RU2236643C1 - Method of and device for combustion of hard fuel, mainly, wood wastes - Google Patents
Method of and device for combustion of hard fuel, mainly, wood wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236643C1 RU2236643C1 RU2003108159/03A RU2003108159A RU2236643C1 RU 2236643 C1 RU2236643 C1 RU 2236643C1 RU 2003108159/03 A RU2003108159/03 A RU 2003108159/03A RU 2003108159 A RU2003108159 A RU 2003108159A RU 2236643 C1 RU2236643 C1 RU 2236643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- fuel
- flue gases
- combustion
- burning
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии сжигания топлива, преимущественно растительных отходов, и может быть использовано в сельском хозяйстве и лесо- и деревоперерабатывающей промышленности при получении тепла, подогретых воздуха и воды.The invention relates to a technology for burning fuel, mainly plant waste, and can be used in agriculture and the timber and wood processing industries in the production of heat, heated air and water.
Известны способы сжигания твердого топлива путем его периодической загрузки на колосниковую решетку, подсушки, воспламенения и горения летучих, дожига коксового остатка и устройство для его осуществления, содержащее корпус, камеру сгорания и колосниковую решетку (Костанян К.А. и др., Топливо и его использование, Москва, изд-во Наркомхоза РСФСР, 1938, с 52-53).Known methods of burning solid fuel by periodically loading it on the grate, drying, igniting and burning the volatiles, burning the coke residue and a device for its implementation, comprising a housing, a combustion chamber and a grate (Kostanyan K.A. et al., Fuel and its use, Moscow, publishing house of the People's Commissar of the RSFSR, 1938, p. 52-53).
Этот способ прост, однако он малопроизводителен, характеризуется низкой полнотой сгорания топлива.This method is simple, but it is inefficient, characterized by low completeness of fuel combustion.
Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ сжигания твердого топлива, при котором его загружают, подсушивают и дожигают летучие вещества, причем на подсушку отвлекают часть топочных газов (SU 951001 А, F 23 B 1/04, 15.08.1982). В том же источнике информации описано устройство для сжигания твердого топлива, содержащее шахты подсушки, камеры сжигания, дожига, теплообменник и дымосос.The closest analogue of the claimed method is a method of burning solid fuel, in which it is loaded, dried and afterburned volatile substances, and part of the flue gases is diverted for drying (SU 951001 A, F 23 B 1/04, 08/15/1982). The same source of information describes a device for burning solid fuel, containing drying shafts, combustion chambers, afterburner, heat exchanger and smoke exhaust.
Недостатками известных способа и устройства являются недостаточная полнота сгорания топлива и существенные колебания температуры топочных газов во времени, обусловленные нарушением герметичности камеры подсушки при загрузке и колебаниями влажности топлива, поступающего на газификацию и сжигание.The disadvantages of the known method and device are the insufficient completeness of fuel combustion and significant fluctuations in the temperature of the flue gases over time, due to a violation of the tightness of the drying chamber during loading and moisture fluctuations in the fuel supplied to gasification and combustion.
Задачей изобретения являются повышение полноты сгорания твердого топлива и выравнивание температуры топочных газов во времени.The objective of the invention is to increase the completeness of combustion of solid fuel and equalize the temperature of the flue gases in time.
Задача решается за счет того, что в способе сжигания твердого топлива - растительных отходов, при котором их загружают, подсушивают, сжигают и дожигают, причем для подсушки отвлекают часть топочных газов, расход которых минимизируют, расход отвлекаемых топочных газов определяют по формулеThe problem is solved due to the fact that in the method of burning solid fuel - vegetable waste, in which they are loaded, dried, burned and burned, and for drying, part of the flue gases is diverted, the flow rate of which is minimized, the flow rate of distracted flue gases is determined by the formula
Qф=Qp(1+τ 3/τ p· n),Q f = Q p (1 + τ 3 / τ p · n),
где Qф и Qp - фактический и расчетный расходы отвлекаемых газов на подсушку; τ 3, τ p- длительности циклов загрузки и выработки загруженного топлива; n - число подключенных источников топочных газов, причем при загрузке подсушку не проводят.where Q f and Q p - the actual and estimated costs of exhaust gases for drying; τ 3 , τ p - the duration of the cycles of loading and generation of loaded fuel; n is the number of connected flue gas sources, and when loading, drying is not carried out.
Задача решается также за счет того, что устройство для сжигания твердого топлива – растительных отходов содержит, по крайней мере, две шахты подсушки, по крайней мере, две камеры сжигания, камеру дожига, теплообменник и дымосос, причем шахты подсушки в нижней части газоходами подключены друг к другу с возможностью перепуска топочных газов, а в верхней части - газоходами с клапанами, позволяющими регулировать отбор топочных газов из камер сжигания в шахты подсушки, через верхнюю часть теплообменника подключены к дымососу.The problem is also solved due to the fact that the device for burning solid fuel - vegetable waste contains at least two drying shafts, at least two burning chambers, a afterburner, a heat exchanger and a smoke exhauster, and the drying shafts in the lower part of the ducts are connected to each other to a friend with the possibility of bypassing the flue gases, and in the upper part - gas ducts with valves that allow controlling the selection of flue gases from the combustion chambers to the drying shafts, are connected to the smoke exhauster through the upper part of the heat exchanger.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена схема устройства с двумя шахтами подсушки; на фиг.2 - технологическая схема агрегатирования устройства с бункерами БВ - 40, в котором высушивают зерно.Figure 1 shows a diagram of a device with two drying shafts; figure 2 - technological scheme of aggregation of the device with bins BV - 40, in which the grain is dried.
Устройство включает шахты подсушки 1, 2; камеры сгорания 3, 4; ступенчатые колосниковые решетки 5, 6; опрокидывающиеся колосниковые решетки 7, 8; камеру дожига 9; теплообменник 10; воздуховод 11,12; заслонку воздуховода 13,14; дымовую трубу 15; вентилятор 16; воздушную сеть первичного дутья 17; воздушную сеть вторичного дутья 18; загрузочное средство 19; вентилятор подогретого воздуха 20; бункер активного вентилирования (БВ - 40) 21; норию 22; шнек бункера 23; дверцу камеры сгорания 24; дверцу зольной камеры 25; клапаны 26, 27, 28, 29; перегородку 30, 31; крышку 32, 33; патрубок 34, 35; воздушный клапан 36, 37; дымосос 38; воздуховод 39, 40.The device includes drying shafts 1, 2;
При осуществлении способа загружают топливо в шахту подсушки, подсушивают, сжигают и дожигают летучие вещества, подсушку осуществляют отвлечением части топочных газов в соответствии формулой Qф=Qp(1+τ 3/τp·n), а при загрузке топочные газы на подсушку не подают.During the implementation of the method, fuel is loaded into the drying shaft, dried, burned and afterburned volatiles, drying is carried out by diverting part of the flue gases in accordance with the formula Q f = Q p (1 + τ 3 / τ p · n), and when loading, the flue gases are dried do not serve.
На колоснике 7 размещают растопочный материал и растапливают камеру сгорания 3. В шахту подсушки 1 загрузочным средством 19 подают топливо, при этом клапаны 26 и 27 закрыты. По заполнению шахты 1 открывают клапаны 26 и 27, формируют положением перегородки 30 толщину слоя топлива на колосниках 5 и 7. Затем пополняют топливом шахту 1 и закрывают крышку 32. Топочные газы с взвешенными частицами из камеры сгорания 3 поступают в камеру 9, где дожигаются, затем топочные газы поступают в теплообменник 10 и дымососом 38 через дымовую трубу 15 выбрасывают в атмосферу. Аналогичным образом загружают топливо в камеру 2, растапливают, заполняют колосники 6 и 8.The kindling material is placed on the grate 7 and the
Необходимый температурный режим сжигания топлива устанавливают изменением первичного дутья, подаваемого через сеть 17, и вторичного, подаваемого через сеть 18. Причем температуру в камерах 3, 4 и 9 поддерживают порядка 1000... 1100є С, что на 50... 100є С ниже шлакования колосников и стенок камер. По мере выгорания топлива его слой в камере 1 опускается, очаговые остатки удаляются при повороте колосника 7, зола и шлак удаляются вручную через дверку 25.The necessary temperature regime of fuel combustion is established by changing the primary blast supplied through the network 17, and the secondary blown through the network 18. Moreover, the temperature in
Теплопроизводительность устройства суммируется из теплопроизводительности камер 3 и 4, причем при последующей загрузке шахты 1 уровень топлива в ней ниже уровня клапанов 26 и 27 не опускают. При поступлении на сжигание влажного топлива его подсушивают, подавая часть топочных газов из камеры 3 в шахту 1, отбор топочных газов регулируют изменением положения клапана 36, патрубок 34 подключают к верхней части теплообменника 10, воздуховодом 39. При пополнении шахты 1 топливом закрывают клапаны 26, 27, заслонку 13 на воздуховоде 11 открывают и подают часть топочных газов в слой топлива в шахте 2 через ее воздуховоды, ускоряя тем самым процесс подсушки топлива в шахте 2. Аналогичным образом направляют часть топочных газов в шахту 1 при пополнении топливом шахты 2, причем совмещение циклов загрузки в шахтах не допускают. Теплопроизводительность устройства изменяют положением клапанов 26 и 27 на камере 1 и соответствующими клапанами на камере 2.The heat output of the device is summed up from the heat output of
Наружный воздух засасывают в теплообменник 10 вентилятором 20, подогревают и направляют в бункер (БВ - 40) 19, который агрегатируют с устройством для сжигания твердого топлива. Бункер 19 загружают влажным зерном с помощью нории 22. Подогретый на 10... 15є С воздух в количестве 10... 12 тыс.м3/ч поступает во внутреннюю трубу, пронизывает в радиальном направлении слой зерна и высушивает его. Зерно кондиционной влажности разгружают с помощью шнека 23 и нории 22 и направляют потребителю.Outside air is sucked into the
Растительные отходы: сечка сломы, лузга подсолнечника, стержни початков, измельченные стебли кукурузы и подсолнечника, а также отходы лесо- и деревоперерабатывающей промышленности, как правило, имеют повышенную влажность, достигающую 20... 25% и более. Сжигание топлива с повышенной влажностью малоэффективно, т.к. снижается теплопроизводительность устройства, возрастают потери топлива с очаговыми остатками, поэтому перед сжиганием его необходимо подсушить, что предусматривается конструкцией устройства.Vegetable waste: chopped straw, sunflower husk, cobs, chopped stalks of corn and sunflower, as well as waste from the timber and wood processing industries, as a rule, have high humidity, reaching 20 ... 25% or more. Burning fuel with high humidity is ineffective, because the heat output of the device decreases, fuel losses with focal residues increase, so it must be dried before burning, which is provided for by the design of the device.
Допустимая влажность растительных отходов, поступающих на сжигание, определенная опытным путем в лаборатории и при хозяйственной проверке составляет: для лузги подсолнечника - 17-18%, для сечки соломы, стержней початков кукурузы, измельченных стеблей кукурузы, подсолнечника – 20-22%, для соломенных, травяных брикетов – 18-20%, для опилок и щепы – 25-28%. При влажности ниже указанной обеспечивается устойчивый процесс горения, минимальные потери с уносом и очаговыми остатками, минимальная амплитуда колебания температуры топочных газов во времени.The permissible moisture content of plant waste coming to incineration, determined experimentally in the laboratory and during an economic audit, is: for sunflower husk - 17-18%, for chopping straw, corn cobs, chopped corn stalks, sunflower - 20-22%, for straw , grass briquettes - 18-20%, for sawdust and wood chips - 25-28%. At a humidity below the specified level, a stable combustion process is ensured, minimum losses with entrainment and focal residues, and the minimum amplitude of the temperature fluctuation of the flue gases in time.
Подсушку осуществляют частью топочных газов, выходящих из верхней части камер 3 и 4, имеющих температуру не выше 300є С, что упрощает конструкцию шахт подсушки, предотвращает потери топлива с летучими веществами и, в то же время, позволяет ограничиться сравнительно небольшой частью (не более 25%) топочных газов. Отбор топочных газов в шахту подсушки регулируют положением заслонки 36. Температуру газов, отходящих из теплообменника 10, целесообразно поддерживать не ниже 80... 100є С во избежание образования конденсата.Drying is carried out with a part of the flue gases leaving the upper part of
Очевидно, что процесс подсушки возможен при закрытой крышке 32, в противном случае топочные газы могут не поступать в шахту подсушки, так как в камере дожига 9 необходимо поддерживать небольшое разрежение.It is obvious that the drying process is possible with the
Следовательно, непрерывная загрузка исключена, а при цикличной загрузке необходимо предусмотреть повышенную против расчетной подачу топочных газов в свежее топливо для исключения поступления в камеру сжигания влажного материала, причем, чем большая масса топлива загружается, тем больше длительность цикла загрузки и большая часть топочных газов должна отвлекаться на подсушку, т.е. фактический расход Оф отвлекаемых топочных газов на подсушку можно записатьConsequently, continuous loading is excluded, and in case of cyclic loading, it is necessary to provide an increased supply of flue gases to the fresh fuel against the calculated one to exclude the entry of moist material into the combustion chamber, and the larger the mass of fuel being loaded, the longer the loading cycle and the majority of the flue gases should be distracted for drying, i.e. the actual consumption Of diverted flue gases for drying can be written
Qф=Qp(1+τ 3/τ p· n),Q f = Q p (1 + τ 3 / τ p · n),
где τ 3 - длительность цикла загрузки; τ p - длительность цикла выработки топлива, т.е. время до следующей загрузки; n - число источников, из которых поступают топочные газы; Qp - расчетная подача топочных газов на подсушку, определяемая по известным массе, влажности и верхнему пределу допустимой влажности, с которой топливо поступает в камеру сгорания.where τ 3 is the duration of the load cycle; τ p is the duration of the fuel generation cycle, i.e. time until the next boot; n is the number of sources from which flue gases are supplied; Q p is the estimated supply of flue gases for drying, determined by the known mass, humidity and the upper limit of permissible humidity with which the fuel enters the combustion chamber.
Действительно, чем меньше величина τ 3 и больше n, тем меньше требуется подать Qф на подсушку.Indeed, the smaller the value of τ 3 and the greater n, the less it is necessary to apply Q f for drying.
Предложенное устройство содержит две шахты подсушки, однако в зависимости от вида топлива камеру дожига можно агрегатировать с 3 и более шахтами подсушки.The proposed device contains two drying shafts, however, depending on the type of fuel, the afterburner can be aggregated with 3 or more drying shafts.
Подключение шахт подсушки 1 и 2 газоходами к верхней части теплообменника 10 обусловлено необходимостью дополнительного охлаждения топочных газов. Охлаждение топочных газов из камеры дожига 9 на выходе теплообменника ниже 180 … 2000С экономически нецелесообразно, так как это вызывает существенное увеличение его теплообменной поверхности, габаритов и стоимости устройства. Это обусловлено низкими коэффициентами теплопередачи от топочных газов подогреваемому воздуху (К=30 … 35 Вт/м2· є С). До более низкой температуры (80 …100є С и ниже) можно охладить топочные газы в шахтах подсушки, в которых коэффициент теплопередачи, а главное теплообменная поверхность во много раз выше. Разбавленные топочные газы с температурой ниже 180 … 200є С из теплообменника можно эвакуировать вентиляторными установками в жаростойком или обычном исполнении, которые существенно дешевле дымососа. Подача топочных газов в нижнюю часть теплообменника вследствие их низкого температурного потенциала нецелесообразна, так как снизит эффективность теплообменника.The connection of the drying shafts 1 and 2 by flues to the upper part of the
Пример 1. Сжигание лузги подсолнечники влажностью ~ 25%. Лабораторными исследованиями установлено, что устойчивый режим горения с регламентной температурой и минимальными потерями топлива возможен при влажности не более 17%, т.е. необходима подсушка на 8%.Example 1. Burning husks of sunflowers with a moisture content of ~ 25%. Laboratory studies have established that a stable combustion regime with a regulated temperature and minimal fuel loss is possible at a moisture content of not more than 17%, i.e. drying is required at 8%.
Теплопроизводительность (мощность) устройства примем 250 кВт, что достаточно для высушивания зерна в отделение ОБВ - 160 в составе 4 бункеров БВ - 40 вместимостью каждый по 40 т пшеницы.We take the heat output (power) of the device to 250 kW, which is enough to dry the grain in the OBV-160 compartment, consisting of 4 BV-40 bins with a capacity of 40 tons of wheat each.
Теплотворная способность лузги подсолнечника 14,2 МДж/кг, кпд устройства примем ~ 70%, оно оснащено двумя шахтами подсушки, т.е. при подсушке используют n=1 источник тепла, двумя камерами сжигания, одной камерой дожига, теплообменником, средствами загрузки топлива. Суммарная подача топлива составит ~100 кг/ч, а пропускная способность каждой шахты подсушки - 50 кг/ч. Подача воздуха на сжигание топлива в каждую камеру сгорания при удельной теоретической подаче g≈ 6 кг воздуха/кг топлива и коэффициенте избытка воздуха τ В=1,3 составит ~390 м3/ч, а часть отвлекаемых топочных газов для подсушки топлива до 17% Qp≈ 63 м3/ч или ~16% от общего расхода топочных газов в каждой камере сгорания.The calorific value of sunflower husk is 14.2 MJ / kg, the efficiency of the device is ~ 70%, it is equipped with two drying shafts, i.e. when drying, use n = 1 heat source, two combustion chambers, one afterburner, heat exchanger, fuel loading means. The total fuel supply will be ~ 100 kg / h, and the throughput of each drying shaft is 50 kg / h. The air supply for burning fuel to each combustion chamber with a specific theoretical supply of g ≈ 6 kg of air / kg of fuel and an excess air coefficient of τ B = 1.3 will be ~ 390 m 3 / h, and part of the flue gases to be dried to dry the fuel is up to 17% Q p ≈ 63 m 3 / h or ~ 16% of the total consumption of flue gases in each combustion chamber.
Примем размеры шахты подсушки: диаметр 0,6 м, высоту 0,6 м, тогда ее вместимость при объемной массе топлива ~300 кг/м3 составит 50 кг, также примем длительность цикла загрузки τ 3=10 мин, а τ p составит 60 мин. В этом случаеWe take the dimensions of the drying shaft: diameter 0.6 m, height 0.6 m, then its capacity with a bulk fuel mass of ~ 300 kg / m 3 will be 50 kg, we also take the loading cycle duration τ 3 = 10 min, and τ p will be 60 min In this case
Qф=Qp (1+τ 3 /τ p· n)=63· (1+10/1· 60)=73 м3/ч.Q f = Q p (1 + τ 3 / τ p · n) = 63 · (1 + 10/1 · 60) = 73 m 3 / h.
Согласно данным, полученным при лабораторных испытаниях, и приведенному расчету потери топлива с механическим недожогом и уносом не превысят 2... 3%, т.е. как при сжигании качественного твердого топлива, а изменение температуры топочных газов от поступления невыравненного по влажности топлива не превысят 1... 2%, что вполне допустимо при подготовке теплоносителя для зерносушилок и установок активного вентилирования (ОБВ-160).According to the data obtained during laboratory tests and the above calculation, fuel losses with mechanical underburning and entrainment will not exceed 2 ... 3%, i.e. as when burning high-quality solid fuel, and the temperature change of the flue gases from the receipt of a fuel not equal in moisture content will not exceed 1 ... 2%, which is quite acceptable when preparing a coolant for grain dryers and active ventilation units (OBV-160).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108159/03A RU2236643C1 (en) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | Method of and device for combustion of hard fuel, mainly, wood wastes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108159/03A RU2236643C1 (en) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | Method of and device for combustion of hard fuel, mainly, wood wastes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2236643C1 true RU2236643C1 (en) | 2004-09-20 |
Family
ID=33433666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003108159/03A RU2236643C1 (en) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | Method of and device for combustion of hard fuel, mainly, wood wastes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236643C1 (en) |
-
2003
- 2003-03-24 RU RU2003108159/03A patent/RU2236643C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8161661B2 (en) | Continuous drying apparatus and method | |
US7753678B2 (en) | Method and apparatus for producing charcoal | |
CN105889901B (en) | A kind of fixed grate boiler for the square bale stalk that burns | |
US6871603B2 (en) | Gasification system | |
US8819987B2 (en) | Mushroom production process | |
EP0753124B1 (en) | A device for combustion of moist fuel | |
CN101210773A (en) | Dry system for drying grain | |
JP2007146016A (en) | Carbonization furnace for woody material | |
US4217878A (en) | Biomass fueled furnace | |
JP2014037955A (en) | Device for continuously producing warm water using woodchip biomass as fuel | |
US6588349B1 (en) | System for the drying of damp biomass based fuel | |
RU2236643C1 (en) | Method of and device for combustion of hard fuel, mainly, wood wastes | |
EP0228255B1 (en) | Method and system to provide thermal power for a power plant | |
JP2011112228A (en) | Steam boiler including high calorie bio-based fuel storage silo | |
CN205664359U (en) | Fixed grate boiler of burning side's bundle straw | |
EP3850271B1 (en) | A reactor capable of carbonized drying and burning volatile gases together with toxic gases | |
RU2375637C1 (en) | Device for burning mixture of carbon-containing materials and droppings | |
JP6947095B2 (en) | Waste incinerator and waste incinerator method | |
RU2237834C1 (en) | Method of and device for combustion of solid fuel | |
US4449460A (en) | Process and apparatus, mainly for burning agricultural plant refuse | |
JP6994211B1 (en) | High temperature gas generator and high temperature gas generation method | |
RU2632733C1 (en) | Method and device for periodic grain drying on vegetable wastes | |
RU2718384C1 (en) | Heat generator furnace for burning wood wastes and heat generator | |
RU2266468C1 (en) | Method for burning refuse in pseudo-liquefied layer and device for realization of said method | |
JP6947094B2 (en) | Waste incinerator and waste incinerator method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050325 |