1998-11-27 |
RU97112529A RU97112529A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20195549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97112529A RU2122680C1 (en) | 1997-07-21 | 1997-07-21 | Solid fuel combustion process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2122680C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631874C2 (en) * | 2016-01-29 | 2017-09-28 | Сергей Анатольевич Павлов | Type of combined fuel consumption in grain drier |
RU2633849C1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-10-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Method for plant waste burning |
-
1997
- 1997-07-21 RU RU97112529A patent/RU2122680C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631874C2 (en) * | 2016-01-29 | 2017-09-28 | Сергей Анатольевич Павлов | Type of combined fuel consumption in grain drier |
RU2633849C1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-10-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Method for plant waste burning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5279234A (en) | Controlled clean-emission biomass gasification heating system/method | |
US6485296B1 (en) | Variable moisture biomass gasification heating system and method | |
CN105889901B (en) | A kind of fixed grate boiler for the square bale stalk that burns | |
ES2200111T3 (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR THE PRODUCTION AND USE OF GAS FROM WASTE MATERIALS. | |
US4553285A (en) | Plug furnace | |
US20120247374A1 (en) | Independent vector control system for gasification furnace | |
CA1288001C (en) | Furnace | |
US20120247375A1 (en) | Grate clearing and ash removal system for gasification furnace | |
US4955296A (en) | Incinerator grate assembly | |
RU2122680C1 (en) | Solid fuel combustion process | |
CN105698182B (en) | CIU for handling rubbish | |
GB2072831A (en) | Supplying secondary combustion air | |
EP0104177B1 (en) | Burner for combustion of granular fuels | |
CN205664359U (en) | Fixed grate boiler of burning side's bundle straw | |
EP0248808B1 (en) | Burner especially for burning biomass | |
RU38217U1 (en) | BOILER UNIT FOR BURNING MILLING PEAT AND WOOD WASTE IN A BOILING LAYER | |
RU2375637C1 (en) | Device for burning mixture of carbon-containing materials and droppings | |
RU2319894C1 (en) | Method and device for burning high-damp loose wood waste | |
Richey et al. | Biomass channel-gasification furnace | |
RU2078283C1 (en) | Method and device for burning ground coal | |
CN217441640U (en) | Chain grate gasification device using whole bundle of wrapped crop straw as fuel | |
RU2237834C1 (en) | Method of and device for combustion of solid fuel | |
Richey et al. | Downdraft channel gasifier furnace for biomass fuels | |
RU2154237C1 (en) | Device for burning combustible materials and wastes | |
EP4097397A2 (en) | Solid and liquid/gas fired smokeless water tube steam boiler with combustion efficiency maximization system featuring solid fuel section operating with autothermic gasification method |