RU2263250C2

RU2263250C2 - Boiler furnace

Info

Publication number: RU2263250C2
Application number: RU2003129565/06A
Authority: RU
Inventors: И.В. Обухов (RU); И.В. Обухов; хин Ю.И. Ман (RU); Ю.И. Маняхин; Н.В. Залевский (RU); Н.В. Залевский
Original assignee: Обухов Игорь Валентинович; Маняхин Юрий Иванович; Залевский Николай Владимирович
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2005-10-27

Abstract

FIELD: boiler equipment.

SUBSTANCE: furnace can be used in structures of boilers with layer-by-layer burning of solid fuel at fire grates. Furnace of boiler has unit for feeding fuel, fire grate providing supply of primary air, secondary air nozzles' tiers disposed at face and back walls. There are two tiers of nozzles of secondary air on the face wall. Secondary air nozzles of lower tier are disposed lower than unit for feeding fuel and higher than fire grate; they are oriented similarly at the same plane along its surface. Secondary air nozzles of higher tier are disposed above unit for feeding fuel and oriented down at the same plane which makes acute angle with face wall. There is tier of secondary air nozzles at the back wall which nozzles are oriented at the same plane to unit for feeding fuel.

EFFECT: improved burn-out of small fractions.

8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к топочным устройствам, а именно к топкам для котлов со слоевым сжиганием твердого топлива на колосниковых решетках, в том числе кускового, гранулированного и пылевидного.The invention relates to furnace devices, namely to furnaces for boilers with layered burning of solid fuel on grate, including lump, granular and dust-like.

Известна топка котла, оборудованная устройством подачи топлива, колосниковой решеткой с подводом первичного воздуха и соплами вторичного воздуха, расположенными на лобовой и задней стенках, друг против друга, направленными навстречу друг другу в одном уровне (см. з-ку Германии №19648639, 1998).Known furnace of the boiler, equipped with a fuel supply device, a grate with a primary air supply and secondary air nozzles located on the front and rear walls, opposite each other, directed towards each other at the same level (see Germany No. 19648639, 1998) .

Недостаток этого решения в том, что сопла, установленные навстречу друг другу в одном уровне, создают воздушный заслон на пути перемещения твердых частиц топлива в замкнутом топочном объеме и дымовых газов в газоходе, который ограничивает траекторию движения и ухудшает их перемешивание, тем самым препятствуя полному сгоранию топлива и газа, увеличивая механический и химический недожог.The disadvantage of this solution is that the nozzles, mounted towards each other at the same level, create an air screen on the way of moving solid particles of fuel in a closed furnace volume and flue gases in the gas duct, which limits the trajectory of movement and impairs their mixing, thereby preventing complete combustion fuel and gas, increasing mechanical and chemical underburning.

Известна также топка котла, содержащая узел подачи топлива, колосниковую решетку с подводом первичного воздуха, ярусы сопел вторичного воздуха, расположенные на лобовой и задней стенках (см. пат. РФ №2202068, кл. F 23 В 1/16, кл. F 23 С 7/00, 2003).Also known is a boiler furnace containing a fuel supply unit, a grate with a primary air supply, tiers of secondary air nozzles located on the front and rear walls (see US Pat. RF No. 2202068, class F 23 B 1/16, class F 23 C 7/00, 2003).

Однако в этом техническом решении мелкие частицы, выходящие из узла подачи топлива, сразу подхватываются восходящим потоком газов и уносятся из топки, не попадая в зону циркуляции топлива. При компоновке верхних сопел на задней стене топки выше и напротив устройства подачи топлива скорость газового потока вблизи фронтовой стены даже возрастает, при этом восходящим газовым потоком улавливаются и выносятся из топки достаточно крупные частицы, что приводит к росту механического недожога и снижению экономичности процесса горения. Это особенно проявляется в связи с тем, что обычно на котельные поступает несортированный рядовой уголь с содержанием мелких фракций до 60% (тогда как оптимальное для слоевого сжигания угля содержание мелочи размером 0-6 мм не должно превышать 40%).However, in this technical solution, small particles leaving the fuel supply unit are immediately picked up by an upward flow of gases and carried away from the furnace, without falling into the fuel circulation zone. When arranging the upper nozzles on the rear wall of the furnace above and opposite the fuel supply device, the gas flow rate near the front wall even increases, while sufficiently large particles are trapped and removed from the furnace, which leads to an increase in mechanical underburning and a decrease in the efficiency of the combustion process. This is especially true due to the fact that unsorted raw coal with a fine fraction content of up to 60% is usually delivered to the boiler houses (whereas the fines content optimal for layer-by-layer burning of coal should not exceed 40%).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является улучшение выгорания мелких фракций.The task to which the proposed technical solution is directed is to improve the burnup of fine fractions.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в увеличении продолжительности пребывания летучих мелких фракций в топочной камере за счет увеличения протяженности траектории их перемещения в топочном объеме и более рациональном распределении кислорода в объеме топочной камеры и, как следствие этого, повышении эффективности теплообмена в топочной камере, увеличении КПД сгорания топлива за счет снижения химического и механического недожога, улучшении экологических показателей за счет уменьшения выбросов топливной пыли, окислов азота и углерода в атмосферу.The technical result obtained when solving the problem is expressed in increasing the length of stay of volatile small fractions in the combustion chamber by increasing the length of the trajectory of their movement in the combustion chamber and a more rational distribution of oxygen in the combustion chamber volume and, as a result, increasing the heat transfer efficiency in the combustion chamber chamber, increasing the efficiency of fuel combustion by reducing chemical and mechanical underburning, improving environmental performance by reducing emissions s fuel dust, nitrogen oxides and carbon in the atmosphere.

Поставленная задача решается тем, что топка котла, содержащая узел подачи топлива, колосниковую решетку с подводом первичного воздуха, ярусы сопел вторичного воздуха, расположенные на лобовой и задней стенках, отличается тем, что на лобовой стенке расположены два яруса сопел вторичного воздуха, при этом сопла вторичного воздуха нижнего яруса расположены ниже узла подачи топлива, выше колосниковой решетки и направлены в одной плоскости вдоль ее поверхности, а сопла вторичного воздуха верхнего яруса расположены над узлом подачи топлива и направлены вниз в одной плоскости, составляющей острый угол, относительно лобовой стенки, причем на задней стенке расположен ярус сопел вторичного воздуха, направленных в одной плоскости на узел подачи топлива. Кроме того, колосниковая решетка выполнена неподвижной. Кроме того, колосниковая решетка выполнена подвижной обратного хода. Кроме того, колосниковая решетка выполнена подвижной прямого хода. Кроме того, ярус сопел вторичного воздуха, расположенный на задней стенке, размещен выше узла подачи топлива. Кроме того, сопла вторичного воздуха, расположенные на задней стенке, выполнены поворотными, с возможностью поворота их продольной оси от направления, соответствующего уровню расположения узла подачи топлива, до направления, соответствующего уровню расположения нижнего яруса сопел вторичного воздуха, размещенных на лобовой стенке топки. Кроме того, ярус сопел вторичного воздуха, расположенный на задней стенке, размещен выше линии пересечения задней стенки топки с продольными осями сопел вторичного воздуха нижнего яруса, расположенного на лобовой стенке, и ниже верхнего яруса сопел вторичного воздуха, расположенного на лобовой стенке. Кроме того, в каждом ярусе размещено не менее двух сопел вторичного воздуха.The problem is solved in that the boiler furnace containing a fuel supply unit, a grate with a primary air supply, tiers of secondary air nozzles located on the front and rear walls, differs in that there are two tiers of secondary air nozzles on the front wall, while the nozzles secondary air of the lower tier are located below the fuel supply unit, above the grate and directed in the same plane along its surface, and the secondary air nozzles of the upper tier are located above the fuel supply unit and directed downward in one plane, making an acute angle, relative to the frontal wall, and on the rear wall there is a tier of secondary air nozzles directed in one plane to the fuel supply unit. In addition, the grate is made stationary. In addition, the grate is made movable reverse. In addition, the grate is made movable forward. In addition, the tier of secondary air nozzles located on the rear wall is located above the fuel supply unit. In addition, the secondary air nozzles located on the rear wall are rotatable, with the possibility of rotation of their longitudinal axis from the direction corresponding to the level of the fuel supply unit to the direction corresponding to the level of the lower tier of the secondary air nozzles located on the front wall of the furnace. In addition, the tier of secondary air nozzles located on the rear wall is located above the intersection line of the rear wall of the furnace with the longitudinal axes of the lower level secondary air nozzles located on the frontal wall and below the upper tier of secondary air nozzles located on the frontal wall. In addition, at least two secondary air nozzles are placed in each tier.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.

Признак "на лобовой стенке расположены два яруса сопел вторичного воздуха" во взаимодействии с нижеупомянутыми признаками обеспечивает увеличение траектории движения газов и мелких частиц топлива в топочной камере и позволяет организовать динамический защитный экран, исключающий вынос мелких фракций топлива без их участия в процессе горения.The sign “on the frontal wall there are two tiers of secondary air nozzles” in combination with the following signs provides an increase in the trajectory of gases and small particles of fuel in the combustion chamber and allows you to organize a dynamic protective screen that excludes the removal of small fractions of fuel without their participation in the combustion process.

Признаки "сопла вторичного воздуха нижнего яруса расположены ниже узла подачи топлива, выше колосниковой решетки и направлены в одной плоскости вдоль ее поверхности" формируют горизонтальную составляющую траектории движения частиц топлива и газов (ее нижнюю ветвь), а также исключают "выпадение" на колосниковую решетку мелких фракций, поступающих из узла подачи топлива, и (или) выдувание мелких фракций с колосниковой решетки (на участке контактирования с ней струи вторичного воздуха, подаваемой из яруса сопел, расположенного над узлом подачи топлива).The signs "secondary air nozzles of the lower tier are located below the fuel supply unit, above the grate and directed in the same plane along its surface" form the horizontal component of the trajectory of the movement of fuel particles and gases (its lower branch), and also exclude small particles from falling onto the grate fractions coming from the fuel supply unit and (or) blowing out small fractions from the grate (in the area of contact with it of a stream of secondary air supplied from the nozzle layer located above the unit under fuel!)

Признаки "сопла вторичного воздуха верхнего яруса расположены над узлом подачи топлива и направлены вниз в одной плоскости, составляющей острый угол, относительно лобовой стенки" создают динамический защитный экран со стороны лобовой стенки, исключающий вынос мелких фракций топлива без их участия в процессе горения, позволяют повысить содержание кислорода в зоне начального взаимодействия подаваемых мелких фракций с раскаленными частицами топлива и топочными газами, а также формируют нисходящую составляющую траектории движения частиц топлива и газов (ее ветвь вдоль лобовой стенки)The signs "secondary air nozzles of the upper tier are located above the fuel supply unit and are directed downward in the same plane that makes an acute angle relative to the frontal wall" create a dynamic protective screen from the frontal wall, which excludes the removal of small fractions of fuel without their participation in the combustion process, the oxygen content in the zone of initial interaction of the supplied small fractions with incandescent fuel particles and flue gases, and also form a downward component of the part’s trajectory q fuel and gases (its branch along the frontal wall)

Признаки "на задней стенке расположен ярус сопел вторичного воздуха, направленных в одной плоскости на устройство подачи топлива" формируют горизонтальную (несколько нисходящую) составляющую траектории движения частиц топлива и газов (ее верхнюю ветвь), создают динамический защитный экран со стороны задней стенки, исключающий вынос мелких фракций топлива без их участия в процессе горения, позволяют повысить содержание кислорода в зоне начального взаимодействия подаваемых мелких фракций с раскаленными частицами топлива и топочными газами.Signs “on the back wall there is a tier of secondary air nozzles directed in the same plane to the fuel supply device” form a horizontal (somewhat downward) component of the trajectory of the movement of fuel particles and gases (its upper branch), create a dynamic protective screen from the side of the back wall, eliminating the removal small fractions of fuel without their participation in the combustion process, can increase the oxygen content in the zone of the initial interaction of the supplied small fractions with incandescent fuel particles and furnace gas s.

Признаки второго - четвертого пунктов формулы изобретения конкретезируют возможные варианты выполнения колосниковой решетки.The signs of the second and fourth claims are concretized by possible embodiments of the grate.

Признаки пятого пункта формулы позволяют оптимизировать циркуляцию пылегазового потока в топочной камере при выполнении колосниковой решетки неподвижной или подвижной обратного хода.The signs of the fifth paragraph of the formula allow optimizing the circulation of the dust and gas flow in the combustion chamber when performing the grate fixed or movable backward.

Признаки шестого пункта формулы позволяют оптимизировать циркуляцию пылегазового потока в топочной камере при выполнении колосниковой решетки неподвижной или подвижной обратного хода в зависимости от длины топочной камеры.The signs of the sixth claim allow optimizing the circulation of the dust and gas stream in the combustion chamber when the grate is stationary or moving backward, depending on the length of the combustion chamber.

Признаки седьмого пункта формулы позволяют оптимизировать циркуляцию пылегазового потока в топочной камере при выполнении колосниковой решетки неподвижной или подвижной прямого хода.The signs of the seventh claim make it possible to optimize the circulation of the dust and gas stream in the combustion chamber when the grate is stationary or moving forward.

Признаки восьмого пункта формулы позволяют оптимизировать число сопел в ярусе в зависимости от ширины топочной камеры.The signs of the eighth paragraph of the formula can optimize the number of nozzles in the tier depending on the width of the combustion chamber.

Изобретение поясняется чертежами, при этом на фиг.1 показан разрез топки с неподвижной колосниковой решеткой (сопла вторичного воздуха, расположенные на задней стенке, направлены на узел подачи топлива); на фиг.2 - разрез топки с подвижной колосниковой решеткой обратного хода, имеющей наклон (сопла вторичного воздуха, расположенные на задней стенке, направлены на нижний ярус сопел вторичного воздуха); на фиг.3 - разрез топки с подвижной колосниковой решеткой прямого хода.The invention is illustrated by drawings, while figure 1 shows a section of a furnace with a fixed grate (secondary air nozzles located on the rear wall are directed to the fuel supply unit); figure 2 is a section of a furnace with a movable grate backstop with a slope (nozzles of secondary air located on the rear wall are directed to the lower tier of nozzles of secondary air); figure 3 is a section of a furnace with a movable grate forward grate.

Изобретение поясняется примерами конкретного выполнения.The invention is illustrated by examples of specific performance.

Пример 1. Топка с неподвижной колосниковой решеткой.Example 1. A furnace with a fixed grate.

Топка 1 оборудована узлом 2 подачи топлива, представляющим собой бункер, соединенный питателем с разбрасывателем, а также неподвижную колосниковую решетку 3 с подводом первичного воздуха. Кроме того, показаны расположенные на лобовой стенке 4 нижний ярус 5 и верхний ярус 6 сопел вторичного воздуха, а также расположенный на задней 7 стенке ярус 8 сопел вторичного воздуха. Нижний ярус 5 сопел вторичного воздуха расположен ниже узла 2 подачи топлива и выше колосниковой решетки 3, при этом его сопла направлены в одной плоскости вдоль поверхности колосниковой решетки 3. Верхний ярус 6 сопел вторичного воздуха расположен над узлом 2 подачи топлива, при этом его сопла направлены вниз в одной плоскости, составляющей острый угол, относительно лобовой стенки 4 (оптимально он должен быть направлен на кромку выпускного отверстия, на чертежах не показано, узла 2 подачи топлива). Сопла вторичного воздуха яруса 8, расположенного на задней стенке 7 (выше узла 2 подачи топлива), направлены в одной плоскости на уровень узла 2 подачи топлива. Целесообразно, чтобы сопла вторичного воздуха яруса 8 были выполнены поворотными, по крайней мере, в пределах угла, вершину которого составляет линия размещения яруса 8, один из лучей составляет направление от этого яруса на соответствующего уровню расположения устройства подачи топлива до направления соответствующего уровню расположения нижнего яруса сопел вторичного воздуха, размещенных на лобовой стенке топки, что позволяет, при необходимости, изменять местоположение вихревой зоны горения 9 в зависимости от длины топочной камеры (расстояния между лобовой и задней стенками). В данном примере показан вариант с ориентировкой сопел яруса 8 на уровень расположения устройства подачи топлива 2.The furnace 1 is equipped with a fuel supply unit 2, which is a hopper connected by a feeder to a spreader, as well as a fixed grate 3 with a supply of primary air. In addition, the lower tier 5 and the upper tier 6 of the secondary air nozzles located on the frontal wall 4 are shown, as well as the tier 8 of the secondary air nozzles located on the rear wall 7. The lower tier 5 of the secondary air nozzles is located below the fuel supply unit 2 and above the grate 3, while its nozzles are directed in the same plane along the surface of the grate 3. The upper tier 6 of the secondary air nozzles is located above the fuel supply unit 2, while its nozzles are directed down in one plane, making an acute angle, relative to the frontal wall 4 (it should optimally be directed to the edge of the outlet, not shown in the drawings, fuel supply unit 2). The secondary air nozzles of the tier 8 located on the rear wall 7 (above the fuel supply unit 2) are directed in the same plane to the level of the fuel supply unit 2. It is advisable that the nozzles of the secondary air of the tier 8 were made rotary, at least within the angle, the top of which is the line for the placement of the tier 8, one of the rays makes the direction from this tier at the corresponding level of the fuel supply device to the direction corresponding to the level of the lower tier secondary air nozzles located on the front wall of the furnace, which allows, if necessary, to change the location of the vortex combustion zone 9 depending on the length of the combustion chamber ( conditions between the frontal and rear walls). This example shows a variant with the orientation of the nozzles of the tier 8 at the level of the location of the fuel supply device 2.

Устройство работает следующим образом. Топливо 12 подается в топку 1 через узел 2 подачи топлива. Достаточно крупные фракции топлива под действием сил тяжести падают вниз, где сгорают на неподвижной колосниковой решетке 3 в потоке первичного воздуха 10, поступающего снизу. Попадающие в топку мелкие фракции топлива под действием струй 11 из сопел вторичного воздуха верхнего яруса 6 направляются вниз, где попадают на "динамическую воздушную подушку", образованную работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха. Летучие мелкие фракции увлекаются воздушными струями 11, формируемыми работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха в виде воздушно-пылевого потока. Более массивные из мелких фракций топлива пробивают эту подушку и выпадают из нее вниз, где сгорают на неподвижной колосниковой решетке 3 в потоке первичного воздуха, поступающего снизу (либо выгорают до частиц, которые потоком первичного воздуха, поступающего снизу, могут возвратиться в воздушно-пылевой поток, формируемый работой струй 11 нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха). В зоне топочной камеры, прилегающей к задней стенке 7, когда ослабевают силы инерции воздушно-пылевого потока, сформированного работой струй 11 нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха, под действием первичного воздуха 10 твердые горючие частицы с дымовыми газами возносятся к соплам вторичного воздуха яруса 8, расположенного на задней стенке 7, и под действием поступающих через них струй 11 вторичного воздуха направляются к узлу 2 подачи топлива (или при соответствующей ориентировке сопел вторичного воздуха яруса 8 - к нижнему ярусу 5 сопел вторичного воздуха). При этом в зону "работы" узла 2 подачи топлива подводятся и раскаленные частицы топлива, и дополнительные объемы воздуха (благодаря "работе" сопел вторичного воздуха ярусов 6 и 8), что интенсифицирует процесс воспламенения поступающих в топку мелких фракций топлива. Тем самым образуется вихревая зона горения 9, в которой мелкие фракции, перемещаясь по протяженной траектории, полностью выгорают. Направление действия воздушных струй, формируемых ярусами 5, 6 и 8 сопел вторичного воздуха, полностью совпадают с направлением движения (траекторией) горящих частиц топлива и дымовых газов в вихревой зоне 9, на участках взаимодействия с ней, что повышает эффективность вихреобразования и стабильность вихревой зоны.The device operates as follows. Fuel 12 is supplied to the furnace 1 through the fuel supply unit 2. Sufficiently large fractions of fuel under the influence of gravity fall down, where they burn on a fixed grate 3 in the stream of primary air 10 coming from below. Small fuel fractions falling into the furnace under the action of jets 11 from the secondary air nozzles of the upper tier 6 are directed downward, where they fall onto the “dynamic air cushion” formed by the operation of the lower tier 5 of the secondary air nozzles. Volatile small fractions are carried away by air jets 11 formed by the work of the lower tier 5 of the secondary air nozzles in the form of an air-dust stream. The more massive of small fractions of fuel pierce this pillow and fall out of it down, where it is burned up on a fixed grate 3 in the stream of primary air coming from below (or burned out to particles that can be returned to the air-dust stream by a stream of primary air coming from below) formed by the operation of the jets 11 of the lower tier 5 nozzles of the secondary air). In the area of the combustion chamber adjacent to the rear wall 7, when the inertia forces of the air-dust stream formed by the operation of the jets 11 of the lower tier 5 of the secondary air nozzles weaken, under the influence of the primary air 10, solid combustible particles with flue gases ascend to the secondary air nozzles of the tier 8, located on the rear wall 7, and under the action of the secondary air jets 11 passing through them, are directed to the fuel supply unit 2 (or, with the appropriate orientation of the secondary air nozzles of tier 8, to the lower tier 5 of the second nozzles ary air). At the same time, heated fuel particles and additional volumes of air (due to the "work" of the secondary air nozzles of tiers 6 and 8) are fed into the "work" zone of the fuel supply unit 2, which intensifies the ignition of small fractions of fuel entering the furnace. Thus, a vortex combustion zone 9 is formed, in which small fractions, moving along an extended trajectory, completely burn out. The direction of action of the air jets formed by tiers 5, 6 and 8 of the secondary air nozzles completely coincide with the direction of motion (trajectory) of burning fuel particles and flue gases in the vortex zone 9, in the areas of interaction with it, which increases the efficiency of vortex formation and the stability of the vortex zone.

Пример 2. Топка с подвижной колосниковой решеткой обратного хода.Example 2. A furnace with a movable grate backstop.

Топка 1 оборудована узлом 2 подачи топлива, представляющим собой бункер, соединенный питателем с разбрасывателем, а также подвижную колосниковую решетку 13 обратного хода с подводом первичного воздуха. Кроме того, показаны расположенные на лобовой стенке 4 нижний ярус 5 и верхний ярус 6 сопел вторичного воздуха, а также расположенный на задней 7 стенке ярус 8 сопел вторичного воздуха. Нижний ярус 5 сопел вторичного воздуха расположен ниже узла 2 подачи топлива и выше колосниковой решетки 13, при этом его сопла направлены в одной плоскости вдоль поверхности колосниковой решетки 13. Верхний ярус 6 сопел вторичного воздуха расположен над узлом 2 подачи топлива, при этом его сопла направлены вниз в одной плоскости, составляющей острый угол относительно лобовой стенки 4 (оптимально он должен быть направлен на кромку выпускного отверстия узла 2 подачи топлива, которое на чертежах не показано). Сопла вторичного воздуха яруса 8, расположенного на задней стенке 7 (выше узла 2 подачи топлива), направлены в одной плоскости на нижний ярус 5 сопел вторичного воздуха. Целесообразно, чтобы сопла вторичного воздуха яруса 8 были выполнены поворотными.The furnace 1 is equipped with a fuel supply unit 2, which is a hopper connected by a feeder to a spreader, as well as a movable grate 13 with a primary air supply. In addition, the lower tier 5 and the upper tier 6 of the secondary air nozzles located on the frontal wall 4 are shown, as well as the tier 8 of the secondary air nozzles located on the rear wall 7. The lower tier 5 of the secondary air nozzles is located below the fuel supply unit 2 and above the grate 13, while its nozzles are directed in the same plane along the surface of the grate 13. The upper tier 6 of the secondary air nozzles is located above the fuel supply unit 2, while its nozzles are directed down in one plane, making an acute angle relative to the frontal wall 4 (it should optimally be directed to the edge of the outlet of the fuel supply unit 2, which is not shown in the drawings). The secondary air nozzles of the tier 8 located on the rear wall 7 (above the fuel supply unit 2) are directed in the same plane to the lower tier 5 of the secondary air nozzles. It is advisable that the nozzle of the secondary air tier 8 were made rotary.

Устройство работает следующим образом. Топливо подается в топку 1 через узел 2 подачи топлива. Достаточно крупные фракции топлива под действием сил тяжести падают вниз, где сгорают на подвижной колосниковой решетке 13 обратного хода в потоке первичного воздуха 10, поступающего снизу. Попадающие в топку мелкие фракции топлива под действием струй 11 сопел вторичного воздуха верхнего яруса 6 направляются вниз, где попадают на "динамическую воздушную подушку", образованную работой струй 11 нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха. Летучие мелкие фракции увлекаются воздушными струями 11, формируемыми работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха в виде воздушно-пылевого потока. Более массивные из мелких фракций топлива пробивают эту подушку и выпадают из нее вниз, где сгорают на подвижной колосниковой решетке 13 обратного хода в потоке первичного воздуха 10, поступающего снизу (либо выгорают до частиц, которые потоком первичного воздуха, поступающего снизу, могут возвратиться в воздушно-пылевой поток, формируемый работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха). В зоне топочной камеры, прилегающей к задней стенке 7, когда ослабевают силы инерции воздушно-пылевого потока, сформированного работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха, под действием первичного воздуха твердые горючие частицы с дымовыми газами возносятся к соплам вторичного воздуха яруса 8, расположенного на задней стенке 7, и под действием поступающих через них струй 11 вторичного воздуха направляются к нижнему ярусу 5 сопел вторичного воздуха (или при соответствующей ориентировке сопел вторичного воздуха яруса 8 - к узлу 2 подачи топлива). При этом в зону "работы" узла 2 подачи топлива подводятся и раскаленные частицы топлива, и дополнительные объемы воздуха (благодаря "работе" сопел вторичного воздуха ярусов 6 и 8), что интенсифицирует процесс воспламенения поступающих с топливом его мелких фракций. Тем самым образуется вихревая зона горения 9, в которой мелкие фракции, перемещаясь по протяженной траектории, полностью выгорают. Направление действия воздушных струй 11, формируемых ярусами 5, 6 и 8 сопел вторичного воздуха, полностью совпадают с направлением движения (траекторией) горящих частиц топлива и дымовых газов в вихревой зоне 9, на участках взаимодействия с ней, что повышает эффективность вихреобразования и стабильность вихревой зоны.The device operates as follows. Fuel is supplied to the furnace 1 through the fuel supply unit 2. Sufficiently large fractions of the fuel under the influence of gravity fall down, where they are burned on the movable grate 13 of the return stroke in the stream of primary air 10 coming from below. Small fuel fractions falling into the furnace under the action of the jets 11 of the secondary air nozzles of the upper tier 6 are directed down, where they fall onto the “dynamic air cushion” formed by the operation of the jets 11 of the lower tier 5 of the secondary air nozzles. Volatile small fractions are carried away by air jets 11 formed by the work of the lower tier 5 of the secondary air nozzles in the form of an air-dust stream. The more massive of the small fractions of fuel penetrate this pillow and fall out of it down, where it is burned up on the movable grate 13 of the return stroke in the stream of primary air 10 coming from below (or burned out to particles that can be returned to the air by the stream of primary air coming from below) - dust flow generated by the work of the lower tier of 5 nozzles of secondary air). In the area of the combustion chamber adjacent to the rear wall 7, when the inertia forces of the air-dust stream formed by the operation of the lower tier 5 of the secondary air nozzles weaken, under the influence of the primary air, solid combustible particles with flue gases are carried up to the secondary air nozzles of the tier 8 located on the rear the wall 7, and under the influence of the secondary air jets 11 passing through them, they are directed to the lower tier 5 of the secondary air nozzles (or, with the corresponding orientation of the secondary air nozzles of the tier 8, to the supply unit 2 Pliva). In this case, hot fuel particles and additional volumes of air (due to the "work" of the secondary air nozzles of tiers 6 and 8) are brought into the "work" zone of the fuel supply unit 2, which intensifies the ignition process of its fine fractions coming from the fuel. Thus, a vortex combustion zone 9 is formed, in which small fractions, moving along an extended trajectory, completely burn out. The direction of action of the air jets 11 formed by tiers 5, 6 and 8 of the secondary air nozzles completely coincide with the direction of motion (trajectory) of burning fuel particles and flue gases in the vortex zone 9, in the areas of interaction with it, which increases the efficiency of vortex formation and the stability of the vortex zone .

Пример 3. Топка с подвижной колосниковой решеткой прямого хода.Example 3. A furnace with a movable grate forward grate.

Топка 1 оборудована узлом 2 подачи топлива, представляющим собой бункер, соединенный питателем с разбрасывателем, а также подвижной колосниковой решеткой 14 прямого хода с подводом первичного воздуха. Кроме того, показаны расположенные на лобовой стенке 4 нижний ярус 5 и верхний ярус 6 сопел вторичного воздуха, а также расположенный на задней 7 стенке ярус 8 сопел вторичного воздуха. Нижний ярус 5 сопел вторичного воздуха расположен ниже узла 2 подачи топлива и выше колосниковой решетки 14, при этом его сопла направлены в одной плоскости вдоль поверхности колосниковой решетки 14. Верхний ярус 6 сопел вторичного воздуха расположен над узлом 2 подачи топлива, при этом его сопла направлены вниз в одной плоскости, составляющей острый угол, относительно лобовой стенки 4 (оптимально он должен быть направлен на кромку выпускного отверстия узла 2 подачи топлива, которое на чертежах не показано). Сопла вторичного воздуха яруса 8, расположенного на задней стенке 7 (выше линии 15 пересечения задней стенки 7 топки с продольными осями сопел вторичного воздуха нижнего яруса 5, расположенного на лобовой стенке 4, и ниже верхнего яруса 6 сопел вторичного воздуха, также расположенного на лобовой стенке), направлены в одной плоскости на уровень узла 2 подачи топлива. Целесообразно, чтобы сопла вторичного воздуха яруса 8 были выполнены поворотными.The furnace 1 is equipped with a fuel supply unit 2, which is a bunker connected by a feeder to a spreader, as well as a movable grate with forward flow 14 with primary air supply. In addition, the lower tier 5 and the upper tier 6 of the secondary air nozzles located on the frontal wall 4 are shown, as well as the tier 8 of the secondary air nozzles located on the rear wall 7. The lower tier 5 of the secondary air nozzles is located below the fuel supply unit 2 and above the grate 14, while its nozzles are directed in the same plane along the surface of the grate 14. The upper tier 6 of the secondary air nozzles is located above the fuel supply unit 2, while its nozzles are directed down in one plane, making an acute angle, relative to the frontal wall 4 (it should optimally be directed to the edge of the outlet of the fuel supply unit 2, which is not shown in the drawings). Secondary air nozzles of the tier 8 located on the rear wall 7 (above the intersection line 15 of the furnace back wall 7 with the longitudinal axes of the secondary air nozzles of the lower tier 5 located on the frontal wall 4 and below the upper tier 6 of the secondary air nozzles also located on the frontal wall ) are directed in one plane to the level of the fuel supply unit 2. It is advisable that the nozzle of the secondary air tier 8 were made rotary.

Устройство работает следующим образом. Топливо подается в топку 1 через узел 2 подачи топлива. Достаточно крупные фракции топлива под действием сил тяжести падают вниз, где сгорают на подвижной колосниковой решетке прямого хода 14 в потоке первичного воздуха, поступающего снизу. Попадающие в топку мелкие фракции топлива под действием струй 11 сопел вторичного воздуха верхнего яруса 6 направляются вниз, где попадают на "динамическую воздушную подушку", образованную работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха. Летучие мелкие фракции увлекаются воздушными струями 11, формируемыми работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха, в виде воздушно-пылевого потока. Более массивные из мелких фракций топлива пробивают эту подушку и выпадают из нее вниз, где сгорают на подвижной колосниковой решетке 14 прямого хода в потоке первичного воздуха, поступающего снизу (либо выгорают до частиц, которые потоком первичного воздуха, поступающего снизу, могут возвратиться в воздушно-пылевой поток, формируемый работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха). В зоне топочной камеры, прилегающей к задней стенке 7 (когда ослабевают силы инерции воздушно-пылевого потока, сформированного работой нижнего яруса 5 сопел вторичного воздуха), под действием первичного воздуха 10 твердые горючие частицы с дымовыми газами возносятся к соплам вторичного воздуха яруса 8, расположенного на задней стенке 7, и под действием поступающих через них струй 11 вторичного воздуха направляются к узлу 2 подачи топлива. При этом в зону "работы" узла 2 подачи топлива подводятся и раскаленные частицы топлива и дополнительные объемы воздуха (благодаря "работе" сопел вторичного воздуха ярусов 6 и 8), что интенсифицирует процесс воспламенения поступающих с топливом его мелких фракций. Тем самым образуется вихревая зона горения 9, в которой мелкие фракции, перемещаясь по протяженной траектории, полностью выгорают. Направление действия воздушных струй 11, формируемых ярусами 5, 6 и 8 сопел вторичного воздуха, полностью совпадают с направлением движения (траекторией) горящих частиц топлива и дымовых газов в вихревой зоне 9, на участках взаимодействия с ней, что повышает эффективность вихреобразования и стабильность вихревой зоны.The device operates as follows. Fuel is supplied to the furnace 1 through the fuel supply unit 2. Sufficiently large fractions of the fuel under the influence of gravity fall down, where they are burned up on the movable grate of the forward stroke 14 in the stream of primary air coming from below. Small fuel fractions falling into the furnace under the action of the jets 11 of the secondary air nozzles of the upper tier 6 are directed downward, where they fall onto the “dynamic air cushion” formed by the operation of the lower tier 5 of the secondary air nozzles. Volatile small fractions are carried away by air jets 11, formed by the work of the lower tier 5 of the secondary air nozzles, in the form of an air-dust stream. The more massive of the small fractions of fuel break through this pillow and fall out of it, where it is burned up on the movable grate 14 for direct passage in the stream of primary air coming from below (or burned out to particles that can be returned to the air stream by the stream of primary air coming from below). dust flow generated by the work of the lower tier of 5 nozzles of secondary air). In the area of the combustion chamber adjacent to the rear wall 7 (when the inertia forces of the air-dust flow formed by the operation of the lower tier 5 of the secondary air nozzles weaken), solid combustible particles with flue gases ascend to the secondary air nozzles of the tier 8 located under the action of the primary air 10 on the rear wall 7, and under the action of the secondary air jets 11 passing through them, are directed to the fuel supply unit 2. At the same time, incandescent fuel particles and additional volumes of air (due to the "work" of the secondary air nozzles of tiers 6 and 8) are brought into the "work" zone of the fuel supply unit 2, which intensifies the ignition of its fine fractions coming from the fuel. Thus, a vortex combustion zone 9 is formed, in which small fractions, moving along an extended trajectory, completely burn out. The direction of action of the air jets 11 formed by tiers 5, 6 and 8 of the secondary air nozzles completely coincide with the direction of motion (trajectory) of burning fuel particles and flue gases in the vortex zone 9, in the areas of interaction with it, which increases the efficiency of vortex formation and the stability of the vortex zone .

Claims

1. A boiler furnace containing a fuel supply unit, a grate with primary air supply, tiers of secondary air nozzles located on the frontal and rear walls, characterized in that two tiers of secondary air nozzles are located on the frontal wall, while the secondary air nozzle has a lower tier are located below the fuel supply unit, above the grate and are directed in the same plane along its surface, and the secondary air nozzles of the upper tier are located above the fuel supply unit and are directed downward in the same plane, component acute angle relative to the frontal wall, and on the rear wall there is a tier of secondary air nozzles directed in the same plane to the fuel supply unit.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the grate is made stationary.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the grate is made movable backward.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that the grate is made movable forward.

5. The furnace according to claim 2 or 3, characterized in that the tier of secondary air nozzles located on the rear wall is located above the fuel supply unit.

6. The furnace according to claim 2, 3, or 5, characterized in that the secondary air nozzles located on the rear wall are rotatable with the possibility of rotation of their longitudinal axis from the direction corresponding to the level of the fuel supply unit to the direction corresponding to the level the location of the lower tier of the secondary air nozzles located on the frontal wall of the furnace.

7. A furnace according to claim 2 or 4, characterized in that the tier of secondary air nozzles located on the rear wall is located above the intersection line of the rear wall of the furnace with the longitudinal axes of the secondary air nozzles of the lower tier located on the front wall and below the upper tier of nozzles secondary air located on the frontal wall.

8. The furnace according to claim 1, or 5, or 7, characterized in that at least two secondary air nozzles are placed in each tier.