RU99111U1

RU99111U1 - FURNACE OF Pseudo-boiling layer

Info

Publication number: RU99111U1
Application number: RU2010122211/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Коновалов; Елена Анатольевна Милушкина; Владимир Николаевич Цыбин
Original assignee: Александр Иванович Коновалов; Елена Анатольевна Милушкина
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2010-11-10

Abstract

1. Топка псевдокипящего слоя, содержащая камеру сгорания, в нижней части которой расположен соединенный с дутьевым вентилятором воздухораспределитель в виде установленных одна за другой наклонных и горизонтальной секций полых коробов с форсунками, между которыми уложен слой изоляционного материала, и бункер-питатель порционной подачи топлива, размещенный над верхней наклонной секцией воздухораспределителя, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из наклонных секций воздухораспределителя выполнена ступенчатой, а ее форсунки расположены между ступеньками и ориентированы в направлении движения топлива. ! 2. Топка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки ступенчатой секции выполнены щелевыми. ! 3. Топка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки нижней бесступенчатой наклонной секции воздухораспределителя установлены в шахматном порядке. ! 4. Топка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна из секций воздухораспределителя установлена с возможностью регулирования угла наклона. ! 5. Топка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки горизонтальной секции выполнены щелевыми с нащельниками и расположены продольными рядами в направлении движения топлива. 1. A furnace of a pseudo-boiling layer containing a combustion chamber, in the lower part of which there is an air distributor in the form of inclined and horizontal sections of hollow boxes with nozzles installed one after another, between which a layer of insulating material is laid, and a hopper-feeder for portioning fuel supply, located above the upper inclined section of the air distributor, characterized in that at least one of the inclined sections of the air distributor is made stepwise, and its nozzles are arranged lozheny between rungs and oriented in the direction of fuel movement. ! 2. The furnace according to claim 1, characterized in that the nozzles of the stepped section are slotted. ! 3. The furnace according to claim 1, characterized in that the nozzles of the lower stepless inclined section of the air distributor are installed in a checkerboard pattern. ! 4. The furnace according to claim 1, characterized in that at least one of the sections of the air distributor is installed with the possibility of adjusting the angle of inclination. ! 5. The furnace according to claim 1, characterized in that the nozzles of the horizontal section are slotted with the strips and are arranged in longitudinal rows in the direction of movement of the fuel.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно, к топочным устройствам, предназначенным для сжигания твердого топлива, и может быть использована в котельных агрегатах, работающих на высоковлажных древесных отходах.The utility model relates to the field of thermal energy, namely, to furnace devices designed for burning solid fuel, and can be used in boiler units operating on high-moisture wood waste.

Известна топка кипящего слоя с огненной массой, содержащая камеру сгорания, в нижней части которой расположен соединенный с дутьевым вентилятором воздухораспределитель, выполненный в виде установленных одна за другой двух наклонных и одной горизонтальной секций (полых коробов с вертикальными форсунками), между которыми уложен слой изоляционного материала. Бункер-питатель порционной подачи топлива размещен над верхней наклонной секцией воздухораспределителя /RU, полезная модель, п. №69613, оп. 27.12.2007 г./ - прототип.A fluidized bed furnace with a fire mass is known, containing a combustion chamber, in the lower part of which there is an air distributor connected in the form of two inclined and one horizontal sections (hollow boxes with vertical nozzles) installed one after the other, between which a layer of insulating material is laid . The bunker-feeder of the portioned fuel supply is located above the upper inclined section of the air distributor / RU, utility model, item No. 69613, op. December 27, 2007 / - prototype.

Недостатком прототипа является значительная неполнота сгорания топлива, обусловленная недостаточно развитой поверхностью контакта частиц топлива с кислородом воздуха. Вертикальное расположение форсунок способствует их забиванию частицами мелкофракционного топлива или продуктами его сгорания. Воздух подводится в слой топлива локально в отдельных дутьевых зонах и вследствие высокого аэродинамического сопротивления слоя не способен в необходимом количестве достаточно глубоко проникать в слой топлива для обеспечения его высокой реакционной способности. При меняющейся влажности топлива, без регулирования угла наклона секций топливо либо скатывается сразу до следующей секции, либо просто лежит на первой секции пока не просохнет и пока не загорится на ней, что может привести к воспламенению топлива в бункере питателе. Указанное расположение форсунок не обеспечивает оптимального режима обработки топлива, способствует образованию не продуваемых «мертвых зон», увеличению золообразования и повышению токсичности дымовых газов вследствие неполноты сгорания топлива, что снижает эффективность, надежность и КПД.The disadvantage of the prototype is a significant incompleteness of fuel combustion, due to the underdeveloped contact surface of the fuel particles with oxygen. The vertical arrangement of the nozzles contributes to their clogging with particles of fine fuel or products of its combustion. Air is supplied to the fuel layer locally in separate blast zones and, due to the high aerodynamic resistance of the layer, is not able to penetrate in the required amount deep enough into the fuel layer to ensure its high reactivity. With changing humidity of the fuel, without adjusting the angle of inclination of the sections, the fuel either rolls right up to the next section, or simply lies on the first section until it dries and until it lights up on it, which can lead to ignition of the fuel in the hopper of the feeder. The specified location of the nozzles does not provide an optimal fuel processing mode, contributes to the formation of non-blown "dead zones", an increase in ash formation and an increase in flue gas toxicity due to incomplete combustion of fuel, which reduces efficiency, reliability and efficiency.

Задача, положенная в основу полезной модели, заключается в создании экономичной конструкции топки псевдокипящего слоя, обеспечивающей повышение эффективности и надежности ее работы.The task underlying the utility model is to create an economical design of the furnace of the pseudo-boiling layer, which provides an increase in the efficiency and reliability of its operation.

Поставленная задача достигается тем, что топка псевдокипящего слоя содержит камеру сгорания, в нижней части которой расположен соединенный с дутьевым вентилятором воздухораспределитель в виде установленных одна за другой наклонных и горизонтальный секций полых корпусов с форсунками, между которыми уложен слой изоляционного материала, а также бункер-питатель порционной подачи топлива, размещенный над верхней наклонной секцией воздухораспределителя. Новым является то, что, по меньшей мере, одна наклонная секция воздухораспределителя выполнена ступенчатой, а ее форсунки расположены между ступеньками и ориентированы в направлении движения топлива. Форсунки ступенчатой наклонной секции воздухораспределителя могут быть выполнены щелевыми и размещены в горизонтальной плоскости между ступеньками. Нижняя наклонная секция воздухораспределителя может быть выполнена бесступенчатой с форсунками, установленными в шахматном порядке. По меньшей мере, одна из секций воздухораспределителя установлена с возможностью регулирования угла наклона в зависимости от влажности топлива. Форсунки горизонтальной секции выполнены щелевыми, снабжены нащельниками и расположены продольными рядами в направлении движения топлива. Все это позволяет осуществлять интенсивную обработку топлива в псевдокипящем слое в широком диапазоне регулирования положений секций и угла расположения их форсунок, ориентированных в направлении движения топлива.The task is achieved in that the furnace of the pseudo-boiling layer contains a combustion chamber, in the lower part of which there is an air distributor connected in the form of inclined and horizontal sections of hollow bodies with nozzles installed one after another, between which a layer of insulating material is laid, as well as a hopper-feeder portioned fuel supply, placed above the upper inclined section of the air distributor. New is that at least one inclined section of the air distributor is made stepwise, and its nozzles are located between the steps and are oriented in the direction of movement of the fuel. The nozzles of the stepped inclined section of the air distributor can be slotted and placed in a horizontal plane between the steps. The lower inclined section of the air distributor can be made stepless with nozzles mounted in a checkerboard pattern. At least one of the sections of the air distributor is installed with the possibility of adjusting the angle of inclination depending on the humidity of the fuel. The nozzles of the horizontal section are slotted, equipped with strips and are arranged in longitudinal rows in the direction of movement of the fuel. All this allows for intensive processing of fuel in a pseudo-boiling layer in a wide range of regulation of the positions of the sections and the angle of location of their nozzles, oriented in the direction of movement of the fuel.

Заявляемая полезная модель поясняется примером выполнения топки с сопровождающими чертежами, на которых изображены:The inventive utility model is illustrated by an example of a furnace with accompanying drawings, which depict:

- фиг.1 - топка, общий вид;- figure 1 - firebox, General view;

- фиг.2 - верхняя наклонная секция воздухораспределителя, вид сверху;- figure 2 - upper inclined section of the air distributor, top view;

- фиг.3 - нижняя наклонная секция воздухораспределителя, вид сверху;- figure 3 - lower inclined section of the air distributor, top view;

- фиг.4 - горизонтальная секция воздухораспределителя, вид сверху.- figure 4 is a horizontal section of the air distributor, top view.

Топка имеет камеру сгорания 1, в нижней части которой расположен воздухораспределитель, состоящий из установленных одна за другой двух наклонных 2, 3 и горизонтальной 4 секций, представляющих собой полые корпуса с форсунками. Секции 2, 3 и 4 установлены с возможностью регулирования угла наклона посредством привода (на чертежах не показано) в зависимости от влажности фракций топлива. Верхняя наклонная секция 2, размещенная под бункером-питателем 5, имеет ступеньки 6, выполненные из огнеупорного изоляционного материала. В горизонтальной плоскости между ступеньками установлены щелевые форсунки 7, которые ориентированы в направлении движения топлива. Форсунки 8 нижней наклонной секции 3 воздухораспределителя расположены в шахматном порядке и образуют ряды под углом 45° к направлению движения топлива. В каждом горизонтальном ряду форсунок 8 установлены вертикальные пластины 9, препятствующие скатыванию и пересыпанию огненной массы. Щелевые форсунки 10 с нащельниками горизонтальной секции 4 расположены продольными рядами в направлении движения топлива.The furnace has a combustion chamber 1, in the lower part of which there is an air distributor consisting of two inclined 2, 3 and horizontal 4 sections installed one after the other, which are hollow bodies with nozzles. Sections 2, 3 and 4 are installed with the possibility of adjusting the angle of inclination by means of a drive (not shown in the drawings) depending on the moisture content of the fuel fractions. The upper inclined section 2, located under the hopper-feeder 5, has steps 6 made of refractory insulating material. In the horizontal plane between the steps, slotted nozzles 7 are installed, which are oriented in the direction of movement of the fuel. The nozzles 8 of the lower inclined section 3 of the air distributor are staggered and form rows at an angle of 45 ° to the direction of movement of the fuel. In each horizontal row of nozzles 8, vertical plates 9 are installed that prevent rolling and pouring of the fire mass. The slotted nozzles 10 with the fillers of the horizontal section 4 are arranged in longitudinal rows in the direction of movement of the fuel.

Топка работает следующим образом.The furnace works as follows.

Топливо - древесные отходы (кора, щепа, стружка, опил), влажность которых может превышать 60%, порционно подается из бункера-питателя 5 на верхнюю наклонную секцию 2 воздухораспределителя со ступеньками 6, где обрабатывается острым продувом горячим воздухом из щелевых форсунок 7 под повышенным давлением, создаваемым высоконапорным вентилятором. Под воздействием мощного теплового излучения и острого дутья горячим воздухом порции влажного топлива разбиваются на мелкие фрагменты, ступенчато перемещаются вниз, быстро высыхают и попадают на нижнюю наклонную секцию 3 воздухораспределителя. Здесь топливо поджигается за счет разогретой огненной массы и острого продува так же горячим воздухом через форсунки 8, воспламеняется и интенсивно горит в полном объеме. Перемещение топлива по наклонным секциям, установленным под углом, соответствующим влажности топлива, позволяет осуществлять быстрое выпаривание и сушку влажного топлива без его скопления и слеживания золы и шлака. Выполнение наклонной секции 2 ступенчатой исключает подъем пламени до бункера-питателя 5, обеспечивая его пожаробезопасность. Пластины 9 нижней наклонной секции 3 предотвращают скатывание и просыпание огненной массы на горизонтальную секцию 4, на которой производится дожигание несгоревших остатков топлива и устойчивое горение, интенсивность которого обеспечивается регулируемым щелевым острым дутьем горячим воздухом из форсунок 10 под давлением, создаваемым высоконапорным вентилятором. Горячий воздух, подаваемый в секции воздухораспределителя, регулируется блоком шиберов 11, что позволяет облегчить подачу необходимого количества горячего воздуха в каждую секцию топки, согласовав работу секций между собой. Топливо в камере 1 сгорает полностью в псевдокипящем слое с минимальным остатком сажи и золы, которая удаляется при помощи зольника 12.Fuel - wood waste (bark, wood chips, wood shavings, sawdust), the moisture content of which can exceed 60%, is fed portionwise from the hopper-feeder 5 to the upper inclined section 2 of the air distributor with steps 6, where it is processed by sharp blowing with hot air from slotted nozzles 7 under increased pressure generated by a high-pressure fan. Under the influence of powerful thermal radiation and hot air blast, portions of wet fuel are broken up into small fragments, stepwise moved down, quickly dry out and fall on the lower inclined section 3 of the air distributor. Here, the fuel is ignited due to the heated fire mass and sharp blowing with the same hot air through nozzles 8, ignites and burns intensively in full. Moving fuel in inclined sections installed at an angle corresponding to the humidity of the fuel, allows for rapid evaporation and drying of wet fuel without its accumulation and caking of ash and slag. The implementation of the inclined section 2 step eliminates the rise of the flame to the hopper-feeder 5, ensuring its fire safety. The plates 9 of the lower inclined section 3 prevent rolling and spilling of the fire mass into the horizontal section 4, on which the unburned fuel residues are burned and stable combustion, the intensity of which is ensured by adjustable slotted sharp blasting of hot air from nozzles 10 under pressure created by a high-pressure fan. The hot air supplied to the section of the air distributor is regulated by a block of gates 11, which makes it easier to supply the necessary amount of hot air to each section of the furnace, coordinating the work of the sections among themselves. The fuel in the chamber 1 burns completely in a pseudo-boiling layer with a minimum residue of soot and ash, which is removed using an ash pan 12.

Таким образом, в заявляемой топке принудительно продувающиеся во всем объеме влажные древесные отходы подвергаются быстрой сушке, обеспечивая стабильное и интенсивное горение в псевдокипящем слое в полном объеме без образования «мертвых зон» скопления топлива с минимальным остатком золы и шлака, с уменьшением золообразования и увеличением чистоты отходящих дымовых газов. Это способствует повышению эффективности и надежности работы, позволяет увеличить КПД топки.Thus, in the inventive heating chamber, wet wood waste forcedly blown throughout the entire volume is subjected to rapid drying, providing stable and intensive burning in the pseudo-boiling layer in full without the formation of “dead zones” of fuel accumulation with a minimum ash and slag residue, with a decrease in ash formation and an increase in purity flue gas exhaust. This helps to increase the efficiency and reliability of work, allows to increase the efficiency of the furnace.

Claims

1. A furnace of a pseudo-boiling layer containing a combustion chamber, in the lower part of which there is an air distributor in the form of inclined and horizontal sections of hollow boxes with nozzles installed one after another, between which a layer of insulating material is laid, and a hopper-feeder for portioning fuel supply, located above the upper inclined section of the air distributor, characterized in that at least one of the inclined sections of the air distributor is made stepwise, and its nozzles are arranged lozheny between rungs and oriented in the direction of fuel movement.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the nozzles of the stepped section are slotted.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the nozzles of the lower stepless inclined section of the air distributor are installed in a checkerboard pattern.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that at least one of the sections of the air distributor is installed with the possibility of adjusting the angle of inclination.

5. The furnace according to claim 1, characterized in that the nozzles of the horizontal section are slotted with the strips and are arranged in longitudinal rows in the direction of movement of the fuel.