RU2784766C1

RU2784766C1 - Furnace with tilting-pushing grate for burning plywood production waste and granular and briquetted fuels

Info

Publication number: RU2784766C1
Application number: RU2022126918A
Authority: RU
Inventors: Виктор Константинович Любов
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2022-11-29

Abstract

FIELD: plywood production waste burning.

SUBSTANCE: invention relates to devices for burning plywood production waste, as well as granulated or briquetted biofuel or peat, and can be used in thermal power engineering. The furnace contains a combustion chamber separated by an intermediate arch, equipped with devices for supplying fuel, zone input of primary air and recirculation gases under an inclined-pushing grate, secondary air and recirculation gases into the above-layer volume of the combustion chamber through nozzles located on the side walls, and an afterburning chamber connected with a combustion chamber and an exit window located at the front wall of the combustion chamber. The primary air supply is carried out under the second, third and fourth zones of the tilting-pushing grate, the recirculation gases are supplied under the first, second and third zones of the grate, and they are supplied to the above-layer volume of the combustion chamber through nozzles located on the side walls in one inclined planes above the second and third zones of the grate with a shift of half a step relative to the nozzles of the opposite wall, secondary air is supplied through nozzles located on the side walls with a shift of half a step relative to the nozzles of the opposite wall, while the lower row of nozzles is located above the first and second zones of the grate, and the upper row in the zone of the exit window, the inclined and vertical parts of the front wall of the combustion chamber and its ceiling part, as well as the inclined and vertical parts of the intermediate arch facing the combustion chamber and the afterburning chamber, are closed with gas-tight water-cooled screen panels.

EFFECT: creation of a highly efficient low-emission combustion device for burning plywood production waste, as well as granulated or briquetted biofuel or peat.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов фанерного производства, а также гранулированного или брикетированного биотоплива или торфа и может найти применение в теплоэнергетике.The invention relates to devices for burning plywood production waste, as well as granulated or briquetted biofuel or peat, and can be used in thermal power engineering.

Известны топки с наклонно-переталкивающими решетками, в которых топливо из бункера поступает на колосниковую решетку, которая образована из чередующихся рядов подвижных и неподвижных колосников, расположенных ступенями. Угол наклона колосниковой решетки меньше угла естественного откоса сжигаемого топлива и перемещение топлива по решетке происходит за счет возвратно-поступательного движения подвижных колосников, при этом происходит шуровка слоя. Подача воздуха под колосниковую решетку осуществляется позонно. [Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Котельные агрегаты. М.-Л. Госэнергоиздат, 1959, с. 78].Known fireboxes with tilting-push grates, in which fuel from the bunker is supplied to the grate, which is formed from alternating rows of movable and fixed grates arranged in steps. The angle of inclination of the grate is less than the angle of repose of the combusted fuel, and the movement of fuel along the grate occurs due to the reciprocating motion of the movable grates, while the layer is skimmed. The air supply under the grate is carried out by zone. [Styrikovich M.A., Katkovskaya K.Ya., Serov E.P. boiler units. M.-L. Gosenergoizdat, 1959, p. 78].

Для уменьшения потерь тепла с химической неполнотой сгорания в топках с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками стали использовать сопла острого дутья, установленные на фронтовой и задней стенах, что позволило несколько снизить величину данной потери до 2,5-3,0 %. [Думер А.Б. Механизмы топочных устройств. М.-Л. Госэнергоиздат, 1963, с. 92-93].To reduce heat losses with chemical incompleteness of combustion in furnaces with tilting-pushing grates, sharp blast nozzles installed on the front and rear walls began to be used, which made it possible to somewhat reduce the value of this loss to 2.5-3.0%. [Dumer A.B. Mechanisms of furnace devices. M.-L. Gosenergoizdat, 1963, p. 92-93].

Известны топки с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками для сжигания древесных отходов с умеренной влажностью, в которых отходы подаются на колосниковую решетку шнековыми питателями, первичный воздух подается под решетку позонно (три зоны), а вторичный воздух вводится в топочный объем над второй и третьей зонами колосниковой решетки со стороны боковых стен с помощью горизонтальных цилиндрических сопел, расположенных встречно в одной вертикальной плоскости. Количество сопел вторичного дутья определяется длиной колосниковой решетки и соответственно тепловой мощностью топки. Высокотемпературные продукты сгорания в надслоевой области камеры сгорания двигаются к первой зоне колосниковой решетки, интенсифицируя термическую подготовку свежего топлива к воспламенению, и через выходное окно прямоугольного сечения, расположенное в арочном своде, над конечным участком первой зоны решетки, направляются в камеру дожигания и охлаждения, в которой завершается процесс горения и происходит охлаждение дымовых газов перед их поступлением в газоводяной теплообменник. [Любов В.К., Любова Н.В. Сжигание биотоплив в котлах «Danstoker» // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы международной научно-технической конференции. Вологда: РИО ВоГТУ, 2009 с. 105-107].Known are furnaces with tilting-pushing grates for burning wood waste with moderate humidity, in which waste is fed to the grate by screw feeders, primary air is supplied under the grate by zone (three zones), and secondary air is introduced into the furnace volume above the second and third zones of the grate. gratings from the side walls with the help of horizontal cylindrical nozzles located opposite in one vertical plane. The number of secondary blast nozzles is determined by the length of the grate and, accordingly, the heat output of the furnace. High-temperature combustion products in the above-layer area of the combustion chamber move to the first zone of the grate, intensifying the thermal preparation of fresh fuel for ignition, and through the outlet window of a rectangular section located in the arched vault, above the end section of the first zone of the grate, they are sent to the afterburning and cooling chamber, into which the combustion process is completed and the flue gases are cooled before they enter the gas-water heat exchanger. [Lyubov V.K., Lyubova N.V. Combustion of biofuels in boilers "Danstoker" // Actual problems of development of the forest complex: Proceedings of the international scientific and technical conference. Vologda: RIO VoGTU, 2009 p. 105-107].

Известны топочные камеры с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания отходов фанерного производства, состоящих из щепы, полученной из обрезков фанерного шпона, березовой коры, дробленки фанеры, древесно-шлифовальной пыли (ДШП) и опилок от обработки и распиловки фанеры и шпона. При этом массовое содержание мелкой фракции в топливной смеси не должно превышать 10%, а относительная влажность смеси 42 %. [VK Lyubov, AN Popov, EI Mukhamedzyanova. Energy use of plywood by-products // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 1045, II International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science" 23/01/2022 - 27/01/2022 Smolensk, Russia 1045 012089]. Данные топки содержат, разделенные промежуточным сводом, камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, позонного ввода первичного воздуха и газов рециркуляции под наклонно-переталкивающую колосниковую решетку, вторичного воздуха и газов рециркуляции в надслоевой объем камеры сгорания через сопла, расположенные на боковых стенах, и камеру дожигания, соединенную с камерой сгорания выходным окном, расположенным у фронтовой стены топочной камеры. Сопла для подачи газов рециркуляции в камеру сгорания расположены горизонтально на боковых стенках над первой, второй и третьей зонами колосниковой решетки и направлены встречно, при этом часть сопел расположена в одной горизонтальной плоскости, а другая часть в одной наклонной плоскости в сторону перемещения топлива. Часть сопел для подачи вторичного воздуха расположена на боковых стенках в наклонной плоскости в сторону перемещения топлива по решетке над соплами ввода газов рециркуляции и имеет встречную компоновку. Другая часть сопел вторичного воздуха расположена на боковых стенках горизонтально в два ряда с шахматной компоновкой, находится в зоне выходного окна и направлена встречно. Данные сопла подают воздух для завершения процесса горения. Количество сопел вторичного дутья и рециркуляции дымовых газов, определяется длиной колосниковой решетки, тепловой мощностью топки и качеством сжигаемого топлива. Подача вторичного воздуха, забираемого из помещения котельной, осуществляется с помощью индивидуального вентилятора с частотным регулятором производительности, а подача газов рециркуляции в надслоевую область камеры сгорания с помощью индивидуального дымососа рециркуляции с частотным регулированием. Под каждую из четырех зон колосниковой решеткой с одной стороны подается первичный воздух после воздухоподогревателя, а с другой стороны газы рециркуляции, забираемые из газохода после основного дымососа. Подача первичного воздуха под каждую из зон колосниковой решетки осуществляется с помощью индивидуального вентилятора, оборудованного системой частотного регулирования, а подача газов рециркуляции с помощью отдельного дымососа рециркуляции, имеющего частотное регулирование производительности. После выходного окна продукты сгорания поступают в камеру дожигания, где движутся в направлении задней стенки топочной камеры. При этом живое сечение для прохода газов по ходу их движения увеличивается, а скорость дымовых газов снижается. В районе задней стены дымовые газы совершают разворот более чем на 90°. Снижение скорости дымовых газов и наличие их разворота включают механизмы гравитационно-инерционной сепарации, что позволяет отделить из газового потока наиболее крупные твердые частицы и вывести их из объема топочной камеры в механическую систему сухого золоудаления. После разворота дымовые газы двигаются вертикально вверх и поступают в поворотные газовые камеры, где после разворота на 90° направляются в дымогарные трубы парогенераторов. Все стены топочной камеры выполнены из огнеупорной шамотной обмуровки, только стены поворотных газовых камер закрыты водоохлаждаемыми экранами, при этом максимальная температура дымовых газов на входе в поворотные камеры составляет 950°С.Known combustion chambers with an inclined-pushing grate for burning plywood production waste, consisting of chips obtained from scraps of plywood veneer, birch bark, crushed plywood, wood sanding dust (DShP) and sawdust from processing and sawing plywood and veneer. In this case, the mass content of the fine fraction in the fuel mixture should not exceed 10%, and the relative humidity of the mixture should not exceed 42%. [VK Lyubov, AN Popov, EI Mukhamedzyanova. Energy use of plywood by-products // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 1045, II International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science" 01/23/2022 - 01/27/2022 Smolensk, Russia 1045 012089]. These furnaces contain, separated by an intermediate roof, a combustion chamber equipped with devices for supplying fuel, zonal input of primary air and recirculation gases under an inclined-pushing grate, secondary air and recirculation gases into the above-layer volume of the combustion chamber through nozzles located on the side walls, and a chamber afterburning connected to the combustion chamber by an exit window located at the front wall of the combustion chamber. Nozzles for supplying recirculation gases to the combustion chamber are located horizontally on the side walls above the first, second and third zones of the grate and are directed oppositely, while part of the nozzles is located in one horizontal plane, and the other part is in one inclined plane in the direction of fuel movement. Part of the nozzles for supplying secondary air is located on the side walls in an inclined plane in the direction of fuel movement along the grate above the nozzles for introducing recirculation gases and has an opposite layout. The other part of the secondary air nozzles is located on the side walls horizontally in two rows with a checkerboard arrangement, is located in the exit window area and is directed oppositely. These nozzles supply air to complete the combustion process. The number of secondary blast and flue gas recirculation nozzles is determined by the length of the grate, the heat output of the furnace and the quality of the fuel being burned. The supply of secondary air taken from the boiler room is carried out using an individual fan with a frequency control of performance, and the supply of recirculation gases to the above-layer area of the combustion chamber is carried out using an individual recirculation smoke exhauster with frequency control. Under each of the four zones with a grate, on one side, primary air is supplied after the air heater, and on the other side, recirculation gases taken from the flue after the main smoke exhauster. The supply of primary air under each of the grate zones is carried out using an individual fan equipped with a frequency control system, and the recirculation gases are supplied using a separate recirculation smoke exhauster with frequency control. After the exit window, the combustion products enter the afterburning chamber, where they move towards the rear wall of the combustion chamber. In this case, the free cross section for the passage of gases in the course of their movement increases, and the speed of the flue gases decreases. In the region of the rear wall, the flue gases make a turn of more than 90°. Decreasing the speed of flue gases and the presence of their turn turn on the mechanisms of gravitational-inertial separation, which allows you to separate the largest solid particles from the gas flow and remove them from the volume of the combustion chamber into the mechanical system of dry ash removal. After a turn, the flue gases move vertically upwards and enter the turning gas chambers, where, after a turn of 90°, they are directed to the fire tubes of the steam generators. All walls of the combustion chamber are made of refractory fireclay lining, only the walls of the rotary gas chambers are closed with water-cooled screens, while the maximum temperature of flue gases at the entrance to the rotary chambers is 950°C.

Опыт эксплуатации котлоагрегата с данной топочной камерой показал, что она очень чувствительна к изменению фракционного состава сжигаемой топливной смеси и ее теплотехнических характеристик. При этом компания работы котлоагрегата между чистками составляла один месяц. Для поддержания допустимого температурного уровня в топочную камеру приходилось подавать большой объем газов рециркуляции, при этом их доля составляла (0,35-0,4), все это увеличивало скорости газов и вынос твердой фазы в дымогарные трубы парогенераторов и соответственно их загрязнение. Даже при высокой доле газов рециркуляции температурный уровень в камерах сгорания и дожигания был слишком высок, что сокращало срок службы огнеупорной шамотной обмуровки, особенно потолочной части в камере дожигания и нижней наклонной стенки промежуточного свода в камере сгорания. При этом в ходе эксплуатации наблюдалось даже обрушение шамотной обмуровки потолочной стенки камеры дожигания, что вызвало повреждение колосников и рамы наклонно-переталкивающей решетки и необходимость проведения длительных восстановительных работ. Увеличить компанию работы котлоагрегата между чистками до шести месяцев удалось только после исключения из сжигаемой топливной смеси самых проблемных компонентов (дробленки фанеры, ДШП и опилок от распиловки фанеры).Operating experience of a boiler unit with this combustion chamber has shown that it is very sensitive to changes in the fractional composition of the combusted fuel mixture and its thermal characteristics. At the same time, the company of operation of the boiler unit between cleanings was one month. To maintain an acceptable temperature level, a large volume of recirculation gases had to be supplied to the combustion chamber, while their share was (0.35-0.4), all this increased the speed of gases and the removal of the solid phase into the fire tubes of steam generators and, accordingly, their pollution. Even with a high proportion of recirculation gases, the temperature level in the combustion and afterburning chambers was too high, which reduced the service life of the refractory fireclay lining, especially the ceiling part in the afterburner and the lower inclined wall of the intermediate roof in the combustion chamber. At the same time, during operation, even the collapse of the fireclay lining of the ceiling wall of the afterburner was observed, which caused damage to the grate and the frame of the tilt-and-push grate and the need for lengthy restoration work. It was possible to increase the period of operation of the boiler unit between cleanings up to six months only after excluding the most problematic components from the combusted fuel mixture (plywood chips, chipboard and sawdust from sawing plywood).

Указанные негативные явления приводят к комплексному снижению эффективности работы котлоагрегата, к увеличению финансовых затрат и продолжительности ремонтных работ, а также требуют увеличения установленной мощности котельных агрегатов.These negative phenomena lead to a comprehensive decrease in the efficiency of the boiler unit, to an increase in financial costs and the duration of repair work, and also require an increase in the installed capacity of boiler units.

Данное топочное устройство принято за прототип.This combustion device is taken as a prototype.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокоэффективного низкоэмиссионного топочного устройства для сжигания отходов фанерного производства, а также гранулированного или брикетированного биотоплива или торфа.The problem to which the invention is directed is the creation of a highly efficient low-emission combustion device for burning plywood production waste, as well as granulated or briquetted biofuel or peat.

Это достигается тем, что у топки с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой, содержащей разделенные промежуточным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, позонного ввода первичного воздуха и газов рециркуляции под наклонно-переталкивающую колосниковую решетку, вторичного воздуха и газов рециркуляции в надслоевой объем камеры сгорания через сопла, расположенные на боковых стенках, и камеру дожигания, соединенную с камерой сгорания выходным окном, расположенным у фронтовой стены топочной камеры. Подача первичного воздуха осуществляется под вторую, третью и четвертую зоны наклонно-переталкивающей колосниковой решетки, подача газов рециркуляции - под первую, вторую и третью зоны колосниковой решетки, а их подача в надслоевой объем камеры сгорания осуществляется через сопла, расположенные на боковых стенках в одной наклонной плоскости над второй и третьей зонами колосниковой решетки со смещением на полшага относительно сопел противоположной стенки, вторичный воздух подается через сопла, расположенные на боковых стенках со смещением на полшага относительно сопел противоположной стенки, при этом нижний ряд сопел расположен над первой и второй зонами колосниковой решетки, а верхний ряд в зоне выходного окна, наклонная и вертикальная части фронтовой стены топочной камеры и ее потолочная часть, а также наклонные и вертикальная части промежуточного свода, обращенные в камеру сгорания и камеру дожигания, закрыты газоплотными водоохлаждаемыми экранными панелями.This is achieved by the fact that in a furnace with a tilting-pushing grate containing a combustion chamber separated by an intermediate arch, equipped with fuel supply devices, zone input of primary air and recirculation gases under the tilting-pushing grate, secondary air and recirculation gases into the above-layer volume of the combustion chamber through nozzles located on the side walls and an afterburner connected to the combustion chamber by an exit window located at the front wall of the combustion chamber. The primary air supply is carried out under the second, third and fourth zones of the tilting-pushing grate, the recirculation gases are supplied under the first, second and third zones of the grate, and they are supplied to the above-layer volume of the combustion chamber through nozzles located on the side walls in one inclined planes above the second and third zones of the grate with a shift of half a step relative to the nozzles of the opposite wall, secondary air is supplied through nozzles located on the side walls with a shift of half a step relative to the nozzles of the opposite wall, while the lower row of nozzles is located above the first and second zones of the grate, and the upper row in the zone of the exit window, the inclined and vertical parts of the front wall of the combustion chamber and its ceiling part, as well as the inclined and vertical parts of the intermediate arch facing the combustion chamber and the afterburning chamber, are closed with gas-tight water-cooled screen panels.

На фиг. 1 изображена предлагаемая топка, продольный разрез; на фиг. 2 - горизонтальный разрез А-А фиг. 1 (наклонно-переталкивающая решетка условно не показана), на фиг. 3 - местный разрез Б-Б фиг. 1. (наклонно-переталкивающая решетка условно не показана).In FIG. 1 shows the proposed firebox, longitudinal section; in fig. 2 is a horizontal section A-A of FIG. 1 (the tilting-repulsing grating is conditionally not shown), in Fig. 3 - local section B-B of Fig. 1. (tilted-repulsing grating is conventionally not shown).

Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой содержит камеры сгорания 1 и дожигания 2, разделенные промежуточным сводом 3, фронтовая часть которого формирует выходное окно 4, расположенное у фронтовой стенки 5 топочной камеры, на боковых стенках выходного окна 4 расположены горизонтально встречно-смещенно сопла верхнего ряда 6 для подачи вторичного воздуха. На фронтовой стенке 5 топочной камеры установлено топливозагрузочное устройство 7, а на боковых стенках над первой и второй зонами наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 8 установлены горизонтально встречно-смещенно сопла нижнего ряда 9 для подачи вторичного воздуха, после которых над второй и третьей зонами колосниковой решетки 8 расположены встречно-смещенно в наклонной плоскости сопла ввода газов рециркуляции 10. Подача вторичного воздуха к соплам, расположенным на боковых стенах, осуществляется соответственно с помощью воздуховодов 11 и 12, проложенных в боковых стенах топочной камеры. Для преодоления аэродинамического сопротивления данного тракта используется отдельный вентилятор. Подача газов рециркуляции к соплам 10, расположенным над наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой 8 осуществляется по газоходам 13 с помощью дымососа рециркуляции. Первичный воздух подается под вторую, третью и четвертую зоны наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 8, подача газов рециркуляции, забираемых после основного дымососа, осуществляется под первую, вторую и третью зоны колосниковой решетки 8 через каналы 14. Для снижения температурного уровня в камере сгорания 1 и дожигания 2 до безопасных значений, обеспечивающих длительный жизненный цикл обмуровки стен топки и колосниковой решетки при оптимальных с позиции экологии долях газов рециркуляции, наклонная и вертикальная части фронтовой стенки 5 топочной камеры и ее потолочная часть 15, а также наклонные и вертикальная части промежуточного свода 3, обращенные в камеру сгорания и камеру дожигания, закрыты газоплотными водоохлаждаемыми экранными панелями 16, включенными в циркуляционный контур котлоагрегата.A firebox with an inclined-pushing grate contains a combustion chamber 1 and an afterburner 2 separated by an intermediate arch 3, the front part of which forms an outlet window 4 located at the front wall 5 of the combustion chamber, on the side walls of the outlet window 4 there are horizontally counter-shifted nozzles of the upper row 6 for secondary air supply. On the front wall 5 of the combustion chamber, a fuel loading device 7 is installed, and on the side walls above the first and second zones of the inclined-pushing grate 8, horizontally counter-shifted nozzles of the lower row 9 are installed for supplying secondary air, after which above the second and third zones of the grate 8 are located counter-shifted in an inclined plane of the nozzle for introducing recirculation gases 10. Secondary air is supplied to the nozzles located on the side walls, respectively, using air ducts 11 and 12, laid in the side walls of the combustion chamber. To overcome the aerodynamic resistance of this path, a separate fan is used. The supply of recirculation gases to the nozzles 10 located above the tilting-pushing grate 8 is carried out through the gas ducts 13 using a recirculation smoke exhauster. primary air is fed under the second, third and fourth zones of the inclined-pushing grate 8, the supply of recirculation gases taken after the main smoke exhauster is carried out under the first, second and third zones of the grate 8 through channels 14. To reduce the temperature level in the combustion chamber 1 and afterburning 2 to safe values, providing a long life cycle of lining the walls of the furnace and the grate with optimal from the standpoint of ecology, the proportions of recirculation gases, the inclined and vertical parts of the front wall 5 of the combustion chamber and its ceiling part 15, as well as the inclined and vertical parts of the intermediate arch 3 facing into the combustion chamber and the afterburner are closed with gas-tight water-cooled screen panels 16 included in the circulation circuit of the boiler unit.

Мелкодисперсная зола, просыпающаяся через зазоры колосников, падает в бункера 17, из которых поступает в транспортер 18, крупнодисперсная зола и шлак с наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 8 также поступают в данный транспортер. Летучая зола, отсепарированная в камере дожигания 2, через золоотводящий канал 19 также поступает в транспортер 18.Fine ash, waking up through the gaps of the grate, falls into the hopper 17, from which it enters the conveyor 18, coarse ash and slag from the tilting-pushing grate 8 also enter this conveyor. Fly ash, separated in the afterburner 2, also enters the conveyor 18 through the ash channel 19.

Работа топки с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания отходов фанерного производства, а также гранулированного или брикетированного биотоплива или торфа осуществляется следующим образом.The operation of the furnace with an inclined-pushing grate for burning plywood production waste, as well as granulated or briquetted biofuel or peat, is carried out as follows.

Топливо толкателем через топливозагрузочное устройство 7 подается на наклонно-переталкивающую колосниковую решетку 8, на участке первой зоны которой, происходит термическая подготовка и воспламенение топлива, для интенсификации термических процессов под колосниковую решетку первой зоны подаются только газы рециркуляции. Под вторую и третью зоны колосниковой решетки, где происходит интенсивное горение горючих компонент топлива, подаются первичный горячий воздух и газы рециркуляции. Под четвертую зону колосниковой решетки, где идет процесс догорания горючих компонент топлива, подается только первичный воздух. Суммарный расход первичного воздуха существенно меньше, чем теоретически необходимо для сгорания топлива. Соотношение между первичным и вторичным воздухом определяется теплофизическими характеристиками сжигаемого топлива, с ростом влажности топлива доля первичного воздуха увеличивается. Ввод газов рециркуляции через каналы 14 под наклонно-переталкивающую колосниковую решетку интенсифицирует термическую подготовку топлива на первой зоне решетки и позволяет обеспечить более надежное охлаждение колосников во второй и третьей зонах, а также снижение эмиссии оксидов азота при горении топлива во второй и третьей зонах. Продукты неполного горения, выходящие из слоя топлива, попадают в вихревые потоки, образующиеся при взаимодействии встречно-смещенных струй, выходящих из сопел вторичного воздуха 9 и газов рециркуляции, поступающих в объем камеры сгорания 1 через сопла 10. Для обеспечения гарантированного выгорания всех горючих компонентов и минимизации эмиссии оксидов азота в зоне выходного окна 4 формируются вихревые потоки при взаимодействии встречно-смещенных струй, выходящих из верхнего ряда 6 сопел вторичного воздуха. Наличие газоплотных водоохлаждаемых панелей 16, экранирующих наклонную и вертикальную части фронтовой стенки 5 топочной камеры и ее потолочную часть 15, а также наклонные и вертикальную части промежуточного свода 3, позволяет значительно уменьшить уровень максимальных температур и обеспечить длительный жизненный цикл обмуровки стен топочной камеры и колосниковой решетки при оптимальных с позиции экологии долях газов рециркуляции. При движении продуктов сгорания в камере дожигания 2 к задней стенке топочной камеры живое сечение для прохода газов увеличивается, а их скорость снижается. У задней стены дымовые газы совершают разворот более чем на 90°. Снижение скорости дымовых газов и наличие их разворота включают механизмы гравитационно-инерционной сепарации, что позволяет отделить из газового потока наиболее крупные твердые частицы и вывести их из объема камеры дожигания 2 через золоотводящий канал 19 в механическую систему сухого золоудаления. Снижение уровня максимальных температур в топочной камере и их выравнивание по ее объему исключают спекание очаговых остатков и обеспечивают надежную работу системы золошлакоудаления. Значительное снижение доли рециркулирующих газов уменьшит вынос из камеры сгорания твердых частиц, усилит их гравитационную сепарацию в камере дожигания 2 и соответственно уменьшит загрязнение дымогарных труб парогенераторов и увеличит компанию котла между остановами для чистки. Учитывая, что подача горячего первичного воздуха под колосниковую решетку 8 осуществляется с помощью индивидуальных вентиляторов, отказ от его подачи под первую зону, а также значительное уменьшение объема газов рециркуляции обеспечат возможность их подачи с помощью одного дымососа рециркуляции. Все это позволит уменьшить количество тягодутьевых установок на две штуки и существенно снизить затраты электроэнергии на собственные нужды и повысить КПД нетто котлоагрегата.The fuel is fed by a pusher through the fuel loading device 7 to the tilting-pushing grate 8, in the area of the first zone of which the fuel is thermally prepared and ignited, to intensify thermal processes, only recirculation gases are fed under the grate of the first zone. Primary hot air and recirculation gases are supplied under the second and third zones of the grate, where intensive combustion of combustible fuel components takes place. Only primary air is supplied under the fourth zone of the grate, where the combustion of the combustible components of the fuel takes place. The total consumption of primary air is significantly less than theoretically necessary for fuel combustion. The ratio between primary and secondary air is determined by the thermophysical characteristics of the fuel being burned; with an increase in fuel moisture content, the proportion of primary air increases. The introduction of recirculation gases through channels 14 under the tilting-pushing grate intensifies the thermal preparation of fuel in the first zone of the grate and allows for more reliable cooling of the grate in the second and third zones, as well as reducing the emission of nitrogen oxides during fuel combustion in the second and third zones. The products of incomplete combustion emerging from the fuel layer enter the vortex flows formed during the interaction of counter-shifted jets emerging from the nozzles of the secondary air 9 and recirculation gases entering the volume of the combustion chamber 1 through the nozzles 10. To ensure guaranteed burnout of all combustible components and minimizing the emission of nitrogen oxides in the zone of the outlet window 4, vortex flows are formed during the interaction of counter-shifted jets emerging from the upper row 6 of the secondary air nozzles. The presence of gas-tight water-cooled panels 16, shielding the inclined and vertical parts of the front wall 5 of the combustion chamber and its ceiling part 15, as well as the inclined and vertical parts of the intermediate arch 3, can significantly reduce the level of maximum temperatures and ensure a long life cycle of lining the walls of the combustion chamber and grate with optimal from the standpoint of ecology, the proportions of recirculation gases. When the combustion products move in the afterburner 2 to the rear wall of the combustion chamber, the open area for the passage of gases increases, and their speed decreases. At the rear wall, the flue gases make a turn of more than 90°. The decrease in the speed of flue gases and the presence of their reversal turn on the mechanisms of gravitational-inertial separation, which makes it possible to separate the largest solid particles from the gas flow and remove them from the volume of the afterburner chamber 2 through the ash removal channel 19 into the mechanical system of dry ash removal. Reducing the level of maximum temperatures in the combustion chamber and their equalization in its volume exclude sintering of focal residues and ensure reliable operation of the ash and slag removal system. A significant reduction in the proportion of recirculating gases will reduce the removal of solid particles from the combustion chamber, enhance their gravitational separation in the afterburner 2 and, accordingly, reduce the fouling of the smoke tubes of the steam generators and increase the company of the boiler between shutdowns for cleaning. Taking into account that the supply of hot primary air under the grate 8 is carried out with the help of individual fans, the refusal to supply it under the first zone, as well as a significant decrease in the volume of recirculation gases, will provide the possibility of their supply using a single recirculation smoke exhauster. All this will reduce the number of draft units by two units and significantly reduce the cost of electricity for own needs and increase the net efficiency of the boiler unit.

Опыт исследовательских работ на котлоагрегатах, сжигающих различные виды биотоплив, а также торф, и имеющих различное конструктивное исполнение, позволяет прогнозировать высокоэффективное низкоэмиссионное сжигание отходов фанерного производства, а также гранулированного или брикетированного биотоплива или торфа в предлагаемом топочном устройстве. Кроме этого, применение данного топочного устройства создает предпосылки для повышения КПД нетто котла не менее чем на 1,0-2,0 % за счет уменьшения потерь тепла с уходящими газами и затрат электроэнергии на собственные нужды, обеспечит возможность работы при сверхмалых избытках воздуха на выходе из топки (α_т=1,15-1,2), снизит эмиссии оксидов азота на 20-40 % и оксида углерода на 10-20 %, а также продлит жизненный цикл наклонно-переталкивающей колосниковой решетки, обмуровки стен топочной камеры и компанию котла по условиям чистки.The experience of research work on boilers burning various types of biofuels, as well as peat, and having different designs, makes it possible to predict highly efficient low-emission combustion of plywood production waste, as well as granulated or briquetted biofuel or peat in the proposed furnace device. In addition, the use of this combustion device creates the prerequisites for increasing the net efficiency of the boiler by at least 1.0-2.0% by reducing heat losses with flue gases and the cost of electricity for own needs, will provide the ability to work with ultra-low excess air at the outlet from the furnace (α _t \u003d 1.15-1.2), will reduce the emission of nitrogen oxides by 20-40% and carbon monoxide by 10-20%, and will also extend the life cycle of the tilting-pushing grate, lining the walls of the combustion chamber and the company boiler according to the conditions of cleaning.

Claims

A furnace with an inclined-pushing grate for burning plywood production waste and granulated and briquetted fuels, containing a combustion chamber separated by an intermediate roof, equipped with fuel supply devices, zone-wise input of primary air and recirculation gases under an inclined-pushing grate, secondary air and recirculation gases into the above-layer volume of the combustion chamber through the nozzles located on the side walls, and the afterburner connected to the combustion chamber by an outlet window located at the front wall of the combustion chamber, characterized in that the primary air is supplied under the second, third and fourth zones of the inclined-pushing grate , the supply of recirculation gases - under the first, second and third zones of the grate, and their supply to the above-layer volume of the combustion chamber is carried out through nozzles located on the side walls in one inclined plane above the second and third zones of the grate ki with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite wall, secondary air is supplied through nozzles located on the side walls with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite wall, while the lower row of nozzles is located above the first and second zones of the grate, and the upper row in the area of the exit window , the inclined and vertical parts of the front wall of the combustion chamber and its ceiling part, as well as the inclined and vertical parts of the intermediate arch facing the combustion chamber and the afterburning chamber, are closed with gas-tight water-cooled screen panels.