RU2463520C1 - Swirling-type furnace - Google Patents

Swirling-type furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2463520C1
RU2463520C1 RU2011109492/06A RU2011109492A RU2463520C1 RU 2463520 C1 RU2463520 C1 RU 2463520C1 RU 2011109492/06 A RU2011109492/06 A RU 2011109492/06A RU 2011109492 A RU2011109492 A RU 2011109492A RU 2463520 C1 RU2463520 C1 RU 2463520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
supply device
nozzles
horizontal
fuel
Prior art date
Application number
RU2011109492/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Семичев (RU)
Олег Владимирович Семичев
Original Assignee
Олег Владимирович Семичев
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 Олег Владимирович Семичев filed Critical Олег Владимирович Семичев
Priority to RU2011109492/06A priority Critical patent/RU2463520C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2463520C1 publication Critical patent/RU2463520C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method is carried out in a swirling-type furnace having a body with a combustion chamber, a fuel supply device, a forced air supply device equipped with at least one fan, at least one header, air ducts and nozzles arranged along the combustion chamber height tangentially to a conventional solid of revolution, and also a top channel of generator gas discharge and a bottom slag removal device, besides, the fuel supply device is capable of horizontal supply and is located at the bottom, the combustion chamber is equipped with a fuel channel, a header with three horizontal air ducts arranged one above another and equipped with gates is installed outside above the fuel supply device, between side walls of the combustion chamber and the body there is a gap arranged along the perimetre, inside of which the air ducts are separated from each other by horizontal diaphragms, shape of which corresponds to the gap shape, which along height is symmetrically separated by a transverse vertical partition, arranged on the side opposite to the header, and nozzles are arranged horizontally one above the other, but along height at least one per each air duct, at the same time in the horizontal plane the nozzles are arranged at the equal distance from each other in the amount of at least three per each air duct.
EFFECT: simplified design of a furnace by increasing efficiency of fuel burning process with reduction of hazardous substances content in a generator gas.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области промышленной энергетики, в частности к работающим на твердых, в том числе увлажненных и содержащих токсические вещества, отходах деревообрабатывающего, мебельного и других производств бесколосниковым вихревым топкам, предназначенным для получения очищенного от вредных примесей генераторного газа для водогрейных котлов отопительных установок, сушильных камер и т.д., а также для утилизации отходов.The invention relates to the field of industrial energy, in particular to those working on solid, including humidified and containing toxic substances, wastes from woodworking, furniture and other industries with fiberless vortex furnaces designed to produce generator gas purified from harmful impurities for boilers of heating plants and drying plants cameras, etc., as well as for waste disposal.

Известна вихревая топка, содержащая камеру сгорания, устройство подачи топлива, колосниковую решетку с кипящим слоем, устройство принудительной подачи воздуха, расположенное сверху окно отвода генераторного газа с направленными в сторону топки тангенциально расположенными соплами острого дутья, а также устройство удаления шлака (см., например, патент на полезную модель №2230980 от 2002 г., МПК F23В 5/02).Known is a vortex furnace containing a combustion chamber, a fuel supply device, a grate with a fluidized bed, a forced air supply device located on top of the generator gas exhaust window with tangentially sharp blast nozzles directed towards the furnace, and a slag removal device (see, for example Utility Model Patent No. 2230980 of 2002, IPC F23B 5/02).

Недостатком этой топки является повышенная эмиссия вредных оксидов из-за того, что вихревая аэродинамика сосредоточена только вблизи окна отвода нагревательного газа, в результате чего мелкие частицы топлива плохо удерживаются в камере сгорания и, не догорев, выносятся с потоком газов, а интенсивный топочный процесс не захватывает весь объем топки и имеет место неравномерность тепловыделения, приводящая к пониженной интенсивности процесса пиролиза, а значит, и к повышенному содержанию вредных веществ в генераторном газе.The disadvantage of this furnace is the increased emission of harmful oxides due to the fact that vortex aerodynamics is concentrated only near the window for removing the heating gas, as a result of which small particles of fuel are poorly retained in the combustion chamber and, without being burned, are carried out with the gas stream, and the intense combustion process does not captures the entire volume of the furnace and there is uneven heat generation, leading to a reduced intensity of the pyrolysis process, and hence to an increased content of harmful substances in the generator gas.

Известна также взятая в качестве прототипа вихревая топка, имеющая корпус с камерой сгорания, устройство подачи топлива, устройство принудительной подачи воздуха, снабженное по меньшей мере одним вентилятором, по меньшей мере одним коллектором, воздуховодами и соплами, расположенными по высоте камеры сгорания тангенциально к условному телу вращения, а также расположенный сверху канал отвода генераторного газа и расположенное снизу устройство удаления шлака (см., например, патент на полезную модель №86277 от 2009 г., МПК F23C 5/24).Also known is taken as a prototype vortex furnace having a housing with a combustion chamber, a fuel supply device, a forced air supply device equipped with at least one fan, at least one collector, air ducts and nozzles located tangentially to the conditional body along the height of the combustion chamber rotation, as well as the channel of the outlet of the generator gas located above and the bottom slag removal device (see, for example, Utility Model Patent No. 866277 from 2009, IPC F23C 5/24).

Эта топка позволяет получить генераторный газ с пониженным содержанием вредных веществ. Однако недостатком этой топки является сложность конструкции (а значит, и низкая ее надежность), связанная как с наличием колосниковой решетки с шурующей планкой (что снижает также температуру генераторного газа, которая расходуется на их нагревание), так и с наличием разветвленной системы принудительной подачи воздуха, имеющей вертикальные и кольцевой (сверху) воздуховоды, кольцевой коллектор, а также две группы сопел, одна из которых (вторичного дутья) расположена в углах по всей высоте камеры сгорания, а другая (острого дутья) - в два ряда вдоль находящегося на потолке кольцевого коллектора. При этом все сопла не только ориентированы тангенциально к условному вертикальному телу вращения, но имеют еще и наклон вниз, а верхний ряд сопел кольцевого коллектора - вверх. Такое расположение групп сопел и их сложная ориентация повышают трудоемкость изготовления и не позволяют выполнить камеру сгорания из простейшего огнеупорного материала - кирпича, а сопла - в виде каналов в кирпичной кладке.This firebox allows to obtain generator gas with a reduced content of harmful substances. However, the drawback of this firebox is the design complexity (and hence its low reliability), associated with both the presence of a grate with a screwing bar (which also reduces the temperature of the generator gas, which is spent on heating them), and with the presence of a branched forced air supply system having vertical and annular (top) ducts, an annular manifold, as well as two groups of nozzles, one of which (secondary blast) is located in the corners along the entire height of the combustion chamber, and the other (sharp blast) is in two rows located on the ceiling along the annular manifold. Moreover, all nozzles are not only oriented tangentially to the conventional vertical body of revolution, but also have a downward inclination, and the upper row of nozzles of the annular collector upward. This arrangement of groups of nozzles and their complex orientation increase the complexity of manufacturing and do not allow the combustion chamber to be made of the simplest refractory material — brick, and nozzles — in the form of channels in brickwork.

Еще одним недостатком известной топки является ограниченность функциональных возможностей, в частности невозможность использования топки в качестве установки для утилизации твердых и влажных отходов различных производств из-за низкой эффективности работы на таких отходах.Another disadvantage of the known furnace is the limited functionality, in particular the inability to use the furnace as a plant for the disposal of solid and wet waste from various industries due to the low efficiency of such waste.

Это связано с основными конструктивными особенностями топки, в частности с расположением устройства подачи топлива сверху, а осуществлением наддува первичного воздуха снизу, вследствие чего происходит снижение интенсивности процесса горения влажного топлива, а значит, и снижение температуры генераторного газа. Объясняется это тем, что при такой схеме сушка влажного топлива происходит в процессе его падения вниз на колосниковую решетку через зону интенсивного горения, в результате чего топливо проходит камеру сгорания дважды (сначала сверху вниз в виде крупных частиц, а затем снизу вверх в виде вихревого потока горящих и раскаленных частиц), и первый поток топлива снижает температуру второго.This is due to the main structural features of the furnace, in particular, the location of the fuel supply device from above, and the implementation of primary air pressurization from below, which results in a decrease in the intensity of the combustion process of wet fuel, and hence a decrease in the temperature of the generator gas. This is explained by the fact that with this scheme, the drying of wet fuel occurs during its fall down onto the grate through the intense combustion zone, as a result of which the fuel passes through the combustion chamber twice (first from top to bottom in the form of large particles, and then from bottom to top in the form of a vortex flow burning and incandescent particles), and the first stream of fuel lowers the temperature of the second.

При этом принципиальная схема топки (подача топлива сверху, а воздуха снизу), а также наклон сопел вторичного дутья и нижнего ряда сопел острого дутья вниз (вследствие чего внутри горизонтального вихря мелкие раскаленные частицы топлива направляются вниз, перемешиваются и равномерно заполняют камеру сгорания) не позволяют осуществить при утилизации влажных отходов наиболее эффективный (с точки зрения получения высокой температуры генераторного газа и высокой степени его очистки от вредных примесей простейшими средствами и без промежуточных потерь температуры) послойный вихревой способ сжигания топлива с естественным расположением слоев: от низкотемпературного снизу (предназначенного для сушки влажного топлива, которое подается в этот слой также снизу) к высокотемпературному сверху (где производится отбор генераторного газа, имеющего в этом месте топки максимальную температуру) через промежуточный слой (в котором благодаря образованию кипящего слоя происходит процесс пиролиза, уменьшающий количество вредных веществ в генераторном газе).In this case, the circuit diagram of the furnace (fuel supply from above, and air from below), as well as the inclination of the secondary blast nozzles and the lower row of sharp blast nozzles downward (as a result of which inside the horizontal vortex, small hot fuel particles are directed downward, mix and evenly fill the combustion chamber) do not allow when utilizing wet waste, to implement the most efficient (from the point of view of obtaining a high temperature of the generator gas and a high degree of its purification from harmful impurities by simple means and without intermediate accurate temperature losses) a layer-by-layer vortex method of burning fuel with a natural arrangement of layers: from the low-temperature bottom (intended for drying wet fuel, which is also supplied to this layer from the bottom) to the high-temperature top (where the generator gas is taken with the maximum temperature in this firebox location) through an intermediate layer (in which, due to the formation of a fluidized bed, a pyrolysis process occurs, which reduces the amount of harmful substances in the generator gas).

Изобретение решает задачу упрощения конструкции топки и расширения ее функциональных возможностей путем повышения эффективности процесса сжигания топлива с обеспечением минимального содержания вредных веществ в генераторном газе и возможности форсировки топки.The invention solves the problem of simplifying the design of the furnace and expanding its functionality by increasing the efficiency of the fuel combustion process while ensuring a minimum content of harmful substances in the generator gas and the possibility of forcing the furnace.

Для решения этой задачи в известной вихревой топке, имеющей корпус с камерой сгорания, устройство подачи топлива, устройство принудительной подачи воздуха, снабженное по меньшей мере одним вентилятором, по меньшей мере одним коллектором, воздуховодами и соплами, расположенными по высоте камеры сгорания тангенциально к условному телу вращения, а также расположенный сверху канал отвода генераторного газа и расположенное снизу устройство удаления шлака, согласно изобретению устройство подачи топлива имеет возможность горизонтальной подачи и расположено снизу, а камера сгорания снабжена соответствующим топливным каналом, коллектор с тремя горизонтальными воздуховодами, расположенными один над другим и снабженными заслонками, установлен снаружи над устройством подачи топлива, между боковыми стенами камеры сгорания и корпуса имеется расположенный по периметру топки зазор, внутри которого воздуховоды отделены друг от друга горизонтальными диафрагмами, форма которых соответствует форме зазора, который по высоте симметрично разделен поперечной вертикальной перегородкой, расположенной на противоположной от коллектора стороне, а сопла расположены горизонтально одно над другим, по высоте по меньшей мере одно на каждый воздуховод, при этом в горизонтальной плоскости сопла расположены на равном расстоянии друг от друга в количестве не менее трех на каждый воздуховод.To solve this problem, in a known vortex furnace having a housing with a combustion chamber, a fuel supply device, a forced air supply device equipped with at least one fan, at least one collector, air ducts and nozzles located tangentially to the conditional body along the height of the combustion chamber rotation, as well as a generator gas outlet channel located on top and a bottom slag removal device, according to the invention, the fuel supply device has a horizontal It’s located at the bottom, and the combustion chamber is equipped with an appropriate fuel channel, a manifold with three horizontal air ducts located one above the other and equipped with dampers is installed externally above the fuel supply device, between the side walls of the combustion chamber and the housing there is a gap located around the perimeter of the furnace, inside of which air ducts are separated from each other by horizontal diaphragms, the shape of which corresponds to the shape of the gap, which is symmetrically divided by the height of the transverse vertical partition located on the opposite side from the collector, and the nozzles are horizontally one above the other, at least one in height for each air duct, while in the horizontal plane the nozzles are located at an equal distance from each other in an amount of at least three for each air duct.

Устройство принудительной подачи воздуха снабжено двумя вентиляторами, а коллекторы с воздуховодами симметрично расположены по обеим сторонам устройства подачи топлива.The forced air supply device is equipped with two fans, and manifolds with air ducts are symmetrically located on both sides of the fuel supply device.

Сопла по высоте расположены по две пары на каждый воздуховод.Nozzles in height are two pairs for each duct.

Камера сгорания выполнена квадратной, а сопла расположены в каждой стене камеры сгорания со смещением в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси стены.The combustion chamber is square, and the nozzles are located in each wall of the combustion chamber with a displacement in the horizontal plane relative to the vertical axis of the wall.

Камера сгорания выполнена из огнеупорного кирпича.The combustion chamber is made of refractory bricks.

Рабочий орган устройства подачи топлива выполнен в виде шнека.The working body of the fuel supply device is made in the form of a screw.

Канал отвода генераторного газа выполнен горизонтальным с прямоугольным поперечным сечением и выходным окном на противоположной от коллектора стороне корпуса.The generator gas outlet channel is made horizontal with a rectangular cross section and an outlet window on the side of the housing opposite from the collector.

Благодаря конструктивным особенностям заявляемой топки: расположению устройства подачи топлива снизу, а коллектора с воздуховодами (т.е. послойного наддува) сверху - появляется возможность осуществления естественного (снизу вверх) и наиболее эффективного послойного вихревого сжигания твердого топлива, позволяющего не только получить высокую температуру генераторного газа и минимальное содержание в нем вредных примесей и тем самым расширить функциональные возможности топки и использовать ее одновременно в качестве установки для утилизации увлажненных и токсичных отходов различных производств, но и создать простейшее как по конструкции, так и в изготовлении устройство принудительной подачи воздуха, имеющее коллектор с расположенными один над другим тремя воздуховодами, разделенными внутри зазора между стенами корпуса и камеры сгорания горизонтальными диафрагмами и вертикальной перегородкой, и горизонтальные тангенциальные сопла, которые могут быть выполнены в виде легко изготавливаемых каналов в огнеупорной кирпичной кладке стен камеры сгорания. При этом минимальное содержание вредных примесей (оксида углерода и остаточных углеводородов) в генераторном газе гарантируется благодаря созданию в средней части камеры сгорания (вследствие охлаждения ее снаружи турбулентным воздухом, циркулирующим в зазоре с помощью горизонтальных диафрагм и вертикальной перегородки) низкотемпературного топочного процесса, внутри которого (в образующемся кипящем слое) происходит процесс пиролиза.Due to the design features of the inventive furnace: the location of the fuel supply device from below, and the collector with air ducts (i.e., layered boost) from above, it becomes possible to realize natural (from bottom to top) and most efficient layer-by-layer vortex burning of solid fuel, which allows not only to obtain high temperature of the generator gas and the minimum content of harmful impurities in it and thereby expand the functionality of the furnace and use it simultaneously as a plant for utilization of humidified and toxic waste from various industries, but also to create the simplest in design and manufacturing forced air supply device having a collector with three air ducts located one above the other, separated by horizontal diaphragms and a vertical partition inside the gap between the walls of the housing and the combustion chamber, and horizontal tangential nozzles, which can be made in the form of easily made channels in the refractory brickwork of the walls of the combustion chamber. In this case, the minimum content of harmful impurities (carbon monoxide and residual hydrocarbons) in the generator gas is guaranteed by creating a low-temperature combustion process in the middle part of the combustion chamber (due to its cooling outside by turbulent air circulating in the gap with horizontal diaphragms and a vertical partition) ( in the resulting fluidized bed) a pyrolysis process takes place.

Естественность расположения слоев топлива, сжигаемого в вихревом потоке воздуха, позволяет отказаться от использования колосниковой решетки (к тому же охлаждаемой) с шурующей планкой, что также упрощает конструкцию топки, повышает ее надежность и устраняет потери температуры генераторного газа.The natural location of the layers of fuel burned in a vortex air flow eliminates the use of a grate (also cooled) with a screwing bar, which also simplifies the design of the furnace, increases its reliability and eliminates the loss of temperature of the generator gas.

Послойное вихревое сжигание топлива с охлаждением поверхности камеры сгорания обеспечивает естественную последовательность топочных процессов в топочном объеме с устранением максимума температур, что стабилизирует процесс горения, благодаря чему сглаживаются провалы по температуре горения в случае неоднородности топлива по влажности и исключается возможность прекращения процесса горения при попадании в топку опилок повышенной влажности. Стабильность процесса горения обеспечивает увеличение экономичности и возможность увеличения мощности топки (т.е. возможность ее форсировки).Layer-by-layer vortex combustion of fuel with cooling of the surface of the combustion chamber provides a natural sequence of combustion processes in the furnace volume with the elimination of the maximum temperature, which stabilizes the combustion process, thereby smoothing out the combustion temperature dips in case of fuel inhomogeneity and eliminating the possibility of termination of the combustion process when it enters the furnace sawdust of high humidity. The stability of the combustion process provides an increase in efficiency and the possibility of increasing the power of the furnace (i.e. the possibility of forcing it).

Благодаря охлаждению стенок камеры сгорания турбулентным воздухом увеличивается безопасность обслуживания топки за счет уменьшения температуры нагрева корпуса (при этом теплый турбулентный воздух через сопла попадает внутрь камеры и возвращает часть тепла, затраченного на нагревание камеры и корпуса), а также срок службы вихревой топки без ремонта.Thanks to the cooling of the walls of the combustion chamber by turbulent air, the furnace service safety is increased due to a decrease in the heating temperature of the case (in this case, warm turbulent air through the nozzles enters the chamber and returns part of the heat spent on heating the chamber and the case), as well as the service life of the vortex furnace without repair.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - продольный разрез топки, на фиг.2 - вид сверху (в сечении - вид на тангенциальные каналы нижнего и центрального воздуховодов).The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a longitudinal section of the furnace, in Fig.2 is a top view (in cross section is a view of the tangential channels of the lower and central ducts).

Заявляемая топка состоит из (фиг.1, 2) металлического корпуса 1 квадратной формы, внутри которого расположена такой же формы камера сгорания 2, выполненная из жаростойкого материала (огнеупорного кирпича). Между боковыми стенами корпуса и камеры по периметру топки имеется зазор 3, предназначенный для охлаждения камеры снаружи с помощью циркулирующего в нем воздуха. Между крышами корпуса и камеры также может быть зазор.The inventive furnace consists of (Fig. 1, 2) a metal case 1 of a square shape, inside of which is located the same shape of the combustion chamber 2, made of heat-resistant material (refractory brick). Between the side walls of the housing and the chamber, there is a gap 3 around the perimeter of the furnace, designed to cool the chamber from the outside with the help of air circulating in it. There can also be a gap between the roofs of the housing and the camera.

Топка снабжена расположенным слева снизу в продольной плоскости устройством горизонтальной подачи топлива 4, например, шнекового типа, для чего камера сгорания имеет соответствующий продольный топливный канал с патрубком для подсоединения шнека.The furnace is equipped with a horizontal fuel supply device 4, for example, of a screw type, located on the lower left in the longitudinal plane, for which the combustion chamber has a corresponding longitudinal fuel channel with a pipe for connecting the screw.

Топка имеет также устройство принудительной подачи воздуха, которое снабжено двумя вентиляторами 5 и прямоугольными воздухораспределительными коллекторами 6, каждый из которых имеет три горизонтальных воздуховода 7. Для регулирования рабочего просвета воздуховоды оборудованы заслонками 8.The furnace also has a forced air supply device, which is equipped with two fans 5 and rectangular air distribution manifolds 6, each of which has three horizontal air ducts 7. To regulate the working clearance, the air ducts are equipped with shutters 8.

Для создания возможности послойного вихревого сжигания топлива коллекторы 6 с воздуховодами 7 расположены снаружи над устройством подачи топлива 4 по обеим его сторонам. Для послойного наддува воздуха воздуховоды 7 расположены один над другим.To create the possibility of layer-by-layer vortex combustion of fuel, the collectors 6 with air ducts 7 are located outside above the fuel supply device 4 on both its sides. For layered air pressurization, air ducts 7 are located one above the other.

Внутри зазора 3 воздуховоды 7 отделены друг от друга двумя металлическими горизонтальными диафрагмами 9, охватывающими камеру сгорания по периметру. Форма каждой диафрагмы соответствует форме зазора. При этом центральный воздуховод ограничен диафрагмами сверху и снизу, а нижний и верхний воздуховоды - только с одной стороны (соответственно сверху и снизу) с образованием в зазоре 3 нижнего и верхнего объемов. По высоте зазор 3 симметрично разделен на две части поперечной вертикальной перегородкой 10, расположенной на противоположной от коллекторов 6 стороне.Inside the gap 3, the air ducts 7 are separated from each other by two horizontal metal diaphragms 9, covering the combustion chamber along the perimeter. The shape of each diaphragm corresponds to the shape of the gap. In this case, the central duct is limited by the diaphragms above and below, and the lower and upper ducts are only on one side (respectively, above and below) with the formation of 3 lower and upper volumes. The height of the gap 3 is symmetrically divided into two parts by a transverse vertical partition 10 located on the side opposite from the collectors 6.

Устройство принудительной подачи воздуха имеет также горизонтальные сопла 11, выполненные в виде каналов в кирпичной кладке в каждой стене камеры сгорания. Для образования внутри камеры вертикального воздушного вихря, ось которого совпадает с осью камеры, сопла 11 ориентированы тангенциально к условному телу вращения (направлены по касательной к его поверхности), для чего расположены со смещением в горизонтальной плоскости в одну и ту же сторону относительно вертикальной оси каждой стены (фиг.2). Сопла 11, так же как и воздуховоды 7, расположены (фиг.1) один над другим. Оптимальное количество сопел по высоте - по две пары на каждый воздуховод (фиг.1, 2).The forced air supply device also has horizontal nozzles 11, made in the form of channels in brickwork in each wall of the combustion chamber. For the formation of a vertical air vortex inside the chamber, the axis of which coincides with the axis of the chamber, the nozzles 11 are oriented tangentially to the conditional body of revolution (directed along the tangent to its surface), for which they are located with a horizontal displacement in the same direction relative to each vertical axis walls (figure 2). Nozzles 11, as well as air ducts 7, are located (Fig. 1) one above the other. The optimal number of nozzles in height - two pairs for each duct (Fig.1, 2).

В верхней части камеры сгорания имеется прямоугольный в поперечном сечении горизонтальный канал 12 отвода генераторного газа, имеющий выход на противоположную от коллектора 6 сторону топки для соединения с отопительным котлом или сушильной камерой.In the upper part of the combustion chamber there is a horizontal channel 12 of the generator gas outlet, rectangular in cross section, having an outlet on the side of the furnace opposite from the collector 6 for connection with a heating boiler or drying chamber.

Снизу топка снабжена устройством для удаления шлака - зольником 13 с дверцей, предназначенным также для розжига топлива.Bottom of the furnace is equipped with a device for removing slag - ash pan 13 with a door, also intended for ignition of fuel.

На боковой стене топки имеется глазок для визуального контроля уровня топлива в камере сгорания.On the side wall of the furnace there is a peephole for visual control of the fuel level in the combustion chamber.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед подачей топлива в камеру сгорания необходимо отрегулировать рабочий просвет каждого воздуховода 7, для чего приоткрыть на определенную величину заслонки 8 (фиг.1). Для создания возможности увеличения тяги в процессе работы топки заслонка нижнего воздуховода открывается на максимальную величину, среднего - на меньшую, а верхнего - на минимальную.Before supplying fuel to the combustion chamber, it is necessary to adjust the working clearance of each duct 7, for which to slightly open the valve 8 by a certain amount (Fig. 1). To create the possibility of increasing traction during the operation of the furnace, the lower air duct flap opens to the maximum value, the middle one to the smaller one, and the upper one to the minimum.

Затем открывают дверцу зольника 13 и разжигают костер на дне камеры.Then open the ashpit door 13 and light a fire at the bottom of the chamber.

После получения стабильного процесса горения костра необходимо закрыть дверцу зольника, включить вентиляторы 6 и привод шнека устройства подачи топлива 4.After receiving a stable process of burning a fire, it is necessary to close the ash pan door, turn on the fans 6 and the auger drive of the fuel supply device 4.

Твердое измельченное топливо с помощью шнека горизонтально начинает поступать внутрь камеры сгорания (фиг.1). В процессе механического перемещения внутри камеры вверх создается горка из топлива, которое в нижней низкотемпературной части камеры интенсивно подсушивается с помощью нижнего (первичного) потока воздуха, подаваемого по нижним воздуховодам 7 и соответствующим соплам 11 через нижний объем зазора 3. В этом слое происходит насыщение массива топлива кислородом, выделение летучих частиц и их возгорание. При этом в нижнем объеме зазора 3 происходит интенсивный процесс турбулизации потока воздуха (в горизонтальной и вертикальной плоскостях) с помощью вертикальной перегородки 10 и горизонтальной диафрагмы 9 и внутрь камеры через сопла 11 поступает поток воздуха, напор которого усилен турбулизацией (фиг.1, 2).Solid crushed fuel using a screw horizontally begins to flow into the combustion chamber (figure 1). In the process of mechanical movement inside the chamber, a slide is created from fuel, which is intensively dried in the lower low-temperature part of the chamber by means of the lower (primary) air stream supplied through the lower air ducts 7 and the corresponding nozzles 11 through the lower volume of the gap 3. In this layer, the array is saturated fuel with oxygen, the emission of volatile particles and their ignition. At the same time, in the lower volume of the gap 3, an intensive process of turbulization of the air flow occurs (in horizontal and vertical planes) with the help of a vertical partition 10 and a horizontal diaphragm 9 and an air flow enters the chamber through nozzles 11, the pressure of which is amplified by turbulization (Figs. 1, 2) .

Процесс горения в нижнем слое массива топлива регулируется изменением рабочего просвета в нижнем воздуховоде 7 положением заслонки 8 (после стабилизации этого процесса).The combustion process in the lower layer of the fuel array is regulated by changing the working clearance in the lower duct 7 by the position of the shutter 8 (after stabilization of this process).

Затем во втором слое начинается процесс вихревого перемещения раскаленных частиц топлива с помощью среднего (вторичного) потока воздуха, подаваемого внутрь камеры сгорания по центральным (узким) воздуховодам 7 и расположенным в зоне этих воздуховодов соплам 11. Во втором слое внутри вихря начинается интенсивное горение частиц топлива, которые отбрасываются под действием центробежных сил к стенам камеры сгорания и вращаются вместе с ускоряющимся вихревым потоком воздуха до практически полного выгорания. Здесь же благодаря охлаждению наружных стен камеры сгорания циркулирующим в зазоре 3 турбулентным воздухом температура внутри камеры снижается, устраняется ее максимум, в результате чего создаются условия для образования кипящего слоя, в котором происходит процесс интенсивного разложения органических соединений.Then, in the second layer, the process of vortex movement of hot fuel particles begins with the help of an average (secondary) air stream supplied into the combustion chamber through central (narrow) air ducts 7 and nozzles 11 located in the zone of these air ducts. Intensive combustion of fuel particles begins in the second layer inside the vortex which are discarded under the action of centrifugal forces to the walls of the combustion chamber and rotate together with an accelerating vortex air flow until burnout is almost complete. Here, thanks to the cooling of the outer walls of the combustion chamber by the turbulent air circulating in the gap 3, the temperature inside the chamber decreases, its maximum is eliminated, as a result of which conditions are created for the formation of a fluidized bed in which the process of intensive decomposition of organic compounds takes place.

Несгоревшие раскаленные частицы топлива, вращаясь с ускорением (благодаря уменьшению их количества в потоке), постепенно поднимаются к верхнему высокотемпературному и наиболее интенсивному слою горения, вихревое перемещение частиц в котором поддерживается верхним (дожигающим) потоком воздуха, поступающим по верхним воздуховодам 7 через верхний объем зазора 3 (где, как и в нижнем объеме, происходит процесс турбулизации воздуха, но роль перегородки 10 играют боковые стенки канала 12) и соответствующим верхним соплам 11. В этом слое происходит догорание оставшихся раскаленных частиц и поступление высокотемпературного очищенного от вредных примесей генераторного газа в канал 12 и далее к потребителям.Unburned hot fuel particles, rotating with acceleration (due to a decrease in their amount in the flow), gradually rise to the upper high-temperature and most intense combustion layer, the vortex movement of particles in which is supported by the upper (afterburning) air flow entering through the upper air ducts 7 through the upper clearance volume 3 (where, as in the lower volume, the process of air turbulization takes place, but the side walls of the channel 12 play the role of the partition 10) and the corresponding upper nozzles 11. In this layer, burning out the remaining hot particles and the receipt of a high-temperature purified from harmful impurities generator gas in the channel 12 and further to consumers.

С помощью заслонок 8 на воздуховодах 7 при необходимости производят регулирование поступления воздуха в горящие слои топлива.Using dampers 8 on the air ducts 7, if necessary, control the flow of air into the burning layers of fuel.

Для увеличения производительности топки необходимо открыть заслонку верхнего воздуховода 7 на большую величину.To increase the productivity of the furnace, it is necessary to open the flap of the upper duct 7 by a large amount.

Заявляемая вихревая топка обеспечивает получение не содержащего вредных примесей генераторного газа в процессе утилизации увлажненных и содержащих токсические вещества твердых отходов различных производств: опилок, стружки, ДСП и ЛДСП; древесных отходов с отработанным машинным маслом; отходов, содержащих полиэтилен, полипропилен, клей; отходов производства средств гигиены и упаковочной тары; бройлерного производства; лузги риса и подсолнечника; ТБО (твердых бытовых отходов); отходов медицинских учреждений (таблеток, флаконов, капсул, туб, содержащих жидкие, газообразные и т.д. физиологически активные соединения).The inventive swirl furnace provides a source of non-harmful generator gas in the process of utilization of moist and toxic substances containing solid waste of various industries: sawdust, shavings, chipboard and chipboard; wood waste with used engine oil; waste containing polyethylene, polypropylene, glue; waste products for the production of hygiene products and packaging; broiler production; husks of rice and sunflower; MSW (municipal solid waste); waste of medical institutions (tablets, vials, capsules, tubes containing liquid, gaseous, etc. physiologically active compounds).

Вихревая топка изготовлена и прошла эксплуатационные испытания, по результатам которых можно сделать вывод об эффективности процесса сжигания твердого низкосортного топлива, возможности ее форсировки и соответствии требованиям экологии.The vortex furnace was manufactured and passed operational tests, according to the results of which it can be concluded that the process of burning solid low-grade fuel is effective, the possibility of forcing it and compliance with environmental requirements.

Claims (7)

1. Вихревая топка, имеющая корпус с камерой сгорания, устройство подачи топлива, устройство принудительной подачи воздуха, снабженное, по меньшей мере, одним вентилятором, по меньшей мере, одним коллектором, воздуховодами и соплами, расположенными по высоте камеры сгорания тангенциально к условному телу вращения, а также расположенный сверху канал отвода генераторного газа и расположенное снизу устройство удаления шлака, отличающаяся тем, что устройство подачи топлива имеет возможность горизонтальной подачи и расположено снизу, камера сгорания снабжена топливным каналом, коллектор с тремя горизонтальными воздуховодами, расположенными один над другим и снабженными заслонками, установлен снаружи над устройством подачи топлива, между боковыми стенами камеры сгорания и корпуса имеется расположенный по периметру зазор, внутри которого воздуховоды отделены друг от друга горизонтальными диафрагмами, форма которых соответствует форме зазора, который по высоте симметрично разделен поперечной вертикальной перегородкой, расположенной на противоположной от коллектора стороне, а сопла расположены горизонтально одно над другим по высоте, по меньшей мере, одно на каждый воздуховод, при этом в горизонтальной плоскости сопла расположены на равном расстоянии друг от друга в количестве не менее трех на каждый воздуховод.1. A vortex furnace having a housing with a combustion chamber, a fuel supply device, a forced air supply device equipped with at least one fan, at least one collector, air ducts and nozzles located tangentially to the conditional rotation body along the height of the combustion chamber as well as a channel for exhausting the generator gas located on top and a bottom slag removal device, characterized in that the fuel supply device has the possibility of horizontal supply and is located below, the camera Gorania is equipped with a fuel channel, a manifold with three horizontal air ducts located one above the other and equipped with shutters is installed externally above the fuel supply device, there is a perimeter gap between the side walls of the combustion chamber and the housing, inside of which the air ducts are separated by horizontal diaphragms, shape which corresponds to the shape of the gap, which is symmetrically divided in height by a transverse vertical partition located on the side opposite to the collector one, and the nozzles are arranged horizontally one above the other in height, at least one for each duct, while in the horizontal plane the nozzles are located at an equal distance from each other in an amount of at least three for each duct. 2. Топка по п.1, отличающаяся тем, что устройство принудительной подачи воздуха снабжено двумя вентиляторами, а коллекторы с воздуховодами симметрично расположены по обеим сторонам устройства подачи топлива.2. The furnace according to claim 1, characterized in that the forced air supply device is equipped with two fans, and the manifolds with air ducts are symmetrically located on both sides of the fuel supply device. 3. Топка по п.1, отличающаяся тем, что по высоте сопла расположены по две пары на каждый воздуховод.3. The furnace according to claim 1, characterized in that the height of the nozzle is two pairs for each duct. 4. Топка по п.1, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена квадратной, а сопла расположены в каждой стене камеры сгорания со смещением в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси стены.4. The furnace according to claim 1, characterized in that the combustion chamber is square, and the nozzles are located in each wall of the combustion chamber with an offset in the horizontal plane relative to the vertical axis of the wall. 5. Топка по п.1, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена из огнеупорного кирпича.5. The furnace according to claim 1, characterized in that the combustion chamber is made of refractory brick. 6. Топка по п.1, отличающаяся тем, что рабочий орган устройства подачи топлива выполнен в виде шнека.6. The furnace according to claim 1, characterized in that the working body of the fuel supply device is made in the form of a screw. 7. Топка по п.1, отличающаяся тем, что канал отвода генераторного газа выполнен горизонтальным, имеет прямоугольное поперечное сечение и выходное окно на противоположной от коллектора стороне корпуса. 7. The furnace according to claim 1, characterized in that the channel for generating gas exhaust is horizontal, has a rectangular cross section and an exit window on the side of the housing opposite from the collector.
RU2011109492/06A 2011-03-14 2011-03-14 Swirling-type furnace RU2463520C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109492/06A RU2463520C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Swirling-type furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109492/06A RU2463520C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Swirling-type furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2463520C1 true RU2463520C1 (en) 2012-10-10

Family

ID=47079615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109492/06A RU2463520C1 (en) 2011-03-14 2011-03-14 Swirling-type furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463520C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106838886A (en) * 2017-02-14 2017-06-13 中国神华能源股份有限公司 Overfire air port structure and the boiler with it

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2251641C1 (en) * 2003-08-01 2005-05-10 Закрытое Акционерное Общество Совместное Предприятие "Энергософин" Low-temperature vortex shielded furnace for combustion of solid fuel
RU2267707C2 (en) * 2004-03-10 2006-01-10 Геннадий Васильевич Соловьев Mode of utilization of wastes and an arrangement for its realization
RU2280813C2 (en) * 2004-01-05 2006-07-27 Геннадий Васильевич Соловьев Method and camera furnace for utilizing waste
RU63034U1 (en) * 2005-09-15 2007-05-10 Общество с ограниченной ответственностью Специализированная организация "Белэнергомашпроект" HEATER WITH LOW-TEMPERATURE VORTEX COMBUSTION
RU86277U1 (en) * 2009-03-30 2009-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "СКБ ПроЭнергоМаш" (ООО "СКБ ПроЭнергоМаш") Vortex furnace

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2251641C1 (en) * 2003-08-01 2005-05-10 Закрытое Акционерное Общество Совместное Предприятие "Энергософин" Low-temperature vortex shielded furnace for combustion of solid fuel
RU2280813C2 (en) * 2004-01-05 2006-07-27 Геннадий Васильевич Соловьев Method and camera furnace for utilizing waste
RU2267707C2 (en) * 2004-03-10 2006-01-10 Геннадий Васильевич Соловьев Mode of utilization of wastes and an arrangement for its realization
RU63034U1 (en) * 2005-09-15 2007-05-10 Общество с ограниченной ответственностью Специализированная организация "Белэнергомашпроект" HEATER WITH LOW-TEMPERATURE VORTEX COMBUSTION
RU86277U1 (en) * 2009-03-30 2009-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "СКБ ПроЭнергоМаш" (ООО "СКБ ПроЭнергоМаш") Vortex furnace

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106838886A (en) * 2017-02-14 2017-06-13 中国神华能源股份有限公司 Overfire air port structure and the boiler with it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU100184U1 (en) Vortex furnace
RU2561636C2 (en) Combustion chamber, burning method, power generation device and method of power generation in such device
JP4766562B2 (en) Wood pellet fired steam boiler
CN104930537B (en) A kind of flue gas recirculation burner
CN102192590A (en) Biomass whirlwind hot blast stove
RU2712555C2 (en) Method of combustion process in furnace plants with grate
RU2518772C1 (en) Furnace with tilt-pushing furnace grate for combustion of wood wastes
CN101818891B (en) Industrial boiler for burning bio-briquettes
RU2463520C1 (en) Swirling-type furnace
CN202074686U (en) Biomass cyclone hot air furnace
CN102192591A (en) Vertical biomass hot blast heater
RU2471128C1 (en) Hot-water solid-fuel boiler
CN202074687U (en) Vertical biomass hot blast furnace
CN204853499U (en) Msw incineration heat utilization device
CN204254594U (en) Biomass energy-saving, low-NO_x emission
CN107883366B (en) Biomass fuel steam generator
CN110068143B (en) Split type hot-blast furnace
CN103884009B (en) A kind of biomass thermal wind furnace
RU2552009C1 (en) Mechanised grate-fired furnace
RU2386079C1 (en) Method of firing wet crushed plate veneer waste
RU2263847C2 (en) Heat generator
KR101228792B1 (en) Solid fuel boiler
RU2515568C1 (en) Boiler
CN204829922U (en) Waste incinerator heat utilization device
CN202938363U (en) Combined type coal-to-gas combustion heating furnace