RU2170878C1

RU2170878C1 - Vertical fluidized bed firebox

Info

Publication number: RU2170878C1
Application number: RU2000112938A
Authority: RU
Inventors: М.А. Валюжинич
Original assignee: Валюжинич Михаил Александрович
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: burning low-caloric solid fuel, wood bark wastes in particular; heat-power engineering. SUBSTANCE: fuel is subjected to incomplete combustion in fluidized bed of combustion chamber of inert filler; vapor and gaseous product of gasifying with entrapped fine particles of fuel are finally burnt in after-burner chamber in jets of secondary and ternary air. EFFECT: reduction of heat losses at mechanical incomplete burning. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сжиганию низкокалорийного твердого топлива, в частности кородревесных отходов, и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике на водогрейных и паровых котлах. The invention relates to the burning of low-calorie solid fuels, in particular bark and wood waste, and can be used in industrial heat power engineering on hot water and steam boilers.

Известно топочное устройство для двухступенчатого сжигания твердого топлива, отвечающее современному уровню техники, содержащее камеру сгорания с кипящим слоем, снабженную щелевым выходным окном и установленными под последним соплами вторичного воздуха, а также расположенную над камерой сгорания вертикальную экранированную камеру дожигания, две противолежащие стенки которой в нижней части выполнены наклонными к центру, а сопла вторичного воздуха направлены вдоль наклонной части одной из стенок камеры дожигания, на которой дополнительно установлены наклоненные вниз сопла вторичного воздуха [RU 813085, кл. 6 F 23 C 6/04, 1981]. Однако в известной установке нельзя обеспечить эффективное сжигание низкокалорийного твердого топлива, поскольку формируемый соплами вторичного воздуха низкотемпературный вихрь не обеспечивает требуемого времени пребывания топлива в камере дожигания и, соответственно, требуемого уровня мех. недожога. Known furnace device for two-stage combustion of solid fuel, corresponding to the current level of technology, containing a combustion chamber with a fluidized bed, equipped with a slit exit window and installed under the last nozzles of secondary air, and also located above the combustion chamber a vertical shielded afterburner, two opposite walls of which are in the lower the parts are inclined toward the center, and the secondary air nozzles are directed along the inclined part of one of the walls of the afterburner, on which secondary nozzles of secondary air tilted down are installed [RU 813085, cl. 6 F 23 C 6/04, 1981]. However, in the known installation it is impossible to ensure efficient combustion of low-calorie solid fuel, since the low-temperature vortex formed by the secondary air nozzles does not provide the required fuel residence time in the afterburner and, accordingly, the required level of fur. burn out.

Наиболее близкой к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является топка с кипящим слоем, содержащая камеру сжигания и расположенную над ней камеру дожигания топлива, последняя из которых обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами вторичного и третичного воздуха, при этом фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом, на котором размещены направленным выходным срезом вверх сопла вторичного воздуха [SU 1291788 F 23 C 6/04, 1987]. The closest to the claimed invention in terms of features (prototype) is a fluidized bed furnace containing a combustion chamber and a fuel afterburner located above it, the last of which is framed by front, rear and side screens and equipped with nozzles of secondary and tertiary air, while the front screen made with an aerodynamic protrusion on which the secondary air nozzles are placed with a directed exit cut [SU 1291788 F 23 C 6/04, 1987].

Недостатком прототипа является снижение эффективности сжигания топлива полифракционного состава, например, измельченных кородревесных отходов, с увеличением его объема вследствие роста потерь тепла с механическим недожогом. The disadvantage of the prototype is a decrease in the efficiency of burning fuel of a polyfraction composition, for example, crushed bark and wood waste, with an increase in its volume due to an increase in heat loss with a mechanical underburning.

Целью изобретения является повышение эффективности сжигания топлива. The aim of the invention is to increase the efficiency of fuel combustion.

В вертикальной топке с кипящим слоем, содержащей камеру сжигания и расположенную над ней камеру дожигания топлива, последняя из которых обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами вторичного и третичного воздуха, при этом фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом, на котором размещены сопла вторичного воздуха, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что сопла третичного воздуха размещены на заднем экране на высотной отметке, превышающей высотную отметку сопел вторичного воздуха, и направлены в сторону фронтового экрана, задний экран в зоне, расположенной между соплами третичного воздуха и камерой сжигания, выполнен со скатом в сторону последней, а сопла вторичного воздуха направлены в сторону ската заднего экрана. Дополнительное повышение эффективности сжигания топлива обеспечивается тем, что фронтовой экран камеры дожигания в зоне, расположенной между соплами вторичного воздуха и камерой сжигания, выполнен с участком, отогнутым в сторону, противоположную заднему экрану. In a vertical fluidized bed furnace containing a combustion chamber and a fuel afterburner located above it, the last of which is framed by front, rear and side screens and equipped with nozzles of secondary and tertiary air, while the front screen is made with an aerodynamic protrusion on which the nozzles of the secondary air, the solution of this problem is ensured by the fact that the tertiary air nozzles are placed on the rear screen at a height above the altitude of the secondary air nozzles, and directed side of the front screen, the back screen in the area situated between the nozzles, and tertiary air combustion chamber is formed with inclination towards the latter, and the secondary air nozzle are directed towards the rear of the screen slope. An additional increase in the efficiency of fuel combustion is provided by the fact that the front screen of the afterburner in the area located between the secondary air nozzles and the combustion chamber is made with a section bent to the side opposite to the rear screen.

Отличительные признаки позволяют повысить эффективность сжигания твердого топлива за счет лучшей организации дожигания продуктов его газификации в камере дожигания, которая обеспечивается формированием над камерой сжигания сепарационной зоны за счет выполнения ската заднего экрана камеры дожигания, направлением сопел вторичного воздуха в сторону ската заднего экрана, размещения сопел третичного воздуха на заднем экране на высотной отметке, превышающей высотную отметку сопел вторичного воздуха, и направления в сторону фронтового экрана. Distinctive features make it possible to increase the efficiency of burning solid fuel due to the better organization of afterburning of its gasification products in the afterburning chamber, which is ensured by the formation of a separation zone above the burning chamber due to the slope of the rear screen of the afterburning chamber, the direction of the secondary air nozzles towards the rear slope, and the placement of tertiary nozzles air on the rear screen at a height above the altitude of the secondary air nozzles, and the direction towards the front crane.

На чертеже изображена схема вертикальной топки с кипящим слоем. The drawing shows a diagram of a vertical furnace with a fluidized bed.

Вертикальная топка с кипящим слоем содержит камеру 1 сжигания и расположенную над ней камеру 2 дожигания топлива. Камера 2 обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами 3 и 4 соответственно вторичного и третичного воздуха. Фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом 5, на котором размещены сопла 3 вторичного воздуха. The vertical fluidized bed furnace contains a combustion chamber 1 and a fuel afterburning chamber 2 located above it. The chamber 2 is framed by front, rear and side screens and is equipped with nozzles 3 and 4, respectively, of secondary and tertiary air. The front screen is made with an aerodynamic protrusion 5, on which the secondary air nozzles 3 are placed.

Сопла 4 третичного воздуха размещены на заднем экране и направлены в сторону фронтового экрана. Задний экран в зоне, расположенной между соплами 4 третичного воздуха и камерой 1 сжигания, выполнен со скатом в сторону последней, а сопла 3 вторичного воздуха направлены в сторону ската заднего экрана. Tertiary air nozzles 4 are located on the rear screen and are directed towards the front screen. The rear screen in the area located between the tertiary air nozzles 4 and the combustion chamber 1 is made with a slope towards the latter, and the secondary air nozzles 3 are directed towards the slope of the rear screen.

Фронтовой экран камеры 2 дожигания в зоне, расположенной между соплами 3 вторичного воздуха и камерой 1 сжигания, выполнен с участком 6, отогнутым в сторону, противоположную заднему экрану. Камера 2 снабжена течкой 7 подачи топлива и слоем 8 инертного материала, размещенного на решетке 9. The front screen of the afterburning chamber 2 in the zone located between the secondary air nozzles 3 and the combustion chamber 1 is made with a portion 6 bent to the side opposite to the rear screen. The chamber 2 is equipped with a estrus 7 for supplying fuel and a layer 8 of inert material placed on the grate 9.

Вертикальная топка с кипящим слоем работает следующим образом. A vertical fluidized bed firebox works as follows.

Топливо, например, измельченные коро-древесные отходы, по течке 7 подают в камеру 1 сжигания в слой инертного материала 8, размещенного на воздухораспределительной решетке 9, где происходит неполное его сгорание (газификация) в режиме "кипящего слоя", создаваемого потоком первичного воздуха. Образовавшиеся парогазообразные продукты газификации с уносом мелких фракций активированного древесного полукокса подают на дожигание в камеру 2 дожигания. Fuel, for example, crushed bark and wood waste, is fed into the combustion chamber 1 into a layer of inert material 8, placed on an air distribution grill 9, where it is incomplete combustion (gasification) in a "fluidized bed" mode created by a stream of primary air. The resulting vapor-gas-like gasification products with entrainment of fine fractions of activated wood semi-coke are fed to the afterburning chamber 2 afterburning.

Сепарационная зона, образованная скатом заднего экрана и участком 6 фронтового экрана, отогнутого в сторону, противоположную заднему экрану, увеличивает время пребывания топлива в нижней части камеры дожигания. Дожигание топлива осуществляют в струях вторичного и третичного воздуха. Благодаря аэродинамическому выступу 5, расположению и ориентации сопел 3 и 4 соответственно вторичного и третичного воздуха обеспечивают необходимые условия для смешения топлива с воздухом, а также увеличение времени его пребывания в зоне активного горения. Все это повышает эффективность сжигания топлива. The separation zone formed by the slope of the rear screen and section 6 of the front screen, bent to the side opposite to the rear screen, increases the residence time of the fuel in the lower part of the afterburner. The afterburning of the fuel is carried out in jets of secondary and tertiary air. Due to the aerodynamic protrusion 5, the location and orientation of the nozzles 3 and 4, respectively, of the secondary and tertiary air provide the necessary conditions for mixing fuel with air, as well as increasing the time it stays in the active combustion zone. All this increases the efficiency of fuel combustion.

Claims

1. A vertical fluidized bed furnace containing a combustion chamber and an afterburning chamber of fuel located above it, the last of which is framed by front, rear and side screens and equipped with nozzles of secondary and tertiary air, while the front screen is made with an aerodynamic protrusion on which the nozzles are located secondary air, characterized in that the tertiary air nozzles are placed on the rear screen at a height above the altitude of the secondary air nozzles, and are directed towards the front screen, behind Nij screen in the zone situated between the nozzles, and tertiary air combustion chamber is formed with inclination towards the latter, and the secondary air nozzle are directed towards the rear of the screen slope.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the front screen of the afterburner in the area located between the secondary air nozzles and the combustion chamber is made with a portion bent to the side opposite to the rear screen.