RU2328654C1 - Chamber of fuel firing in melt - Google Patents

Chamber of fuel firing in melt Download PDF

Info

Publication number
RU2328654C1
RU2328654C1 RU2007119966/06A RU2007119966A RU2328654C1 RU 2328654 C1 RU2328654 C1 RU 2328654C1 RU 2007119966/06 A RU2007119966/06 A RU 2007119966/06A RU 2007119966 A RU2007119966 A RU 2007119966A RU 2328654 C1 RU2328654 C1 RU 2328654C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
boiler
caissons
chamber
melt
Prior art date
Application number
RU2007119966/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Иванов (RU)
Игорь Владимирович Иванов
Владимир Васильевич Иванов (RU)
Владимир Васильевич Иванов
Original Assignee
Игорь Владимирович Иванов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Владимирович Иванов filed Critical Игорь Владимирович Иванов
Priority to RU2007119966/06A priority Critical patent/RU2328654C1/en
Priority to PCT/RU2008/000332 priority patent/WO2008147250A2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2328654C1 publication Critical patent/RU2328654C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/085—High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/20—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/22—Arrangements of air or gas supply devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/001—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor
    • F27D17/003—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor of waste gases emanating from an electric arc furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/20—Combustion to temperatures melting waste
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/30—Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention is related to heat power engineering and, in particular, to devices for solid fuel firing and heat power plants and state district power plants ash-and-slag waste processing in melted slag to be bubbled by oxygen-containing gas and to production of power-generating steam. The said technical result will be achieved in chamber for solid fuel firing in melt. Chamber includes caisson duct, side and end tuyeres with nozzles, arches, hearth, loading facilities and fittings to discharge liquid and gaseous melting products. According to invention, embedded and bedded caissons are installed along the whole perimeter of caisson duct in chamber hearth. Caissons are installed at depth of 10-12 calibers of tuyeres and with pace equal to 1-3 thicknesses of embedded caisson.
EFFECT: improvement of operational reliability of chamber for fuel firing in melt owing to design improvement.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройству для сжигания твердого топлива, переработки золошлаковых отходов (ЗШО) ТЭС и ГРЭС в барботируемом кислородосодержащим газом шлаковом расплаве и получения пара энергетических параметров.The invention relates to a power system, in particular, to a device for burning solid fuel, processing ash and slag wastes (TPP) of thermal power plants and state district power plants in a slag melt sparged with oxygen-containing gas and producing steam energy parameters.

Известна циклонная топочная камера с жидким шлакоудалением, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с леткой для выпуска расплава, центральной газовыпускной вставкой для верхнего вывода газов и осевой крестообразной формы газораспределяющей вставкой для снижения уноса с газами и повышения температуры газов на выходе из камеры (а.с. СССР №1603136, кл. F23 5/32, опубл. 1990 г.). Недостатком этой камеры является высокий пылевынос, сложная конструкция топочной камеры, низкая удельная производительность, а высокая температура процесса сжигания топлива приводит к повышенному содержанию оксидов азота в отходящих газах.Known cyclone combustion chamber with liquid slag removal, containing a vertical cylindrical body with a notch for the release of the melt, a central gas outlet for the upper gas outlet and an axial cross shaped gas distribution insert to reduce entrainment with gases and increase the temperature of the gases at the outlet of the chamber (A.S. USSR No. 1603136, CL F23 5/32, publ. 1990). The disadvantage of this chamber is its high dust removal, the complicated design of the combustion chamber, low specific productivity, and the high temperature of the fuel combustion process leads to an increased content of nitrogen oxides in the exhaust gases.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является топка для сжигания твердого топлива в расплаве, содержащая корпус, пояс фурм с соплами, свод, подину, загрузочные устройства и приспособления для выпуска жидких и газообразных продуктов сжигания (патент РФ №2031310, кл. F23C 11/00, F23J 1/08, опубл. 1995 г.).Closest to the technical nature of the proposed design is a furnace for burning solid fuel in the melt, containing a body, a lance belt with nozzles, a vault, a hearth, loading devices and devices for the production of liquid and gaseous products of combustion (RF patent No. 2031310, class F23C 11 / 00, F23J 1/08, publ. 1995).

Недостатком данной топки сжигания твердого топлива в расплаве является то, что в конструкции горна отсутствуют подкладные и закладные водоохлаждаемые кессоны, установка которых значительно увеличивает время межремонтной службы топки и обеспечивает ее безаварийную и стабильную работу.The disadvantage of this furnace for burning solid fuel in the melt is that the hearth design does not have underlay and embedded water-cooled caissons, the installation of which significantly increases the overhaul time of the furnace and ensures its trouble-free and stable operation.

Вторым недостатком данной топки является то, что горн оборудован жестким металлическим каркасом, длину и ширину которого практически невозможно точно рассчитать, учитывая рост огнеупорной кладки в период разогрева топки и пуск ее в постоянную эксплуатацию (вся масса кладки горна продолжает расти в течение 30-35 суток с момента разогрева и до прекращения ее роста). Третьим недостатком данной топки является то, что стык топка-котел по всему периметру котла не оборудован газоуплотняющим устройством, исключающим как подсос из атмосферы, так и выбивание отходящих газов в результате снижения разрежения внутри котла.The second disadvantage of this furnace is that the furnace is equipped with a rigid metal frame, the length and width of which is almost impossible to calculate accurately, given the growth of the refractory masonry during the heating of the furnace and putting it into continuous operation (the entire mass of the furnace masonry continues to grow for 30-35 days from the moment of warming up until the cessation of its growth). The third disadvantage of this furnace is that the furnace-boiler joint along the entire perimeter of the boiler is not equipped with a gas sealing device, which excludes both suction from the atmosphere and knocking out of exhaust gases as a result of reducing the vacuum inside the boiler.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности топки сжигания твердого топлива в расплаве за счет совершенствования конструкции горна, кожуха горна, установки газоуплотняющего устройства по периметру топки на стыке топка-котел и выбора оптимальной длины топки.The aim of the invention is to increase the operational reliability of the furnace for burning solid fuel in the melt by improving the design of the hearth and hearth of the furnace, installing a gas-tightening device around the perimeter of the furnace at the junction of the furnace-boiler and choosing the optimal length of the furnace.

Это достигается тем, что в топке для сжигания твердого топлива в расплаве, содержащей кессонированную шахту, боковые и торцевые дутьевые фурмы с соплами, свод, подину, загрузочные устройства и приспособления для выпуска жидких и газообразных продуктов плавки, согласно изобретению в горне топки по всему периметру кессонированной шахты установлены подкладные и закладные кессоны на глубину 10-12 калибров дутьевых фурм и с шагом, равным одной - трем толщинам закладного кессона.This is achieved by the fact that in a furnace for burning solid fuel in a melt containing a coffered shaft, side and end blast tuyeres with nozzles, a vault, a hearth, loading devices and devices for discharging liquid and gaseous smelting products according to the invention in the furnace of a furnace around the entire perimeter coffering shafts installed underfloor and embedded caissons to a depth of 10-12 calibers of blowing tuyeres and with a step equal to one to three thicknesses of the embedded caisson.

Кроме того, на стыке топка-котел топка оснащена газоуплотняющим устройством, обечайка котла с огневой стороны защищена огнеупорными блоками, установленными по всему периметру котла, а глубина погружения обечайки в песочную ванну обеспечивает гидравлическое сопротивление, соответствующее неравенству:In addition, at the junction of the furnace-boiler, the furnace is equipped with a gas sealing device, the boiler shell on the fire side is protected by refractory blocks installed around the entire perimeter of the boiler, and the immersion depth of the shell in the sand bath provides hydraulic resistance corresponding to the inequality:

Figure 00000002
, где
Figure 00000002
where

Нгид. - гидравлическое сопротивление слоя песочной ванны на глубине погружения обечайки котла, мм вод. ст.;H guide. - hydraulic resistance of the sand bath layer at the immersion depth of the boiler shell, mm water. st .;

Figure 00000003
- разрежение отходящих газов в котле при штатной работе, минус 10-20 мм вод. ст.;
Figure 00000003
- rarefaction of exhaust gases in the boiler during normal operation, minus 10-20 mm of water. st .;

Figure 00000004
- резкое снижение разрежения в котле, переходящее в давление, плюс 10-100 мм вод. ст.
Figure 00000004
- a sharp decrease in vacuum in the boiler, turning into pressure, plus 10-100 mm of water. Art.

Кроме того, кожух горна собирается из отдельных металлических секций, не связанных друг с другом и сжимаемых как по длине, так и по ширине горна шпильками, оснащенными мощными пружинами и гайками, воспринимающими на себя силу расширения кладки при ее нагреве в период первоначального пуска и постоянной работы топки вплоть до прекращения ее роста. Возникающие громадные усилия при росте кладки снимаются путем раскручивания гаек на стягивающих шпильках.In addition, the furnace casing is assembled from separate metal sections that are not connected to each other and are compressed along the length and width of the furnace with studs equipped with powerful springs and nuts, which absorb the force of expansion of the masonry when it is heated during the initial start-up and constant the operation of the furnace until the cessation of its growth. The enormous efforts that arise with the growth of the masonry are removed by unscrewing the nuts on the tightening studs.

Кроме того, выбор оптимальной длины топки определяется по эмпирической формуле:In addition, the choice of the optimal length of the furnace is determined by the empirical formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
- относительная удельная производительность топки, т/м·сут;Where
Figure 00000006
- relative specific productivity of the furnace, t / m · day;

βшл - удельная производительность топки, т/м2·сут;β sl - specific productivity of the furnace, t / m 2 · day;

Figure 00000007
- максимальная удельная производительность топки, т/м2·сут;
Figure 00000007
- maximum specific productivity of the furnace, t / m 2 · day;

а - длина топки, м;a is the length of the furnace, m;

а' - искомая длина топки, м;a 'is the desired length of the furnace, m;

b - ширина топки, м;b is the width of the furnace, m;

qкес - потери тепла с водой охлаждающей кессоны, кВт;q kes - heat loss with water cooling caissons, kW;

qшл - потери тепла со шлаком, кВт.q sl - heat loss with slag, kW.

Установка газоуплотняющего устройства в топке на стыке топка-котел по периметру энергетического котла позволяет полностью исключить как подсос из атмосферы, так и выбивание отходящих газов за счет снижения разрежения внутри котла.The installation of a gas-tightening device in the furnace at the junction of the furnace-boiler along the perimeter of the energy boiler allows to completely exclude both suction from the atmosphere and knocking out of exhaust gases by reducing the vacuum inside the boiler.

Выбор оптимальной длины топки позволяет снизить потери с низкопотенциальным теплом и тем самым повысить тепловую мощность энергетического котла.The choice of the optimal length of the furnace allows to reduce losses with low potential heat and thereby increase the thermal capacity of the energy boiler.

Топка сжигания твердого топлива в расплаве и энергетический котел образуют энерготехнологический комплекс.The solid fuel combustion chamber in the melt and the energy boiler form an energy-technological complex.

На фиг.1 схематично представлен энерготехнологический комплекс, включающий топку и котел; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1; на фиг.4 - узел II на фиг.2; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.1.Figure 1 schematically shows an energy-technological complex, including a furnace and a boiler; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - node I in figure 1; figure 4 - node II in figure 2; figure 5 is a section bB in figure 1.

Топка состоит из прямоугольной шахты 1, набранной из медных водоохлаждаемых кессонов, загрузочных устройств 2, перегородки 3, разделяющей топку на две зоны: предтопочную камеру 4 - зону загрузки и подготовки твердого топлива к интенсивному сжиганию в зоне полного сжигания твердого топлива, дутьевых (боковых) фурм 5 с соплами, торцевых дутьевых фурм 6 предтопочной камеры 4, горна 7, перегородки 8 с квадратными глиссажными трубами 9, окна 10 для непрерывного выпуска шлака, сифона 11, шпуровых устройств 12 для периодического выпуска металлического расплава, кожуха 13 горна 7, радиационной шахты 14 котла, барабанов-сепараторов 15 и конвективной шахты 16 котла, а горн 7 топки оборудован подкладными 17 и закладными 18 кессонами.The furnace consists of a rectangular shaft 1, composed of water-cooled copper caissons, loading devices 2, a partition 3, dividing the furnace into two zones: pre-furnace chamber 4 - a zone for loading and preparing solid fuel for intensive burning in the zone of complete burning of solid fuel, blast (side) tuyeres 5 with nozzles, end blasting tuyeres 6 of the pre-furnace chamber 4, hearth 7, partitions 8 with square glide tubes 9, windows 10 for continuous discharge of slag, siphon 11, hole drills 12 for periodic discharge of metal races melt, casing 13 of hearth 7, radiation shaft 14 of the boiler, drum separators 15 and convective shaft 16 of the boiler, and hearth 7 of the furnace is equipped with underlay 17 and embedded 18 caissons.

Газоуплотняющее устройство топки состоит из огнеупорных блоков 21, установленных по периметру радиационной шахты 14 на стыке топка-котел, обечайки 19 котла и песочной ванны 20.The gas sealing device of the furnace consists of refractory blocks 21 installed along the perimeter of the radiation shaft 14 at the junction of the furnace-boiler, shell of the boiler 19 and sand bath 20.

Кожух 13 горна 7 топки состоит из отдельных металлических секций. На фиг.5 показаны сжимающие кожух 13 устройства, состоящие из продольных 23 и поперечных 24 шпилек, оснащенных пружинами 25 (фиг.2 разрез А-А фиг.1) и гайками 22. Кроме того, топка имеет свод 26.The casing 13 of the hearth 7 of the furnace consists of separate metal sections. Figure 5 shows the compressive casing 13 of the device, consisting of longitudinal 23 and transverse 24 studs equipped with springs 25 (Fig. 2, section A-A of Fig. 1) and nuts 22. In addition, the furnace has a vault 26.

Снижение потерь низкопотенциального тепла с водой, охлаждающей кессоны и выбор оптимальной длины топки определяется по формуле, составленной эмпирическим путем:Reducing the loss of low potential heat with water, cooling the caissons and the choice of the optimal length of the furnace is determined by the formula compiled empirically:

Figure 00000005
, где
Figure 00000005
where

Figure 00000006
- относительная удельная производительность топки, т/м2·сут;
Figure 00000006
- relative specific productivity of the furnace, t / m 2 · day;

βшл - удельная производительность топки, т/м2·сут;β sl - specific productivity of the furnace, t / m 2 · day;

Figure 00000007
- максимальная удельная производительность топки, т/м2·сут;
Figure 00000007
- maximum specific productivity of the furnace, t / m 2 · day;

а - длина топки, м;a is the length of the furnace, m;

а' - искомая длина топки, м;a 'is the desired length of the furnace, m;

b - ширина топки, м;b is the width of the furnace, m;

qкес - потери тепла с водой охлаждающей кессоны, кВт;q kes - heat loss with water cooling caissons, kW;

qшл - потери тепла со шлаком, кВт.q sl - heat loss with slag, kW.

Топка работает следующим образом.The furnace works as follows.

Твердое топливо совместно с золошлаковыми отходами через загрузочные устройства 2 поступает в предтопочную камеру 4 с торцевыми фурмами 6, попадает в интенсивно барботирумый кислородосодержащим газом силикатный шлаковый расплав, мгновенно им ассимилируется, нагревается и за счет взрывного испарения влаги и летучих газов угля декретирует на мелкие частицы и сгорает в расплаве. Золошлаковые отходы одновременно с углем прогреваются до температуры плавления и под воздействием высоких температур ванны 20 расплава переходят в жидкотекучее состояние. В шахте 1 топки, имеющей переменное поперечное сечение, происходит полное сгорание топлива и формирование шлака заданного состава, а отходящие газы уходят в радиационную 14 и конвективную 16 шахты котла, где вырабатывается пар энергетических параметров.Solid fuel, together with ash and slag waste, through charging devices 2 enters the pre-furnace chamber 4 with end tuyeres 6, enters the silicate slag melt intensely sparged with oxygen-containing gas, assimilates it instantly, heats up and decretes fine particles due to explosive evaporation of moisture and volatile coal gases burns in the melt. Ash and slag waste simultaneously with coal is heated to the melting temperature and under the influence of high temperatures of the bath 20 of the melt become liquid. In the furnace shaft 1, which has a variable cross-section, complete combustion of fuel and the formation of slag of a given composition occurs, and the exhaust gases go to the radiation 14 and convection 16 of the boiler shaft, where a pair of energy parameters is generated.

Установка подкладных 17 и закладных 18 кессонов в горне 7 топки (см. фиг.2 и фиг.4 - узел II фиг.2) на глубину h=10-12 калибров дутьевых фурм 5, 6 и установка закладных кессонов 18 с шагом δ, равным 1-3 толщинам закладного кессона 18, обеспечивает долговременную защиту кладки горна 7 от ее разгара в зоне интенсивного движения шлакового расплава в подфурменной зоне, т.к. она защищена слоем гарнисажа, постоянно работающим в тепловом динамическом равновесии Qприх=Qрасх. (приход тепла в этой зоне равен расходу тепла).The installation of underlay 17 and mortgage 18 caissons in the furnace 7 of the furnace (see Fig. 2 and Fig. 4 - node II of Fig. 2) to a depth of h = 10-12 calibers of blowing tuyeres 5, 6 and the installation of mortgage caissons 18 with a step of δ, equal to 1-3 thicknesses of the embedded caisson 18, provides long-term protection of the masonry of the hearth 7 from its height in the zone of intensive movement of slag melt in the tuyere zone, because it is protected by a layer of a skull, constantly working in thermal dynamic equilibrium Q pri = Q rasp. (the heat input in this zone is equal to the heat consumption).

Вся масса кессонированной шахты 1 лежит на подкладных кессонах 17, которые равномерно распределяют эту нагрузку по всей поверхности горна 7, а в период разогрева растущая в длину и ширину огнеупорная кладка плавно скользит по нижней поверхности подкладных кессонов 17, не нарушая целостности кладки и охлаждает ее. Установка подкладных и закладных кессонов 17 и 18 на глубину менее 10 калибров дутьевых фурм 5, 6 приведет к разгару футеровки горна 7, находящейся ниже последнего закладного 18 кессона, что резко сократит срок службы топки.The entire mass of the coffered shaft 1 lies on the bed caissons 17, which evenly distribute this load over the entire surface of the hearth 7, and during heating, the refractory masonry growing in length and width smoothly glides along the lower surface of the bed caissons 17, without violating the integrity of the masonry and cools it. The installation of liners and mortgages caissons 17 and 18 to a depth of less than 10 calibers of the blowing tuyeres 5, 6 will lead to the height of the lining of the furnace 7, which is below the last mortar 18 of the caisson, which will drastically reduce the life of the furnace.

Установка подкладных 17 и закладных 18 кессонов на глубину более 12 калибров дутьевых фурм 5, 6 нежелательно, т.к. последние закладные 18 кессоны будут работать в зоне металлического расплава, что чрезвычайно опасно ввиду взрыва при попадании воды в металлический расплав. Кроме того, нежелателен дополнительный съем тепла в зоне металлического расплава ввиду снижения его жидкотекучести.The installation of underlay 17 and mortgage 18 caissons to a depth of more than 12 calibers of blowing tuyeres 5, 6 is undesirable, because the last mortgages 18 caissons will work in the zone of the metal melt, which is extremely dangerous due to the explosion when water enters the metal melt. In addition, additional removal of heat in the zone of the metal melt is undesirable due to a decrease in its fluidity.

Установка закладных кессонов 18 с шагом менее одной его толщины приведет к лишнему переохлаждению футеровки и дополнительному расходу дорогостоящей меди на изготовление дополнительного количества закладных кессонов.The installation of embedded caissons 18 with a pitch of less than one of its thickness will lead to excessive supercooling of the lining and the additional consumption of expensive copper for the manufacture of an additional number of embedded caissons.

Установка же закладных кессонов 18 с шагом более трех его толщин приведет к разгару футеровки за счет снижения охлаждения и сокращения срока службы горна 7 и топки.Installation of embedded caissons 18 with a step of more than three thicknesses will lead to the height of the lining by reducing cooling and shortening the life of the hearth 7 and the furnace.

Конструкция газоуплотняющего устройства топки (см. фиг.3 - узел I фиг.1) сделана таким образом, что обечайка 19 котла с огневой стороны защищена огнеупорными блоками 21, установленными по всему периметру котла. Погружение обечайки 19 на глубину Нгид. позволяет исключить как подсосы атмосферного воздуха, так и выбивание отходящих газов из котла. Гидравлическое сопротивление Нгид. песочной ванны 20 должно быть всегда больше возможного давления внутри котла на 20-100 мм вод. ст., т.е. соответствовать неравенству:The design of the gas-tight device of the furnace (see Fig. 3 - node I of Fig. 1) is made in such a way that the shell 19 of the boiler is protected from the fire side by refractory blocks 21 installed around the entire perimeter of the boiler. The immersion of the shell 19 to a depth of H guide. It allows to exclude both air leakage and knocking of exhaust gases from the boiler. Hydraulic resistance N guide. sand bath 20 should always be greater than the possible pressure inside the boiler by 20-100 mm of water. Art., i.e. match the inequality:

Figure 00000002
, где
Figure 00000002
where

Нгид. - гидравлическое сопротивление слоя песочной ванны на глубину погружения обечайки котла, мм вод. ст.;H guide. - hydraulic resistance of the sand bath layer to the immersion depth of the boiler shell, mm water. st .;

Figure 00000003
- разрежение отходящих газов в котле при штатной работе, минус 10-20 мм вод. ст.;
Figure 00000003
- rarefaction of exhaust gases in the boiler during normal operation, minus 10-20 mm of water. st .;

Figure 00000004
- резкое снижение разрежения в котле, переходящее в давление, плюс 10-100 мм вод. ст.
Figure 00000004
- a sharp decrease in vacuum in the boiler, turning into pressure, plus 10-100 mm of water. Art.

Кожух 13 горна 7 (фиг.5 разрез Б-Б фиг.1) набирается из отдельных металлических секций, как с торцевых, так и с продольных сторон горна 7.The casing 13 of the hearth 7 (FIG. 5, section B-B of FIG. 1) is recruited from separate metal sections, both from the end and longitudinal sides of the hearth 7.

Секции не связаны между собой, что позволяет снимать с кожуха 13 горна 7 большие нагрузки в период роста кладки с момента разогрева и до окончания ее роста. Каждая секция сжимается с помощью продольных 23 и поперечных 24 шпилек, оснащенных мощными пружинами 25 и гайками 22. Пружины 25 устанавливаются непосредственно на плоскости каждой секции.The sections are not interconnected, which makes it possible to remove large loads from the casing 13 of the hearth 7 during the growth of the masonry from the moment of heating up to the end of its growth. Each section is compressed using longitudinal 23 and transverse 24 studs equipped with powerful springs 25 and nuts 22. Springs 25 are mounted directly on the plane of each section.

Оснащение кожуха 13 горна 7 сжимающимися устройствами позволяет технически грамотно и в соответствии с «графиком разогрева» осуществить разогрев огнеупорной кладки, что полностью исключает условия, при которых велика вероятность разрушения кладки (растрескивание кирпичей и даже ее вспучивание) из-за несвоевременно снятых громадных усилий, возникающих при росте кладки. Снятие этих усилий идет путем наблюдения за состоянием пружин 25 и своевременного раскручивании гаек 22 на продольных 23 и поперечных 24 шпильках. Размеры роста кладки как в длину, так и в ширину, измеряются с помощью реперных флажков, установленных возле каждой шпильки 23 и 24.The equipment of the casing 13 of the hearth with 7 compressible devices allows technically competently and in accordance with the “heating schedule” to heat the refractory masonry, which completely eliminates the conditions under which there is a high probability of masonry destruction (cracking of bricks and even its expansion) due to the untimely removed enormous efforts, arising from the growth of masonry. The removal of these efforts is by monitoring the condition of the springs 25 and timely untwisting of the nuts 22 on the longitudinal 23 and transverse 24 studs. The dimensions of the growth of the masonry, both in length and in width, are measured using benchmark flags installed near each hairpin 23 and 24.

Снижение потерь низкопотенциального тепла с водой, охлаждающей кессоны, способствует увеличению тепловой мощности котла, а выбор оптимальной длины топки определяется по эмпирической формуле:Reducing the loss of low potential heat with water cooling the caissons, increases the thermal power of the boiler, and the choice of the optimal length of the furnace is determined by the empirical formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

Таким образом, использование топки сжигания твердого топлива в расплаве позволяет за счет установки в ее горне 7 подкладных и закладных кессонов 17 и 18 на глубину 10-12 калибров фурм 5 и 6, считая от верхней поверхности подкладного кессона 17 и с шагом между закладными кессонами 18, равным 1-3 их толщины, увеличить срок службы горна 7 между капитальным ремонтами, а установка газоуплотняющего устройства в топке на стыке топка-котел, оснащенного с огневой стороны огнеупорными блоками 21, а с холодной стороны песочной ванной 20 позволяет с помощью обечайки 19 котла добиться герметичности стыка топка-котел за счет ее погружения в песочную ванну 20 на глубину, обеспечивающую гидравлическое сопротивление всегда больше возможного давления газов внутри котла на 20-100 мм вод. ст., что исключает как подсос воздуха из атмосферы, так и выбивание газов из котла.Thus, the use of a solid fuel combustion furnace in the melt allows for the installation of 7 bed and mortar caissons 17 and 18 in its furnace to a depth of 10-12 calibers of tuyeres 5 and 6, counting from the top surface of the bed caisson 17 and in increments between the mortar caissons 18 equal to 1-3 of their thickness, to increase the life of the hearth 7 between overhauls, and the installation of a gas-tightening device in the furnace at the junction of the furnace-boiler, equipped on the fire side with refractory blocks 21, and on the cold side of the sand bath 20 allows ki 19 of the boiler to achieve the tightness of the joint of the furnace-boiler due to its immersion in the sand bath 20 to a depth that provides hydraulic resistance is always greater than the possible gas pressure inside the boiler by 20-100 mm of water. Art., which excludes both air leaks from the atmosphere, and knocking out gases from the boiler.

Монтаж кожуха 13 горна 7 топки из отдельных металлических секций по его периметру и сжимаемых с помощью продольных и поперечных шпилек 23 и 24, оснащенных мощными пружинами 25 и гайками 22, позволяет снимать возникающие при разогреве огнеупорной кладки огромные усилия в период ее активного роста, за счет снятия нагрузки с пружин 25 путем раскручивания гаек 22, установленных на шпильках 23 и 24.The installation of the casing 13 of the hearth 7 of the furnace from separate metal sections along its perimeter and compressed with the help of longitudinal and transverse studs 23 and 24, equipped with powerful springs 25 and nuts 22, allows you to remove the huge efforts arising from heating of the refractory masonry during its active growth, due to relieving the load from the springs 25 by loosening the nuts 22 mounted on the studs 23 and 24.

Все выше указанное дает возможность технически грамотно ввести в рабочее состояние огнеупорную кладку, не повредив ее.All of the above makes it possible to technically correctly put the refractory masonry into operation without damaging it.

Снижение потерь низкопотенциального тепла с водой, охлаждающей кессоны, и выбор оптимальной длины топки определяется по эмпирической формуле:Reducing the loss of low potential heat with water, cooling the caissons, and the choice of the optimal length of the furnace is determined by the empirical formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

Claims (4)

1. Топка сжигания твердого топлива в расплаве, содержащая кессонированную шахту, боковые и торцевые дутьевые фурмы с соплами, свод, подину, загрузочные устройства и приспособления для выпуска жидких и газообразных продуктов плавки, отличающаяся тем, что в горне топки по всему периметру кессонированной шахты установлены подкладные и закладные кессоны на глубину 10-12 калибров дутьевых фурм и с шагом между кладкой, равным 1-3 толщинам закладного кессона.1. The combustion chamber for burning solid fuel in the melt, containing a coffered mine, side and end blasting tuyeres with nozzles, a vault, a hearth, loading devices and devices for the release of liquid and gaseous smelting products, characterized in that in the furnace furnace there are installed along the entire perimeter of the coffered mine lining and embedded caissons to a depth of 10-12 calibers of blowing tuyeres and with a step between masonry equal to 1-3 thicknesses of the embedded caisson. 2. Топка по п.1, отличающаяся тем, что на стыке топка-котел топка оснащена газоуплотняющим устройством, обечайка котла с огневой стороны защищена огнеупорными блоками, установленными по всему периметру котла, а глубина погружения обечайки в песочную ванну обеспечивает гидравлическое сопротивление, соответствующее неравенству2. The furnace according to claim 1, characterized in that at the junction the furnace-boiler, the furnace is equipped with a gas sealing device, the boiler shell on the fire side is protected by refractory blocks installed around the entire perimeter of the boiler, and the immersion depth of the shell in the sand bath provides hydraulic resistance corresponding to the inequality
Figure 00000008
Figure 00000008
 где Нгид - гидравлическое сопротивление слоя песочной ванны на глубине погружения обечайки котла, мм вод. ст.;where N guide is the hydraulic resistance of the sand bath layer at the immersion depth of the boiler shell, mm water. st .; Р- отх.газ. - разрежение отходящих газов в котле при штатной работе, минус 10-20 мм вод. ст.;P - waste gas. - rarefaction of exhaust gases in the boiler during normal operation, minus 10-20 mm of water. st .; Р+ отх.газ. - резкое снижение разрежения в котле, переходящее в давление, плюс 10-100 мм вод. ст.P + exhaust gas. - a sharp decrease in vacuum in the boiler, turning into pressure, plus 10-100 mm of water. Art. 3. Топка по п.1, отличающаяся тем, что кожух горна собирается из отдельных металлических секций, не связанных между собой, и сжимается по длине и ширине шпильками, оснащенными пружинами и гайками.3. The furnace according to claim 1, characterized in that the furnace casing is assembled from separate metal sections that are not interconnected, and is compressed in length and width with studs equipped with springs and nuts. 4. Топка по п.1, отличающаяся тем, что выбор оптимальной длины топки определяется по эмпирической формуле4. The furnace according to claim 1, characterized in that the choice of the optimal length of the furnace is determined by the empirical formula
Figure 00000009
Figure 00000009
 где
Figure 00000010
- относительная удельная производительность топки, т/м2·сут;Where
Figure 00000010
- relative specific productivity of the furnace, t / m 2 · day; βшл - удельная производительность топки, т/м2·сут;β sl - specific productivity of the furnace, t / m 2 · day;
Figure 00000011
- максимальная удельная производительность топки, т/м2·сут;
Figure 00000011
- maximum specific productivity of the furnace, t / m 2 · day; а - длина топки, м;a is the length of the furnace, m; а' - искомая длина топки, м;a 'is the desired length of the furnace, m; b - ширина топки, м;b is the width of the furnace, m; qкес - потери тепла с водой, охлаждающей кессоны, кВт;q kes - heat loss with water cooling the caissons, kW; qшл - потери тепла со шлаком, кВт.q sl - heat loss with slag, kW.
RU2007119966/06A 2007-05-30 2007-05-30 Chamber of fuel firing in melt RU2328654C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119966/06A RU2328654C1 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Chamber of fuel firing in melt
PCT/RU2008/000332 WO2008147250A2 (en) 2007-05-30 2008-05-28 The furnace to burn fuel into melted slag

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119966/06A RU2328654C1 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Chamber of fuel firing in melt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2328654C1 true RU2328654C1 (en) 2008-07-10

Family

ID=39680776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007119966/06A RU2328654C1 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Chamber of fuel firing in melt

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2328654C1 (en)
WO (1) WO2008147250A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700134C1 (en) * 2018-11-02 2019-09-12 Владимир Васильевич Иванов Environmentally safe non-waste processing of solid domestic and industrial wastes without preliminary sorting and drying

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113052391B (en) * 2021-04-09 2022-10-18 东方电气集团科学技术研究院有限公司 Boiler heating surface coking on-line prediction method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4252560A (en) * 1978-11-21 1981-02-24 Vanjukov Andrei V Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials
DE2915771A1 (en) * 1979-04-19 1980-10-30 Kloeckner Humboldt Deutz Ag SHAFT FOR HEAT TREATMENT OF GOODS, FOR EXAMPLE FOR MELTING ORE CONCENTRATE
RU2031310C1 (en) * 1991-05-16 1995-03-20 Иванов Владимир Васильевич Furnace for burning solid fuel in melt
NL9500600A (en) * 1995-03-29 1996-11-01 Hoogovens Staal Bv Device for producing liquid pig iron by direct reduction.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700134C1 (en) * 2018-11-02 2019-09-12 Владимир Васильевич Иванов Environmentally safe non-waste processing of solid domestic and industrial wastes without preliminary sorting and drying

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008147250A2 (en) 2008-12-04
WO2008147250A3 (en) 2010-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130076815A (en) Tunnel-type coke furnace with movable sliding bed and its using method
Zhang et al. Dome combustion hot blast stove for huge blast furnace
RU2328654C1 (en) Chamber of fuel firing in melt
CN104379770A (en) Method for operating blast furnace
CN200999231Y (en) Coke oven door structure
JP2017160315A (en) Furnace body drying method when firing in furnace body installation of coke oven
CN110437854A (en) A kind of clean and environmental protection all can measure intelligent heat recovery coke oven
CN109855102B (en) Garbage incinerator and construction method thereof
CN203550585U (en) Furnace bottom refractory material structure for liquid deslagging step-type heating furnace
CN112266800A (en) Design and construction method of whole bundle type straw gasification device
RU2282112C1 (en) Water heating boiler
CN105240818A (en) Combustion boiler of power station
RU2370545C1 (en) Iron notch of blast furnace
CN216644232U (en) Anchoring structure for furnace wall of secondary combustion chamber for burning hazardous wastes
CN218025927U (en) High-temperature flue and dry quenching device
CA1177640A (en) Water cooled refractory lined furnaces
CN104073582B (en) Complete resistance to equipment structure supports checker brick furnace binding and brick-building art method
CN112503528B (en) Waste salt burns heat preservation furnace body structure
CN215947336U (en) Hot air pipeline structure of blast furnace
CN206176348U (en) Blue carbochain bar oven
CN212319771U (en) Steam superheater
CN210141589U (en) Air-cooled furnace wall structure of household garbage incinerator
CN107893999B (en) Water-cooling drop wall device of garbage incinerator
RU2717754C1 (en) Tandem reflecting furnace for aluminum scrap remelting
CN202521637U (en) Additional middle arch for steam boiler

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20101025