RU45807U1 - Vortex chamber furnace - Google Patents
Vortex chamber furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU45807U1 RU45807U1 RU2005100095/22U RU2005100095U RU45807U1 RU 45807 U1 RU45807 U1 RU 45807U1 RU 2005100095/22 U RU2005100095/22 U RU 2005100095/22U RU 2005100095 U RU2005100095 U RU 2005100095U RU 45807 U1 RU45807 U1 RU 45807U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- fuel
- combustion chamber
- combustion
- door
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к организации факельно-слоевого и факельного сжигания жидкого топлива на основе угля и воды - композиционного водоугольного топлива (ВУТ). Оно может использоваться в топливной промышленности, энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях промышленности в разработках новых и при реконструкции существующих технологических печей и топок котлов. Целью изобретения является повышение стабильности и устойчивости горения, экономичности; расширение применимости схемы сжигания в вихревой топке при разработке новых и реконструкции существующих технологических печей и топок котлов; обеспечение надежной системы зажигания забалластированных топлив, преимущественно водоугольного топлива, с использованием различных растопочных систем; обеспечение надежного удаления летучей золы из зоны горения и зажигания топлива. Поставленная цель достигается тем, что в боковой стенке камеры сгорания, противоположной стенке с газовыпускным окном, выполнено дополнительное газовыпускное окно, симметричное первому, причем днище камеры сгорания содержит приемный желоб, перекрытый колосниковой решеткой, выход которого в одной из боковых стенок топки снабжен дверцей, а поды симметричных камер догорания топлива, расположенных между боковыми стенками основной камеры сгорания и боковыми экранами и (или) обмуровкой топки, выполнены с уклонами в сторону задней стенки топки и пересекаются в нижней части общим каналом, выход которого в той же боковой стенке топки также оборудован дверцей; при этом по крайней мере одно из горелочных устройств оборудовано патрубком, тангенциально примыкающим к внутренней поверхности устройства. Оборудование в камере сгорания симметричных газовыпускных окон обеспечивает повышение устойчивости вихревого движения распыленных капель водоугольного топлива и топочных газов. Кроме того, при этом обеспечивается равномерный и эффективный теплообмен между топочными газами и тепловоспринимающими поверхностями топки, что повышает экономичность использования топлива. Выполнение днища камеры сгорания с приемным желобом, перекрытым колосниковой решеткой, с выходом в одной из боковых стенок позволяет через дверцу обеспечить эффективное удаление образовавшейся в процессе эксплуатации топки золы. Аналогично, выполнение подов симметричных камер догорания, расположенных между боковыми стенками основной камеры сгорания и обмуровкой и (или) экранами, с уклоном в сторону задней стенки топки, и оборудование общего канала, пересекающего поды в их нижней части и имеющего выход через дверцу в ту же стенку топки, обеспечивает эффективное и надежное удаление выпавших на дно камер догорания частиц золы через дверцы в процессе эксплуатации топки. Желоб и канал могут быть оборудованы устройством для механического удаления золы, которое включается периодически по мере ее накопления.The invention relates to the organization of flare-layer and flare combustion of liquid fuels based on coal and water - composite coal-water fuel (WUT). It can be used in the fuel industry, energy, housing and communal services and other industries in the development of new and in the reconstruction of existing technological furnaces and boiler furnaces. The aim of the invention is to increase the stability and stability of combustion, efficiency; expanding the applicability of the combustion scheme in a vortex furnace during the development of new and reconstruction of existing technological furnaces and boiler furnaces; providing a reliable ignition system for ballasted fuels, mainly water-coal fuel, using various kindling systems; ensuring reliable removal of fly ash from the combustion zone and fuel ignition. This goal is achieved by the fact that in the side wall of the combustion chamber, opposite the wall with the gas outlet, an additional gas outlet is made that is symmetrical to the first, and the bottom of the combustion chamber contains a receiving chute covered by a grate, the outlet of which is provided with a door in one of the side walls of the furnace, and hearths of symmetric fuel combustion chambers located between the side walls of the main combustion chamber and the side shields and (or) the lining of the furnace are made with slopes towards the rear wall of the top ki and intersect in the lower part of the common channel, the exit of which in the same side wall of the furnace is also equipped with a door; at least one of the burner devices is equipped with a nozzle tangentially adjacent to the inner surface of the device. The equipment in the combustion chamber of symmetric exhaust windows provides increased stability of the vortex motion of atomized droplets of water-carbon fuel and flue gases. In addition, this ensures a uniform and efficient heat transfer between the flue gases and the heat-sensitive surfaces of the furnace, which increases the fuel efficiency. The execution of the bottom of the combustion chamber with a receiving chute blocked by the grate with an outlet in one of the side walls allows the door to ensure effective removal of the ash generated during operation. Similarly, the execution of the hearths of symmetric combustion chambers located between the side walls of the main combustion chamber and the lining and (or) screens, with a slope towards the rear wall of the furnace, and the equipment of a common channel crossing the hearths in their lower part and having an exit through the door to the same the wall of the furnace, provides effective and reliable removal of ash particles burnt to the bottom of the combustion chambers through the doors during operation of the furnace. The gutter and channel can be equipped with a device for mechanical removal of ash, which turns on periodically as it accumulates.
Description
Изобретение относится к организации факельно-слоевого и факельного сжигания жидкого топлива на основе угля и воды - композиционного водо-угольного топлива (ВУТ). Оно может использоваться в топливной промышленности, энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях промышленности в разработках новых и при реконструкции существующих технологических печей и топок котлов.The invention relates to the organization of flare-layer and flare combustion of liquid fuels based on coal and water - composite coal-water fuel (WUT). It can be used in the fuel industry, energy, housing and communal services and other industries in the development of new and in the reconstruction of existing technological furnaces and boiler furnaces.
Известна образованная экранами и обмуровкой вихревая топка ЛПИ [Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. М. - Энергия, 1976, рис.19-12]. Она содержит камеру сгорания с установленными на фронтовом экране с наклоном вниз прямоточными горелками и ориентированные встречно из под нижнего гиба заднего экрана щелевидные сопла вторичного дутья, расположенные внизу над системой удаления шлака. Струи, истекающие из щелевидных сопел вторичного дутья и горелок, действуя в паре, формируют течение в виде вихря с горизонтальной осью вращения. Вихрь стабилизирует горение и заполняет всю топку. Низкотемпературные вихревые топки ЛПИ пригодны для реконструкции и нашли применение при организации сжигания низкокачественных и плохо подготовленных топлив.The vortex furnace LPI formed by screens and wiring is known [Khzmalyan DM, Kagan Ya.A. Theory of combustion and combustion devices. M. - Energy, 1976, Fig. 19-12]. It contains a combustion chamber with direct-flow burners installed on the front screen with a downward inclination and slit-shaped secondary blast nozzles oriented opposite from the bottom bend of the rear screen, located below the slag removal system. The jets flowing from the slit-shaped nozzles of the secondary blast and burners, acting in pairs, form a flow in the form of a vortex with a horizontal axis of rotation. The vortex stabilizes combustion and fills the entire firebox. LPI low-temperature vortex furnaces are suitable for reconstruction and have found application in the organization of the combustion of low-quality and poorly prepared fuels.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является вихревая топка, реализованная на базе парового котла ДКВР-6,5-13 [Пузырев Е.М., Мурко В.И., Звягин В.Н. и др. Результаты The closest solution to the technical nature and the achieved result is a vortex furnace, implemented on the basis of a steam boiler DKVR-6.5-13 [Puzyrev EM, Murko VI, Zvyagin VN et al. Results
опытно-промышленных испытаний работы мазутного котла ДКВР-6,5-13 на водо-угольном топливе. «Теплоэнергетика», 2001, №2. - С.69-71]. Эта вихревая топка оборудована стенкой с одним газовыпускным окном, делящим топку котла на основную камеру сгорания и камеру дожигания. С фронта котла располагаются два горелочных устройства, одно - основного топлива (водо-угольное), другое - растопочного (мазут). Дутьевой воздух подается в камеру сжигания по соплам от существующего высоконапорного вентилятора. Топка снабжена лючками, через которые возможна чистка внутренних поверхностей от зольных отложений.pilot tests of the operation of a fuel oil boiler DKVR-6.5-13 on water-coal fuel. "Heat Power Engineering", 2001, No. 2. - S.69-71]. This vortex furnace is equipped with a wall with one gas outlet window dividing the boiler furnace into the main combustion chamber and afterburner. From the front of the boiler there are two burner devices, one of the main fuel (coal-water), the other of the kindling (fuel oil). The blast air is supplied to the combustion chamber through nozzles from an existing high-pressure fan. The furnace is equipped with hatches, through which it is possible to clean the inner surfaces of ash deposits.
Недостатками аналога являются:The disadvantages of the analogue are:
- повышенный недожог топлива и соответственно низкая экономичность даже при значительном топочном объеме над вихревой зоной;- increased underburning of fuel and, accordingly, low profitability even with a significant furnace volume above the vortex zone;
- повышенный износ экранов нижним дутьем;- increased wear of screens by lower blast;
- топка не используется при сжигании низкореакционных и обводненных топлив, так как в ней не предусмотрено мер по воспламенению и стабилизации горения;- the furnace is not used in the combustion of low-reactive and watered fuels, since it does not provide for measures for ignition and stabilization of combustion;
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- затруднение организации вихря из-за верхнего парового барабана;- difficulty in organizing the vortex due to the upper steam drum;
- недостаточная эффективность горелочного устройства (использовалось типовое горелочное устройство для данного типа котлов);- insufficient efficiency of the burner device (a typical burner device was used for this type of boiler);
- необходимость установки второго горелочного устройства для растопочного топлива;- the need to install a second burner for kindling fuel;
- неравномерный теплообмен в топке из-за несимметричного расположения основной камеры сгорания и камеры дожигания;- uneven heat transfer in the furnace due to the asymmetric arrangement of the main combustion chamber and the afterburner;
- неэффективная и затрудненная система очистки котла от зольных отложений.- inefficient and difficult system for cleaning the boiler from ash deposits.
Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются:The tasks solved by the invention are:
- устранение недостатков, присущих аналогу и прототипу;- elimination of the disadvantages inherent in the analogue and prototype;
- повышение стабильности и устойчивости горения, экономичности;- increasing the stability and sustainability of combustion, efficiency;
- расширение применимости схемы сжигания в вихревой топке при разработке новых и реконструкции существующих технологических печей и топок котлов;- expanding the applicability of the combustion scheme in a vortex furnace during the development of new and reconstruction of existing technological furnaces and boiler furnaces;
- обеспечение надежной системы зажигания забалластированных топлив, преимущественно водоугольного топлива, с использованием различных растопочных систем;- providing a reliable ignition system for ballasted fuels, mainly water-coal fuel, using various kindling systems;
- обеспечение надежного удаления летучей золы из зоны горения и зажигания топлива.- ensuring reliable removal of fly ash from the combustion zone and fuel ignition.
Поставленные задачи решаются тем, что в боковой стенке камеры сгорания, противоположной стенке с газовыпускным окном, выполнено дополнительное газовыпускное окно, симметричное первому, причем днище камеры сгорания содержит приемный желоб, перекрытый колосниковой решеткой, выход которого в одной из боковых стенок топки снабжен дверцей, а поды симметричных камер догорания топлива, расположенных между боковыми стенками основной камеры сгорания и боковыми экранами и (или) обмуровкой топки, выполнены с уклонами в сторону задней стенки топки и пересекаются в нижней части общим каналом, выход которого в той же боковой стенке топки также оборудован дверцей; при этом по крайней мере одно из горелочных устройств оборудовано патрубком, тангенциально примыкающим к внутренней поверхности устройства.The tasks are solved in that in the side wall of the combustion chamber, opposite the wall with the gas outlet, an additional gas outlet is made, symmetrical to the first, and the bottom of the combustion chamber contains a receiving chute covered by a grate, the outlet of which is provided with a door in one of the side walls of the furnace, and hearths of symmetric fuel combustion chambers located between the side walls of the main combustion chamber and the side screens and (or) the lining of the furnace are made with slopes towards the rear wall of the furnace and and intersect in the lower part by a common channel, the exit of which in the same side wall of the furnace is also equipped with a door; at least one of the burner devices is equipped with a nozzle tangentially adjacent to the inner surface of the device.
Оборудование в камере сгорания симметричных газовыпускных окон обеспечивает повышение устойчивости вихревого движения распыленных капель водоугольного топлива и топочных газов. Кроме того, при этом обеспечивается равномерный и эффективный теплообмен между топочными газами и тепловоспринимающими поверхностями топки, что повышает экономичность использования топлива.The equipment in the combustion chamber of symmetric exhaust windows provides increased stability of the vortex motion of atomized droplets of water-carbon fuel and flue gases. In addition, this ensures a uniform and efficient heat transfer between the flue gases and the heat-sensitive surfaces of the furnace, which increases the fuel efficiency.
Выполнение днища камеры сгорания с приемным желобом, перекрытым колосниковой решеткой, с выходом в одной из боковых стенок позволяет через дверцу обеспечить эффективное удаление образовавшейся в процессе эксплуатации топки золы.The execution of the bottom of the combustion chamber with a receiving chute blocked by the grate with an outlet in one of the side walls allows the door to ensure effective removal of the ash generated during operation.
Аналогично, выполнение подов симметричных камер догорания, расположенных между боковыми стенками основной камеры сгорания и обмуровкой и (или) экранами, с уклоном в сторону задней стенки топки, и оборудование общего канала, пересекающего поды в их нижней части и имеющего выход через дверцу в ту же стенку топки, обеспечивает эффективное и надежное удаление выпавших на дно камер догорания частиц золы через дверцы в процессе эксплуатации топки.Similarly, the execution of the hearths of symmetric combustion chambers located between the side walls of the main combustion chamber and the lining and (or) screens, with a slope towards the rear wall of the furnace, and the equipment of a common channel crossing the hearths in their lower part and having an exit through the door to the same the wall of the furnace, provides effective and reliable removal of ash particles burnt to the bottom of the combustion chambers through the doors during operation of the furnace.
Желоб и канал могут быть оборудованы устройством для механического удаления золы, которое включается периодически по мере ее накопления.The gutter and channel can be equipped with a device for mechanical removal of ash, which turns on periodically as it accumulates.
Вихревая камерная топка (фиг.1, 2, 3, 4) состоит из экранов 1 и (или) обмуровки 2. Внутри топки размещена основная камера сгорания 3 с газовыпускным окном 4 в одной из боковых стенок и симметричным газовыпускным окном 9 в противоположной боковой стенке. С фронта топки установлены горелочные устройства 6 (на рисунке показано одно) с форсунками 7 (на рисунке показана одна) для подачи основного топлива. Одно из горелочных топлив оборудовано патрубком 8 с фланцем для крепления горелки растопочного топлива или плазмотрона (на рисунке не показан). В днище основной камеры сгорания выполнен приемный желоб 10, перекрытый колосниковой решеткой 11. выход желоба в боковой стенке топки снабжен дверцей 12.The vortex chamber furnace (Figs. 1, 2, 3, 4) consists of screens 1 and (or) lining 2. The main combustion chamber 3 with a gas outlet 4 in one of the side walls and a symmetric gas outlet 9 in the opposite side wall is placed inside the furnace . Burner devices 6 are installed from the front of the furnace (one is shown in the figure) with nozzles 7 (one is shown in the figure) for supplying the main fuel. One of the burner fuels is equipped with a nozzle 8 with a flange for attaching the burner of the kindling fuel or plasma torch (not shown in the figure). In the bottom of the main combustion chamber, a receiving chute 10 is made, covered by a grate 11. The chute exit in the side wall of the furnace is equipped with a door 12.
Поды симметричных камер догорания 5, расположенных между боковыми стенками основной камеры сгорания и боковыми экранами и (или) обмуровкой топки выполнены с уклоном в сторону задней стенки топки и пересекаются в нижней части общим каналом 13, выход которого в той же боковой стенке оборудован дверцей 14. Для эвакуации» дымовых газов в задней стенке топки располагается окно 15.The hearths of the symmetric combustion chambers 5 located between the side walls of the main combustion chamber and the side shields and (or) the furnace lining are made with a slope towards the rear wall of the furnace and intersect at the bottom with a common channel 13, the outlet of which is equipped with a door 14 in the same side wall. To evacuate "flue gases, a window 15 is located in the rear wall of the furnace.
Вихревая камерная топка работает следующим образом. На фланце патрубка 8 устанавливается горелка растопочного топлива или плазмотрон. Работа растопочной горелки или плазмотрона позволяет эффективно прогреть внутреннюю поверхность одного из горелочных устройств основного топлива. Этому способствует тангенциальное примыкание патрубка к внутренней поверхности одного из горелочных устройств основного топлива. Подача дутьевого воздуха в вихревую камеру через канал 16 обеспечивает образование вихря в камере сгорания. При достижении в камере сгорания необходимой температуры горелка растопочного топлива отключается и топка продолжает работать на основном топливе, преимущественно водоугольном.Vortex chamber furnace works as follows. On the flange of the nozzle 8, a fuel-burner burner or plasmatron is installed. The operation of the kindling burner or plasma torch allows you to effectively warm the inner surface of one of the burner devices of the main fuel. This is facilitated by the tangential abutment of the nozzle to the inner surface of one of the main fuel burner devices. The supply of blast air into the vortex chamber through the channel 16 provides the formation of a vortex in the combustion chamber. When the temperature in the combustion chamber reaches the required temperature, the burner of the ignition fuel is switched off and the furnace continues to run on the main fuel, mainly water-coal.
Вследствие организованного вихревого вращения в основной камере происходит сгорание крупных угольных частиц и распыленных капель топлива. При этом обеспечивается необходимое время нахождения горящих частиц и капель в камере сгорания до их полного выгорания. Уменьшаясь по массе, зольные частицы смещаются к центру оси вращения вихря и через симметричные газовыпускные окна с топочными газами переходят в камеры дожигания. Там возможные непрореагировавшие газы (СО) и остатки углерода в зольных частицах догорают, отдавая при этом теплоту экранам. Далее продукты сгорания удаляются из топки через окно 15. При работе топки крупные зольные частицы или зольные конгломераты могут оседать на дно основной камеры сгорания в оборудованный желоб 10 или на поды камер дожигания. При накоплении зольных частиц производится их удаление через дверцы 12 и 14. При этом уклон подов в сторону задней стенки (в сторону движения газов) и наличие общего канала обеспечивают эффективное удаление золы из симметричных камер дожигания.Due to the organized vortex rotation in the main chamber, large coal particles and atomized droplets of fuel are burned. This ensures the necessary residence time of burning particles and droplets in the combustion chamber until they are completely burned out. Decreasing in mass, the ash particles are shifted to the center of the axis of rotation of the vortex and through symmetric exhaust windows with flue gases pass into the afterburner. There, possible unreacted gases (CO) and carbon residues in the ash particles burn out, giving heat to the screens. Further, the combustion products are removed from the furnace through the window 15. During operation of the furnace, large ash particles or ash conglomerates can settle to the bottom of the main combustion chamber in the equipped chute 10 or on the hearths of the afterburners. With the accumulation of ash particles, they are removed through doors 12 and 14. At the same time, the slope of the hearths toward the back wall (towards the movement of gases) and the presence of a common channel provide effective removal of ash from symmetric afterburners.
Техническая осуществимость и высокая экономическая эффективность разработанного технического предложения подтверждается работой топки на демонстрационной установке (г.Новокузнецк) и работой котла КП-07 в котельной ОАО «Хлеб» (г.Новокузнецк) (см. Приложение).The technical feasibility and high economic efficiency of the developed technical proposal is confirmed by the operation of the furnace at a demonstration plant (Novokuznetsk) and the operation of the KP-07 boiler in the boiler house of OJSC "Bread" (Novokuznetsk) (see Appendix).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005100095/22U RU45807U1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Vortex chamber furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005100095/22U RU45807U1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Vortex chamber furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU45807U1 true RU45807U1 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35825115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005100095/22U RU45807U1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Vortex chamber furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU45807U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705534C1 (en) * | 2018-12-18 | 2019-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Method for two-stage combustion of coal-water fuel with ceramic flame stabilizer and illumination |
RU2705535C1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Device for burning coal-water fuel with a ceramic flame stabilizer and backlight |
-
2005
- 2005-01-11 RU RU2005100095/22U patent/RU45807U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705534C1 (en) * | 2018-12-18 | 2019-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Method for two-stage combustion of coal-water fuel with ceramic flame stabilizer and illumination |
RU2705535C1 (en) * | 2018-12-21 | 2019-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Device for burning coal-water fuel with a ceramic flame stabilizer and backlight |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2619434C1 (en) | Installation for solid fuel combustion | |
RU45807U1 (en) | Vortex chamber furnace | |
RU182137U1 (en) | Fluidized bed solid fuel boiler | |
EA008320B1 (en) | Gasification boiler for solid fuels, in particular for bales of straw, with optimised exhaust gas values | |
RU2723268C1 (en) | Hot-water boiler | |
RU2374568C2 (en) | Hot water boiler | |
RU2648314C2 (en) | Boiler with chamber furnace | |
RU49602U1 (en) | SMALL POWER CAST IRON BOILER WITH A HEAT OF A HIGH-TEMPERATURE BOILER LAYER | |
RU2573078C2 (en) | Swirling-type chamber furnace | |
RU2244211C1 (en) | Low-temperature swirling-type furnace | |
WO2021214633A1 (en) | Device for reburning furnace combustion products | |
RU86705U1 (en) | LOW TEMPERATURE VORTEX FURNACE | |
RU2373457C2 (en) | Steam generator furnace | |
RU2016114216A (en) | The boiler and the way it works | |
CN206803124U (en) | A kind of gasification combustion system | |
RU147336U1 (en) | FUEL COMBUSTION DEVICE | |
RU2594840C1 (en) | Vertical prismatic furnace | |
RU153310U1 (en) | BOILER BOILER | |
RU32246U1 (en) | Hot water boiler | |
RU208091U1 (en) | Boiler for the incineration of solid municipal waste in a fluidized bed | |
US405966A (en) | Allan mason | |
RU1817516C (en) | Boiler furnace | |
CN101413658B (en) | Gas making compound combustion chain furnace | |
RU82029U1 (en) | HEATING DEVICE | |
RU2158877C1 (en) | Swirl-chamber furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB1K | Licence on use of utility model |
Effective date: 20061114 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110112 |
|
RZ1K | Other changes in the information about an invention | ||
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140112 |