RU2612233C2 - Solid-fuel boiler - Google Patents

Solid-fuel boiler Download PDF

Info

Publication number
RU2612233C2
RU2612233C2 RU2015132177A RU2015132177A RU2612233C2 RU 2612233 C2 RU2612233 C2 RU 2612233C2 RU 2015132177 A RU2015132177 A RU 2015132177A RU 2015132177 A RU2015132177 A RU 2015132177A RU 2612233 C2 RU2612233 C2 RU 2612233C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grate
fuel
furnace
ash
combustion
Prior art date
Application number
RU2015132177A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015132177A (en
Inventor
Станислав Анатольевич Прохоров
Original Assignee
Станислав Анатольевич Прохоров
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 Станислав Анатольевич Прохоров filed Critical Станислав Анатольевич Прохоров
Priority to RU2015132177A priority Critical patent/RU2612233C2/en
Publication of RU2015132177A publication Critical patent/RU2015132177A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2612233C2 publication Critical patent/RU2612233C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: fuel.
SUBSTANCE: invention relates to solid fuel combustion devices, preferably with lower combustion zone, and can be used in heat engineering, chemical and other industries. Set task is solved by fuel boiler containing, in fact, furnace, attached to it heat exchanger chamber with chimney and grate located beyond combustion zone in furnace lower part with slots made in it for ash removal into ash box arranged under grate, differing by fact, that grate consists of stationary metal plate inclined towards gases exit from furnace, in middle and lower parts of which two or more rows of welded into it pipe sections are arranged with length of 3–4 cm with through holes, covered from above along grate axis with protective angles to prevent ingress of fuel and ash into holes, and on plate back side air passage through pipes sections mechanical shut off device is made.
EFFECT: technical task is enabling of boiler operation power control in wide power range from 5 % to 100 % while maintaining optimum conditions of fuel combustion and high efficiency.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания твердого топлива, преимущественно с зоной нижнего горения, и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности.The invention relates to a device for burning solid fuel, mainly with a lower combustion zone, and can be used in the power industry, chemical and other industries.

Существуют общеизвестные печи и котлы с нижним горением в виде большой топки, типа бункера-накопителя топлива, в котором в самом низу происходит горение на горизонтальной колосниковой решетке, а воздух поступает через решетку и через решетку же удаляется зола. Однако такие печи хорошо работают только на кусковом топливе.There are well-known furnaces and boilers with lower combustion in the form of a large firebox, such as a fuel storage hopper, in which combustion at the very bottom takes place on a horizontal grate, while air enters through the grate and ash is removed through the grate. However, such furnaces work well only on lump fuel.

При использовании мелкофракционного топлива - пеллет, стружек, опилок, рассыпного торфа и так далее, мелкое топливо, не сгорев, просыпается через колосник и безвозвратно теряется, снижая КПД и экономичность печи или котла, поскольку при опускании мелкофракционного топлива на место сгоревшего полностью закрывается выход воздуха через колосники и горение происходит только возле самого выхода из топки, что может вызвать прекращение горения.When using fine-grained fuel - pellets, wood shavings, sawdust, loose peat and so on, small fuel, not burned, wakes up through the grate and is irretrievably lost, reducing the efficiency and efficiency of the furnace or boiler, since when the fine-grained fuel is lowered into the burned place, the air outlet completely closes through the grates and burning occurs only near the very exit of the furnace, which can cause the cessation of burning.

Если же сокращать количество подаваемого воздуха для уменьшения мощности горения, то температура горения над колосником будет снижаться, ухудшая условия для пиролиза и газогенерации, и при снижении температуры до 400-450 градусов Цельсия горение переходит в тление с низким КПД и выбросом несгоревших частиц наружу, а мощность до ухудшения качества горения не снижается больше чем на 50-60%.If you reduce the amount of air supplied to reduce the burning power, the combustion temperature above the grate will decrease, worsening the conditions for pyrolysis and gas generation, and when the temperature drops to 400-450 degrees Celsius, the combustion goes into decay with low efficiency and the discharge of unburned particles to the outside, and power until deterioration in the quality of combustion does not decrease by more than 50-60%.

Так как в сильные морозы или при первоначальном прогреве помещения мощность печи или котла должна быть в 5-8 больше, чем при поддерживающем горении или для отопления в оттепель (а летом только для горячего водоснабжения до 10-15 раз меньше), то можно говорить о большом недостатке печей или котлов с нижним горением, выраженном в недостаточной степени регулирования их мощности, что приводит к значительному перерасходу топлива.Since in severe frosts or during the initial heating of the room, the capacity of the furnace or boiler should be 5-8 more than with supporting combustion or for heating in the thaw (and in summer only for hot water supply up to 10-15 times less), we can talk about a large shortage of furnaces or boilers with lower combustion, expressed in an insufficient degree of regulation of their power, which leads to a significant excessive consumption of fuel.

Так, например, известна печь для сжигания низкосортного каменного угля (Патент РФ №2306487, 2004 г.), содержащая корпус, выполненный с сужением в верхней части, снабженный крышкой, дверцами для загрузки топлива и выгрузки золы и окнами забора воздуха в топку, установленные в топке печи колосник, образующий дутьевой канал для сжигания топлива, и колосник, образующий дутьевой канал, установленный внутри сжигаемого топлива, при этом корпус печи имеет прямоугольную в сечении форму, на корпусе печи по периметру выполнены колосниковые решетки, обеспечивающие подачу воздуха для сжигания топлива, и установлены полки с отверстиями, к которым закреплены с помощью шплинтов четыре воздухозаборных щита, создающих дутьевые каналы для указанных колосниковых решеток, а в топке печи установлены дополнительно два колосника, образующих дутьевые каналы для сжигания топлива, причем дутьевой канал, установленный внутри сжигаемого топлива, расположен по центру дутьевого канала для сжигания топлива. Недостатком такой конструкции является отсутствие системы регулирования расхода первичного воздуха, подвод вторичного воздуха в камеру дожига, расположенную над сужением в верхней части, не предусмотрен. Анализ различных видов топочных устройств показал, что все они обладают недостатками. Конструкции слоевых топок с неподвижными колосниковыми решетками имеют значительный механический недожог из-за неравномерного подвода воздуха по поверхности колосниковой решетки, и в связи с этим возникает кратерное горение, зашлаковывание колосниковых решеток.So, for example, a furnace for burning low-grade coal is known (RF Patent No. 2306487, 2004), comprising a casing made with a narrowing in the upper part, equipped with a lid, doors for loading fuel and unloading ash and air intake windows into the furnace, installed in the furnace of the furnace, the grate, forming the blast channel for burning fuel, and the grate, forming the blast channel, installed inside the burned fuel, while the furnace body has a rectangular shape in cross section, grate grates are made around the perimeter of the furnace, providing air supply for burning fuel, and shelves with openings are installed to which four air intake panels are installed using cotter pins that create blast channels for the indicated grate grates, and two fire grates are installed in the furnace of the furnace, forming blast channels for burning fuel, and the blast channel installed inside the combustible fuel is located in the center of the blast channel for burning fuel. The disadvantage of this design is the lack of a system for controlling the flow of primary air, the supply of secondary air to the afterburner located above the narrowing in the upper part is not provided. Analysis of various types of furnace devices showed that they all have drawbacks. Designs of layered furnaces with fixed grate grids have a significant mechanical underburning due to uneven air supply over the surface of the grate grate, and in this connection crater burning and slagging of grate grates arise.

Известен отопительный котел TROX, выбранный ближайшим аналогом (http://klimat.zp.ua/teplooborudovanie/kotli_tverdotoplivnie/kolton_trox40_trox), отличительной чертой которого является принцип нижнего горения. Отдельные элементы котла изготовлены из листов 6 - 8-10 мм в связи с агрессивным действием органических веществ. Теплообменник котла состоит из вертикальных панелей, а непосредственно над камерой сгорания установлен бункер и дополнительные дверцы. Камера сгорания имеет брусчатый чугунный колосник, керамическую футеровку и ряд аэрационных отверстий для обеспечения наиболее эффективного топочного процесса. Отопительный котел TROX приспособлен к сжиганию биомассы (опилки, стружки, щепы, брикеты, отходы древесины). В случае отсутствия этих видов топлива можно периодически сжигать каменный уголь, сняв бункер. TROX простой и безотказный в ежедневной эксплуатации.Known heating boiler TROX, selected the closest analogue (http://klimat.zp.ua/teplooborudovanie/kotli_tverdotoplivnie/kolton_trox40_trox), a distinctive feature of which is the principle of lower combustion. Individual elements of the boiler are made of sheets of 6-8-10 mm due to the aggressive action of organic substances. The boiler heat exchanger consists of vertical panels, and a hopper and additional doors are installed directly above the combustion chamber. The combustion chamber has a block-shaped cast-iron grate, a ceramic lining and a number of aeration holes to ensure the most efficient combustion process. The TROX boiler is adapted for burning biomass (sawdust, wood shavings, wood chips, briquettes, wood waste). In the absence of these types of fuel, coal can be periodically burned by removing the hopper. TROX is simple and trouble-free in daily operation.

Однако недостатки описанных технических решений состоят в невозможности регулирования мощности котла в широких пределах.However, the disadvantages of the described technical solutions are the impossibility of regulating the boiler power over a wide range.

Технической задачей является обеспечение отсутствия проваливания несгоревшего мелкого топлива через колосниковую решетку и регулирования мощности работы котла в широком диапазоне от 5% до 100% мощности при сохранении оптимальных условий горения топлива и высокого КПД.The technical task is to ensure that there is no failure of unburned small fuel through the grate and regulate the power of the boiler in a wide range from 5% to 100% of power while maintaining optimal conditions for fuel combustion and high efficiency.

Поставленная задача решается топливным котлом, содержащим собственно топку, присоединенную к ней камеру для теплообменника с дымовой трубой и расположенный вне зоны горения в нижней части топки колосник с выполненными в нем щелями для удаления золы в расположенный под колосником зольный ящик, отличающимся тем, что колосник состоит из наклоненной в сторону выхода газов из топки неподвижной металлической плиты, в нижней части которой расположены два и более рядов вваренных в нее отрезков труб длиной 3-4 см со сквозными отверстиями, накрытых сверху вдоль оси колосника защитными угольниками для предотвращения попадания в отверстия топлива и золы, а с обратной стороны плиты выполнено устройство для механического перекрытия прохода воздуха через отрезки труб.The problem is solved by a fuel boiler containing the furnace itself, a chamber for a heat exchanger with a chimney attached to it and located outside the combustion zone in the lower part of the furnace, the grate with slots for removing ash into the ash box located under the grate, characterized in that the grate consists from a fixed metal plate inclined towards the exit of gases from the furnace, in the lower part of which there are two or more rows of pipe sections welded into it 3-4 cm long with through holes, are covered x from above along the axis of the grate with protective angles to prevent ingress of fuel and ash into the holes, and on the reverse side of the stove there is a device for mechanically blocking the passage of air through pipe sections.

На фиг. 1 схематично изображен котел с колосником, а на фиг. 2 изображен котел в разрезе, где:In FIG. 1 schematically shows a boiler with a grate, and in FIG. 2 shows a boiler in section, where:

1 - отрезки труб,1 - pipe sections,

2 - устройство перекрытия прохода воздуха,2 - device for blocking the passage of air,

3 - защитные уголки,3 - protective corners,

4 - неподвижная металлическая плита,4 - fixed metal plate,

5 - колосник,5 - grate,

6 - зольный ящик,6 - ash box

7 - топка,7 - firebox,

8 - корпус топки.8 - the furnace body.

При всех открытых отверстиях отрезков труб 1 мощность горения будет максимальная. По мере уменьшения количества открытых труб, соответственно, будет уменьшаться и мощность печи.With all openings of pipe sections 1 open, the burning power will be maximum. As the number of open pipes decreases, the furnace power will decrease accordingly.

Количество воздуха будет оптимально для горения того количества топлива, которое находится над каждым отверстием, поэтому КПД сгорания топлива будет высоким даже при самой малой мощности.The amount of air will be optimal for burning the amount of fuel that is above each hole, so the fuel combustion efficiency will be high even at the lowest power.

Возможно оставление горения только над одним отверстием (менее 5% от максимальной мощности всей печи или котла - типа запальника в газовых горелках) для «дежурного режима», при котором возобновление горения на нужной мощности происходит без процесса затопки, как в обычных случаях, а простым открыванием нужного количества отверстий для нужного уровня мощности.It is possible to leave combustion only over one hole (less than 5% of the maximum power of the entire furnace or boiler — such as a pilot light in gas burners) for a “standby mode”, in which burning is resumed at the required power without flooding, as in normal cases, but simple opening the right number of holes for the right power level.

Зола удаляется в самом низу наклонной поверхности плиты 4 через проемы колосника, ведущие к зольному ящику 6.The ash is removed at the very bottom of the inclined surface of the plate 4 through the openings of the grate, leading to the ash box 6.

Топливо, находящееся на наклонном колоснике при сгорании топлива, находящегося в зоне горения, спускается вниз и занимает место сгоревшего. Защитные угольники 3 не позволяют даже самому мелкому топливу или золе попадать в отверстия отрезков труб и перекрывать доступ воздуха для горения.Fuel located on an inclined grate during the combustion of fuel located in the combustion zone, goes down and takes the place of a burned one. Protective squares 3 do not allow even the smallest fuel or ash to get into the openings of the pipe sections and block the access of combustion air.

При помощи отверстий для прохода воздуха, защищенных с боков отрезками труб и уголками сверху, при помощи устройства 2 закрытия части или всех воздушных проходов, можно регулировать мощность горения в широчайших пределах - от 5% до 100%.By means of openings for the passage of air, protected on the sides by pipe sections and corners from above, by means of a device 2 for closing part or all of the air passages, it is possible to control the burning power in the widest possible range - from 5% to 100%.

Технический результат заключается в устранении проваливания несгоревшего топлива под колосник - тем самым в повышении КПД и создании оптимальных условий горения за счет снижения объема горения и количества поступающего воздуха, что снижает общую мощность горения без ухудшения его качества.The technical result is to eliminate the failure of unburned fuel under the grate - thereby increasing the efficiency and creating optimal combustion conditions by reducing the volume of combustion and the amount of incoming air, which reduces the total burning power without compromising its quality.

Claims (1)

Твердотопливный котел, содержащий собственно топку, присоединенную к ней камеру для теплообменника с дымовой трубой и расположенный вне зоны горения в нижней части топки колосник с выполненными в нем щелями для удаления золы в расположенный под колосником зольный ящик, отличающийся тем, что колосник состоит из наклоненной в сторону выхода газов из топки неподвижной металлической плиты, в нижней части которой расположены два ряда вваренных в нее отрезков труб длиной 3-4 см со сквозными отверстиями, накрытых сверху вдоль оси колосника защитными угольниками для предотвращения попадания в отверстия топлива и золы, а с обратной стороны плиты выполнено устройство для механического перекрытия прохода воздуха через отрезки труб.A solid fuel boiler containing the furnace itself, a chamber for a heat exchanger with a chimney attached to it and located outside the combustion zone in the lower part of the furnace, a grate with slots for removing ash into an ash box located under the grate, characterized in that the grate consists of a grate the side of the gas outlet from the furnace of a fixed metal plate, in the lower part of which there are two rows of pipe sections welded into it, 3-4 cm long with through holes, covered from above along the axis of the fire grate squares to prevent fuel and ash from entering the holes, and on the back of the stove a device was made for mechanically blocking the passage of air through pipe sections.
RU2015132177A 2015-08-03 2015-08-03 Solid-fuel boiler RU2612233C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015132177A RU2612233C2 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Solid-fuel boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015132177A RU2612233C2 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Solid-fuel boiler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015132177A RU2015132177A (en) 2017-02-06
RU2612233C2 true RU2612233C2 (en) 2017-03-03

Family

ID=58453584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015132177A RU2612233C2 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Solid-fuel boiler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612233C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176277U1 (en) * 2017-08-24 2018-01-15 Станислав Анатольевич Прохоров SOLID BOILER

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1283804A (en) * 1956-10-23 1962-02-09 Adjustable device for supplying secondary air above the combustion zone of the blown hearths, from the primary air fan
SU568793A1 (en) * 1975-04-11 1977-08-15 Gulyajkin Petr P Heating-boiling oven
SU1483229A1 (en) * 1987-10-19 1989-05-30 Литовский Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Furnace for heating boiler
RU2000104480A (en) * 2000-02-22 2002-02-20 Вячеслав Валерьянович Шемякин FURNACE FOR BURNING FIRM FUEL WITH INSTALLATION OF THE BLOW CHANNEL INSIDE THE BURNING FUEL
RU2306487C2 (en) * 2003-02-11 2007-09-20 Вячеслав Валерьянович Шемякин Furnace for burning low-grade coal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1283804A (en) * 1956-10-23 1962-02-09 Adjustable device for supplying secondary air above the combustion zone of the blown hearths, from the primary air fan
SU568793A1 (en) * 1975-04-11 1977-08-15 Gulyajkin Petr P Heating-boiling oven
SU1483229A1 (en) * 1987-10-19 1989-05-30 Литовский Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Furnace for heating boiler
RU2000104480A (en) * 2000-02-22 2002-02-20 Вячеслав Валерьянович Шемякин FURNACE FOR BURNING FIRM FUEL WITH INSTALLATION OF THE BLOW CHANNEL INSIDE THE BURNING FUEL
RU2306487C2 (en) * 2003-02-11 2007-09-20 Вячеслав Валерьянович Шемякин Furnace for burning low-grade coal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176277U1 (en) * 2017-08-24 2018-01-15 Станислав Анатольевич Прохоров SOLID BOILER

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015132177A (en) 2017-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU153204U1 (en) HEATING BOILER
RU2570505C2 (en) Solid-fuel device for combustion of solid fuels together with their volatile matter
RU2611079C2 (en) Solid-fuel boiler
RU170747U1 (en) Fluidized bed solid fuel boiler
RU2612233C2 (en) Solid-fuel boiler
KR101324474B1 (en) Firewood boiler of upward and downward firing construction
RU182137U1 (en) Fluidized bed solid fuel boiler
RU182455U1 (en) LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER
RU2610411C2 (en) Heating device
RU2551183C2 (en) Heating device
RU183190U1 (en) LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER
CN212299054U (en) Hearth of combustion furnace
RU2808881C1 (en) Furnace for burning biofuels
WO2014148956A1 (en) Pellet combustion method and device
CN204100569U (en) A kind of boiler
RU2664887C2 (en) Heat exchanging device with lined furnace for the solid, loose fuels and waste processing into the heat energy
RU205295U1 (en) Solid fuel boiler combustion device
RU2662834C1 (en) Pyrolysis boiler with fluidized bed of torch
KR100961825B1 (en) A Boiler using sawdust
RU183159U1 (en) LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER
RU183192U1 (en) LONG-BURNING WATER-SOLID FUEL BOILER
RU2399845C1 (en) Fuel combustion method and yush-01 boiler unit for its implementation
UA23621U (en) Appliance for obtaining heat energy at burning wastes of organic origin
KR100978349B1 (en) Boiler
RU2555726C1 (en) Firing system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180804