UA25034U

UA25034U - Shulha's universal heat-generating installation

Info

Publication number: UA25034U
Application number: UAU200702461U
Authority: UA
Inventors: Viktor Mykolaiovych Shulha
Original assignee: Viktor Mykolaiovych Shulha
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2007-07-25

Abstract

Universal heat-generating unit has ignition and primary combustion chamber for small fraction or lump fuel, fire grate, chamber for afterburning of burning products, baffler-stabilizer, case-pipe heat exchanger, two concentrical pipe rows, appliance for supply of small-fraction fuel, collector of ash rest, two supplementary chambers for burning products afterburning, air-supercharge swirler for burning products.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до теплогенеруючих установок і агрегатів шахтного (вертикального) типу 2 невеликої потужності.The useful model refers to heat-generating units and aggregates of mine (vertical) type 2 of small power.

Установка призначена для обігрівання побутових і виробничих приміщень шляхом спалювання дрібнофракційних відходів деревообробного і сільськогосподарського виробництв. Установка може бути використана також для сушіння будівельних і столярних матеріалів і виробів, обігріву теплиць, оранжерей, басейнів тощо. 70 Відома вертикальна (шахтна) теплогенеруюча установка КФОС-0,2 для спалювання і газифікації дрібнофракційного вугілля у циркулюючому киплячому шарі (1). Вона складається, в основному, з шахтової топки і розташованих окремо від неї циклона і камери допалювання газоподібних продуктів горіння. Таке виконання установки є некомпактним і потребує значної площі для її розміщення. Крім того, якщо в ній використовувати дрібнофракційне паливо (в подальшому ДФП або ДФ-паливо) з великою парусністю частинок (тирсу, насіневе 12 лушпиння, подрібнену солому або подрібнений торф, ДФ-стружку тощо), то воно не встигне окислитись у верхнній частині топки внаслідок швидкого і практично прямолінійного переміщення їх тут та нестачі кисню у вторинному повітрі, яке подається у цю частину топки. Тому таке паливо буде інтенсивно догоряти у циклоні і всіх трактах, що сполучають його з топкою. З цієї причини треба надійно теплоізолювати ці складові частини установки, що пов'язано із суттєвими витратами на відповідні матеріали і роботи. Система запалювання вугілля ї допалювання у топці коксозольного залишку (КЗЗ), що надходить з циклону, є складною і передбачає використання природного газу, що не завжди прийнятне в умовах фермерського господарства або малого виробництва, організованого у сільській місцевості. З урахуванням цього і масогабаритних параметрів установкаThe installation is designed for heating domestic and industrial premises by burning small-fraction waste from woodworking and agricultural industries. The installation can also be used for drying building and carpentry materials and products, heating greenhouses, greenhouses, swimming pools, etc. 70 A well-known vertical (mine) heat-generating unit KFOS-0.2 for burning and gasification of small fractional coal in a circulating fluidized bed (1). It consists mainly of a mine furnace and a cyclone and a chamber for afterburning gaseous combustion products located separately from it. This type of installation is not compact and requires a significant area for its placement. In addition, if it uses fine-fraction fuel (hereinafter DFP or DF-fuel) with high particle buoyancy (sawdust, seed 12 husks, crushed straw or crushed peat, DF-chips, etc.), then it will not have time to oxidize in the upper part of the furnace due to their rapid and practically rectilinear movement here and the lack of oxygen in the secondary air, which is supplied to this part of the furnace. Therefore, such fuel will burn intensively in the cyclone and all the tracts connecting it to the furnace. For this reason, it is necessary to reliably heat-insulate these components of the installation, which is associated with significant costs for the relevant materials and work. The system of coal ignition and afterburning in the furnace of coke ash residue (COA) coming from the cyclone is complex and involves the use of natural gas, which is not always acceptable in the conditions of farming or small production organized in rural areas. Taking into account this and the mass-dimensional parameters of the installation

КФС-0,2 не відповідає вимогам малих виробництв та індивідуальних споживачів теплової енергії, орієнтованих на використання відходів виробництва або іншого дешевого палива.KFS-0.2 does not meet the requirements of small industries and individual heat energy consumers, focused on the use of production waste or other cheap fuel.

Відомий шахтний сміттєспалювальний агрегат (установка) з розподільником повітря, змонтованим всередині п) топкової камери |2), призначений для утилізації твердих подрібнених відходів, в тому числі відходів сільгоспвиробництва, і видобутку від цього теплової енергії. Він має первинну камеру, згоряння, і вторинну - для допалювання продуктів неповного згоряння, причому вторинна камера, яка є прямим продовженням первинної, оснащена вертикально розташованим по її осі повітророзподільником у вигляді труби з рядами З радіальне виконаних по всій її довжині отворів (сопел) для подачі повітря у вторинну камеру. Це забезпечує со допалювння продуктів неповного згоряння, які піднімаються до виходу у верхній частині вторинної камери. Для відбивання і повернення вниз, у вторинну камеру, частинок палива, що недогоріли, верхня частина цієї камери о оснащена відбійником (стабілізатором), який пропускає леткі продукти горіння, в тому числі КЗЗ, завихрюючи їх ою в цьому місці. Завдяки цим заходам, а також тангенціальному нагнітанню повітря у первинну і вторинну камери 3о через бокові патрубки, яке спричиняє обертовий (гвинтоподібний) рух повітря і частинок палива, час сч перебування останніх у камерах згоряння і допалювання збільшується, що забезпечує їх повне спалювання.The well-known mine waste incineration unit (installation) with an air distributor mounted inside n) combustion chamber |2) is designed for the disposal of solid, shredded waste, including agricultural waste, and the extraction of heat energy from it. It has a primary chamber, combustion, and a secondary one - for afterburning the products of incomplete combustion, and the secondary chamber, which is a direct continuation of the primary one, is equipped with an air distributor located vertically along its axis in the form of a pipe with rows of holes (nozzles) made radially along its entire length for air supply to the secondary chamber. This ensures co-combustion of incomplete combustion products, which rise to the outlet in the upper part of the secondary chamber. To repel and return down, into the secondary chamber, unburned fuel particles, the upper part of this chamber is equipped with a deflector (stabilizer), which allows volatile combustion products, including CO, to pass through, swirling them around in this place. Thanks to these measures, as well as the tangential injection of air into the primary and secondary chambers 3o through the side nozzles, which causes a rotating (screw-like) movement of air and fuel particles, the time spent by the latter in the combustion and afterburning chambers increases, which ensures their complete combustion.

Тому продукти, які проходять через відбійник і поступають у циклон, розташований поза топковою камерою, практично вже не мають енергетичної цінності і не повертаються за даною схемою на допалювання, що значно «4, спрощує конструкцію агрегату. В одному з варіантів конструкції гарячий, ще не зовсім інертний газ (суміш З 70 повітря і продуктів згоряння), подається за допомогою вентилятора з циклону у вертикальний розподільник с вторинної камери.Therefore, the products that pass through the baffle and enter the cyclone, located outside the combustion chamber, have practically no energy value and are not returned according to this scheme for afterburning, which significantly simplifies the design of the unit. In one version of the design, hot, not yet completely inert gas (a mixture of C 70 air and combustion products) is fed by a fan from a cyclone into a vertical distributor from a secondary chamber.

Із» Така схема спалювання подрібнених відходів, вочевидь, є досить ефективною. Проте, вона передбачає наявність циклону поза топковою камерою, який треба теплоїзолювати (щоби газ, що надходить з нього у розподільник, не захолоджувався) і який робить конструкцію в цілому досить громіздкою. Крім того, 452 теплообмінна частина цього агрегату є складною. Вона має внутрішню і зовнішню теплообмінні системи, о причому остання робить агрегат ще більш громіздким і матеріаломістким. Це оправдано при спалюванні відходів 4! і генерації тепла у великих обсягах, але для малих підприємств, індивідуальних споживачів, малих фермерських господарств є не прийнятним. о Крім того, цей відомий агрегат має ще й такі принципові недолікию, якщо в ньому спалювати відходи зFrom" This scheme of incineration of shredded waste is obviously quite effective. However, it requires the presence of a cyclone outside the combustion chamber, which must be thermally insulated (so that the gas coming from it into the distributor does not cool down) and which makes the construction as a whole rather cumbersome. In addition, the 452 heat exchange part of this unit is complex. It has internal and external heat exchange systems, and the latter makes the unit even more bulky and material-intensive. This is justified by the incineration of waste 4! and heat generation in large volumes, but it is not acceptable for small enterprises, individual consumers, small farms. In addition, this well-known unit also has the following fundamental disadvantages, if waste is burned in it

Ге) 20 великою парусністю частинок (насіннєве лушпиння, суху тирсу, подрібнену солому тощо): у потужному висхідному потоці повітря і гарячих газів відбійник (стабілізатор), розташований у самій верхній частині т» шахти, де цей потік звужений і найсильніший, не затримає частинки палива, що не-догоріли, і не відіб'є їх униз. В результаті таке паливо, не догорівши, перейде у циклон і його треба буде направляти на допалювання, що не передбачено в агрегаті. За другим варіантом конструкції недогорілі частинки палива і дрібна зола будуть 22 захоплені вентилятором і надійдуть з циклону у вертикальний розподільник, де заб'ють його сопла (отвори), с внаслідок чого ефективність допалювання продуктів горіння у вторинній зоні топкової камери різко впаде.Ge) 20 with large buoyancy of particles (seed husks, dry sawdust, chopped straw, etc.): in a powerful upward flow of air and hot gases, the baffle (stabilizer), located in the very top part of the mine, where this flow is narrowed and strongest, will not retain the particles unburned fuel and will not knock them down. As a result, such fuel, without being completely burned, will go into the cyclone and it will have to be directed to afterburning, which is not provided for in the unit. According to the second version of the design, unburnt fuel particles and fine ash will be captured by the fan and will enter the vertical distributor from the cyclone, where its nozzles (holes) will be blocked, as a result of which the efficiency of combustion products in the secondary zone of the combustion chamber will drop sharply.

Верхня частина топкової камери у випадку використання палива з великою парусністю частинок буде надто перегріватись, що потребуватиме температурного захисту її, а також відбійника і тракту, який сполучає цю частину з циклоном, та самого циклону, або виготовлення цих складових елементів із жаростійких матеріалів, що 60 (як перше, так і друге) призводить звичайно до ускладнення конструкції, зниження її технологічності та збільшення витрат на виготовлення агрегату.The upper part of the combustion chamber in the case of using fuel with high particle buoyancy will overheat, which will require temperature protection of it, as well as the baffle and the path connecting this part to the cyclone, and the cyclone itself, or the manufacture of these constituent elements from heat-resistant materials that 60 (both the first and the second) usually leads to the complication of the design, the reduction of its manufacturability and the increase of costs for the manufacture of the unit.

Суттєвим недоліком цієї установки є також те, що повітря або утворюваний газ у вторинну камеру (допалювання) подається через вертикальний осьовий розподільник радіальне, внаслідок чого його струмені частково гасять (гальмують) гвинтоподібний рух повітря і частинок палива у цій зоні, створюваний боковим бо (тангенціальним) нагнітанням повітря, тобто не дають можливості розвинутись цьому руху в повній мірі. Це призводить до налипання частинок на бічну поверхню шахти і шлакоутворенню на ній, що поступово погіршує аеродинаміку шахти та передачу тепла Через її стінку у теплообмінну камеру, яка охоплює первинну і вторинну камери спалювання. Радіальна подача повітря або газу через осьовий розподільник приводить також до того, ЩоA significant disadvantage of this installation is also the fact that air or the generated gas is fed into the secondary chamber (afterburning) through a vertical radial radial distributor, as a result of which its jets partially extinguish (inhibit) the helical movement of air and fuel particles in this zone, created by the lateral bo (tangential ) by air injection, that is, they do not allow this movement to fully develop. This leads to the sticking of particles on the side surface of the mine and the formation of slag on it, which gradually worsens the aerodynamics of the mine and the transfer of heat through its wall into the heat exchange chamber, which covers the primary and secondary combustion chambers. The radial supply of air or gas through the axial distributor also leads to the fact that

В центральній (приосьовій) зоні вторинної камери частинки палива рухаються уверх в основному прямоточне, тобто перебувають у вторинній камері недовго і тому не встигають догоріти. Це збільшує відсоток високореакційної маси палива у складі КЗЗ, тобто знижує ефективність його спалювання в шахті.In the central (priaxial) zone of the secondary chamber, fuel particles move up mainly in a straight line, i.e. they stay in the secondary chamber for a short time and therefore do not have time to burn out. This increases the percentage of high-reaction mass of fuel in the composition of KZZ, that is, reduces the efficiency of its burning in the mine.

Відома топка з фонтануючим шаром палива |З) яка за принципом дії, вертикальною компоновкою і основними складовими частинами подібна до розглянутої вище (2), але є менш громіздкою і більш ефективною. 7/0 Вона містить конусоподібну камеру згоряння, яка переходить у розташовану над нею циліндричну камеру допалювання, причому між ними встановлено відбійник-стабілізатор у вигляді радіального жалюзі. Під конусоподібною камерою розташована камера запалювання з тангенціальними патрубками для подачі повітря і димових газів та вертикально-осьовою форсункою для попереднього підпалювання подрібненого палива.A well-known firebox with a gushing layer of fuel |Z) is similar to the one discussed above (2) in principle of operation, vertical layout and main components, but is less bulky and more efficient. 7/0 It contains a cone-shaped combustion chamber, which passes into a cylindrical afterburning chamber located above it, and a stabilizer baffle in the form of a radial shutter is installed between them. Under the cone-shaped chamber there is an ignition chamber with tangential nozzles for supplying air and flue gases and a vertical-axial nozzle for pre-ignition of chopped fuel.

Згадана циліндрична камера сполучена каналом (патрубком) з високотемпературним циклоном, розташованим /5 поза нею (зовні), який у свою чергу з'єднаний відводом (вловленої твердої фази) з конусоподібною камерою. Для подачі палива у топку між циліндричною і конусною частинами її нижче відбійника-стабілізатора встановлено шнек з герметизуючою пробкою, корпус якого з'єднаний з бункером для палива. На внутрішній конусній поверхні камери згоряння розташовані теплообмінні елементи (екрани) для нагріву води. Камера запалювання з'єднана з бункером провалу (накопичувачем) КЗЗ.The mentioned cylindrical chamber is connected by a channel (pipe) to a high-temperature cyclone located /5 outside it (outside), which in turn is connected by a tap (of the trapped solid phase) to a cone-shaped chamber. To supply fuel to the furnace between its cylindrical and conical parts below the stabilizer baffle, an auger with a sealing plug is installed, the body of which is connected to the fuel hopper. Heat exchange elements (screens) for heating water are located on the inner conical surface of the combustion chamber. The ignition chamber is connected to the drop hopper (accumulator) KZZ.

Оскільки швидкості газового потоку, який утворюється при згорянні палива, по висоті конусоподібної камери різні, то частинки палива в залежності від їх розмірів перебувають в цій камері у відповідності зі значеннями швидкостей псевдорозрідження і літання (витання), тобто в основному згоряють у цій камері. При цьому недогорілі частинки, які мають ще значну масу і розміри, досягаючи відбійника-стабілізатора відбиваються ним униз і повертаються у конічну частину топки, де продовжують догоряти. Малі частинки разом з димовими газами ов проходять через відбійник-стабілізатор у верхню циліндричну частину топки і далі у циклон, де продовжують - горіти і звідки на остаточне допалювання повертаються у конічну частину топки.Since the velocities of the gas flow formed during fuel combustion are different along the height of the cone-shaped chamber, the fuel particles, depending on their size, are in this chamber in accordance with the values of fluidization and flying (hovering) velocities, that is, they mainly burn in this chamber. At the same time, unburnt particles, which still have a significant mass and size, reaching the stabilizer-bouncer, are reflected by it downwards and return to the conical part of the furnace, where they continue to burn. Small particles, together with flue gases, pass through the deflector-stabilizer into the upper cylindrical part of the furnace and further into the cyclone, where they continue to burn and from where they return to the conical part of the furnace for final afterburning.

Така система спалювання подрібненого палива завдяки розташуванню відбійника-стабілізатора між зонами горіння і допалювання (конусоподібною і циліндричною частинами топки) має сепараційні властивості і забезпечує ефективне спалювання полідисперсного вугілля з різною масою і теплотворністю частинок. Проте, «г зо якщо в наведеній топці використовувати паливо з великою парусністю частинок, то висхідний димогазовий потік буде зразу значну частину його виносити Через відбійник-стабілізатор у циліндричну камеру і циклон, де о температура буде ще недостатньою для його спалювання. Вертаючись з циклона у конічну частину топки, таке (су паливо знову попаде у висхідний потік і не буде горіти, якщо в камеру запалювання постійно або періодично не подавати розжигове паливо. Це надто ускладнить розпалювання топки і забезпечення стабільної роботи її та о з5 призведе до значного росходу розжигового палива і збільшення витрат на експлуатацію установки. При цьому, су коли топка врешті запрацює, основне термодинамічне навантаження перейде у верхню частину її, що потребуватиме досить складного температурного захисту всіх елементів, розташованих тут, або виготовлення їх із жаростійких матеріалів.Such a system for burning pulverized fuel due to the location of the baffle-stabilizer between the combustion and afterburning zones (conical and cylindrical parts of the furnace) has separation properties and provides effective burning of polydisperse coal with different mass and calorific value of particles. However, if fuel with high particle buoyancy is used in the given furnace, the rising flue gas flow will immediately carry a significant part of it through the baffle-stabilizer into the cylindrical chamber and cyclone, where the temperature will still be insufficient for its combustion. Returning from the cyclone to the conical part of the furnace, such fuel will again fall into the upward flow and will not burn, if ignition fuel is not constantly or periodically supplied to the ignition chamber. This will make it too difficult to ignite the furnace and ensure its stable operation, and will lead to a significant consumption of ignition fuel and an increase in the costs of operating the installation. At the same time, when the furnace eventually starts working, the main thermodynamic load will pass to its upper part, which will require rather complex temperature protection of all elements located here, or their manufacture from heat-resistant materials.

Найбільш близьким по конструкції аналогом теплогенеруючої установки, що заявляється, прийнятим як « прототип, є вертикальний газотрубний котел з рекуперативним повітропідігрівачем |4). Ця установка містить з с камеру горіння палива, розташовану в центральній частині котла, пальник, розташований у верхній частині котла . над камерою горіння, камеру допалювання продуктів горіння, розташовану співвісно під камерою горіння, а вогнетривкий завихрювач між зазначеними камерами, кожухо-трубчастий теплообмінник з обмурівкою, який охоплює камеру горіння, та теплоїзольований кожух, що охоплює камеру допалювання з кільцевим проміжкомThe closest analogue of the proposed heat-generating installation, accepted as a "prototype", is a vertical gas-tube boiler with a recuperative air heater |4). This installation includes a fuel combustion chamber located in the central part of the boiler, a burner located in the upper part of the boiler. above the combustion chamber, an afterburning chamber coaxially located below the combustion chamber, and a refractory swirler between said chambers, a shell-and-tube heat exchanger with a wall covering the combustion chamber, and a heat-insulated casing covering the afterburning chamber with an annular gap

Між ним і цією камерою. ко Котел призначений для роботи на мазуті, який підігрівається і подається у верхню частину камери горіння через пальник-форсунку у крапельно-розпиленому вигляді. Продукти неповного згоряння (піролізу), які є о тяжчими ніж повітря, надходять через завихрювач у камеру допалювання, при цьому завихрювач забезпечує о турбулізацію хвостової частини факелу полум'я. Камера допалювання виконана досить великою і тому (та 5р завдяки згаданій турбулізації) продукти згоряють в ній остаточно. Утворений газ поступає по внутрішніх трубах о кожухотрубчастого теплообмінника у колектор, з якого по зовнішніх трубах теплообмінника надходить у газохід і ї» далі в атмосферу або на додаткову утилізацію, якщо він ще має якусь енергетичну цінність. Котел може працювати у паровому і водогрійному варіантах експлуатації, є компактним і ефективним за своїм видом палива.Between him and this camera. ko The boiler is designed to work on fuel oil, which is heated and supplied to the upper part of the combustion chamber through a nozzle-burner in droplet-sprayed form. Products of incomplete combustion (pyrolysis), which are heavier than air, enter the afterburner through the swirler, while the swirler provides turbulence in the tail part of the flame torch. The post-combustion chamber is made quite large and therefore (and thanks to the mentioned turbulence) the products burn in it completely. The formed gas flows through the inner pipes of the shell-and-tube heat exchanger into the collector, from which it flows through the outer pipes of the heat exchanger into the gas pipeline and further into the atmosphere or for additional disposal, if it still has some energy value. The boiler can work in steam and water heating modes of operation, is compact and efficient according to its type of fuel.

Проте, він також має суттєві недоліки.However, it also has significant drawbacks.

По-перше, даний котел дуже спеціалізований і може працювати переважно на паливі типу розігрітого мазуту або солярки. Можливою є експлуатація його (з деякими невеликими переробками) також на високореакційному с пиловугіллі, яке при спалюванні або піролізі буде опускатись униз. Але у випадках використання леткого палива (з великою парусністю частинок) цей котел буде працювати неефективно і ненадійно, тому що при згорянні такого палива утвориться висхідний потік, і частинки палива та продукти горіння у вигляді диму зависнуть у во верхній камері, оскільки не виникне повітряної тяги униз. Коли ж вони від надлишку їх у цій камері та під тиском утворених легких газів перейдуть Через завихрювач у другу камеру, то в ній також зависнуть або випадуть у недогорілому вигляді на піддон цієї камери. Таке ж буде відбуватись і з низькореакційним (бурим) пиловугіллям, оскільки для допалювання його, як і зазначеного вище палива, та продуктів горіння в нижній камері не передбачено збагачення процесу киснем повітря. Внаслідок цього стінки першої і другої камер та й 65 труби теплообмінника дуже скоро покриються шаром сажі, яка буде перешкоджати теплопередачі, а в трубах до того ж створить низьку прохідність для газів, що разом різко знизить к.к.д. установки і може вивести Її з ладу.Firstly, this boiler is very specialized and can work mainly on fuel such as heated fuel oil or diesel fuel. It is possible to use it (with some minor modifications) also on highly reactive pulverized coal, which will sink down during combustion or pyrolysis. But in cases of using volatile fuel (with high buoyancy of particles), this boiler will work inefficiently and unreliable, because during the combustion of such fuel, an upward flow will be formed, and fuel particles and combustion products in the form of smoke will hang in the upper chamber, since there will be no air draft down. When, due to their excess in this chamber and under the pressure of the light gases formed, they will pass through the swirler into the second chamber, then they will also hang in it or fall unburnt onto the pallet of this chamber. The same thing will happen with low-reactivity (brown) pulverized coal, since it, like the fuel mentioned above, and combustion products in the lower chamber are not provided for enriching the process with air oxygen. As a result, the walls of the first and second chambers and 65 pipes of the heat exchanger will very soon be covered with a layer of soot, which will prevent heat transfer, and in addition, it will create a low permeability for gases in the pipes, which at the same time will sharply reduce the efficiency. settings and can disable it.

Недоліком є також те, що цей котел не може працювати на кусковому паливі типу стружки, обрізків деревини, неподрібненого торфу, пелет тощо. Для цього в ньому не передбачені ні можливість завантаження такого палива, ні видалення золи, ні піддуву з колосниковою решіткою. Таким чином, і з перелічених причин він також ве вузькоспеціалізованим, розрахованим тільки на крапельне паливо, що для виділених умов експлуатації є неприйнятним.The disadvantage is also that this boiler cannot work on lump fuel such as shavings, wood shavings, unshredded peat, pellets, etc. To do this, it does not provide for the possibility of loading such fuel, removing ash, or blowing with a grate. Thus, and for the reasons listed, it is also highly specialized, designed only for drip fuel, which is unacceptable for the selected operating conditions.

В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача створення універсальної, компактної і ефективної теплогенеруючої установки шахтного (вертикального) типу, яка могла би працювати на різних видах палива з відходів виробництва (тирсі, лушпинні, подрібненій соломі тощо) і на дешевому паливі (подрібненому /о0 торфі, подрібненій корі і гілках чагарників та дерев і т.п), а також на кусковому паливі типу пелет, дров, обрізків деревини, стружки, - шляхом оптимальної компоновки складових частин установки, забезпечення стабільного горіння і допалювання по всій висоті шахти, збільшення тривалості перебування продуктів горіння у відповідних зонах, додаткового і рівномірного збагачення їх киснем повітря в процесі горіння і допалювання, а також шляхом забезпечення можливості експлуатації установки на кусковому паливі і в різних режимах 7/5 (повітронагрівному, водогрійному і парогенеруючому).The proposed useful model is based on the task of creating a universal, compact and efficient mine (vertical) type heat-generating unit that could work on various types of fuel from production waste (sawdust, husks, crushed straw, etc.) and on cheap fuel (shredded /o0 peat, chopped bark and branches of shrubs and trees, etc.), as well as on lump fuel such as pellets, firewood, wood scraps, shavings, - by optimal arrangement of the components of the installation, ensuring stable combustion and afterburning along the entire height of the mine, increasing the duration of the stay of combustion products in the corresponding zones, additional and uniform enrichment of them with oxygen in the air during combustion and afterburning, as well as by ensuring the possibility of operating the unit on lump fuel and in various 7/5 modes (air heating, water heating and steam generating).

Поставлена задача вирішується тим, що теплогенеруюча установка, яка містить вертикальну футеровану зсередини вогнетривким матеріалом камеру запалювання і первинного горіння дрібнофракційного або кускового палива з колосниковою решіткою, камеру допалювання продуктів горіння, розташовану співвісно над камерою запалювання і первинного горіння, відбійник-стабілізатор, розташований між згаданими камерами, 2о Кожухотрубчастий теплообмінник з двома концентричними рядами труб, пристрій для подачі дрібнофракційного палива у камеру запалювання і первинного горіння та накопичувач зольного залишку, розташований під колосниковою решіткою, згідно з корисною моделлю має дві додаткові камери допалювання продуктів горіння, розташовані співвісно з основною камерою допалювання, причому перша за напрямком руху продуктів горіння додаткова камера допалювання розташована у верхній частині установки над основною камерою допалювання і об оснащена повітронагнітаючим завихрювачем продуктів горіння та примикає до основної камери допалювання і сполучена з внутрішнім рядом труб теплообмінника, друга додаткова камера допалювання розташована у т нижній частині теплообмінника і сполучена з внутрішнім і зовнішнім рядами його труб, теплообмінник охоплює співвісно основну камеру допалювання по її висоті, а відбійник-стабілізатор встановлений на рівні дна кожуха теплообмінника, завихрювач продуктів горіння виконаний у вигляді порожнистої кришки щонайменше з двома «Е зо Вертикально установленими і сполучними з нею трубами, розташованими діаметрально протилежно або рівномірно по периферії основної камери допалювання з кільцевим проміжком між ними і боковою стінкою цієї о камери, причому кожна труба завихрювача заглушена знизу і має поздовжньо виконані преривчасті прорізиабо су отвори, спрямовані в одному напрямку по дотичних до кола, на якому ці труби розташовані, а нижня стінка кришки завихрювача має прорізи або отвори, через які порожнина кришки сполучена з першою додатковою о з5 камерою допалювання. сThe task is solved by the fact that the heat-generating installation, which contains a vertical chamber lined from the inside with a refractory material for ignition and primary combustion of fine-fraction or lump fuel with a grate, a chamber for afterburning combustion products, located coaxially above the ignition and primary combustion chamber, a baffle-stabilizer, located between the mentioned chambers, 2o Shell-and-tube heat exchanger with two concentric rows of pipes, a device for supplying fine-fraction fuel to the ignition and primary combustion chamber and an ash residue accumulator, located under the grate, according to a useful model, has two additional afterburning chambers of combustion products, located coaxially with the main afterburning chamber , and the first additional afterburning chamber in the direction of movement of combustion products is located in the upper part of the installation above the main afterburning chamber and is equipped with an air-injecting swirler of combustion products and is adjacent to of the main afterburning chamber and is connected to the inner row of heat exchanger pipes, the second additional afterburning chamber is located in the lower part of the heat exchanger and is connected to the inner and outer rows of its pipes, the heat exchanger covers the main afterburning chamber coaxially along its height, and the stabilizer baffle is installed at the level of the bottom of the casing heat exchanger, the swirler of combustion products is made in the form of a hollow cover with at least two vertically installed and connecting pipes located diametrically opposite or evenly along the periphery of the main combustion chamber with an annular gap between them and the side wall of this chamber, and each swirler pipe is blocked from below and has longitudinally interrupted slots or holes directed in one direction tangent to the circle on which these pipes are located, and the lower wall of the swirler cover has slots or holes through which the cover cavity is connected to the first additional afterburning chamber. with

В інших конкретних формах виконання установка має наступні відмінності.In other specific embodiments, the installation has the following differences.

Кришка завихрювача оснащена щонайменше двома патрубками, якими вона сполучена з кожухом теплообмінника, і ці патрубки розташовані у першій додатковій камері допалювання діаметрально протилежно або рівномірно по колу між внутрішнім рядом труб теплообмінника і боковою стінкою основної камери « допалювання, а внутрішня циліндрична стінка другої додаткової камери допалювання має отвори, виконані з с рівномірно по колу, якими ця камера сполучена з кожухом теплообмінника.The cover of the swirler is equipped with at least two nozzles with which it is connected to the heat exchanger casing, and these nozzles are located in the first additional afterburning chamber diametrically opposite or evenly in a circle between the inner row of heat exchanger pipes and the side wall of the main afterburning chamber, and the inner cylindrical wall of the second additional afterburning chamber has holes made with c evenly around the circle, which connect this chamber to the heat exchanger casing.

Відбійник-стабілізатор виконаний у вигляді двох шайб з вогнетривкого матеріалу і має отвір у центральній ;» частині, причому поверхні відбійника-стабілізатора, обернені до основної камери допалювання і до камери запалювання і первинного горіння, мають форму конусоподібних воронок.The stabilizer-bouncer is made in the form of two washers made of fire-resistant material and has a hole in the central one;" part, and the surfaces of the bumper-stabilizer facing the main afterburning chamber and the ignition and primary combustion chamber have the shape of cone-shaped funnels.

Відбійник-стабілізатор в горизонтальній площині має канали між утворюючими його шайбами з вогнетривкого ко матеріалу, якими центральна частина відбійника-стабілізатора сполучена з кожухом теплообмінника, причому ці канали виконані радіальне або тангенціальне до отвору у згаданій центральній частині. о Нижня частина основної камери допалювання футерована зсередини вогнетривким матеріалом, наприклад о шамотом.The baffle-stabilizer in the horizontal plane has channels between the washers that form it made of refractory material, by which the central part of the baffle-stabilizer is connected to the heat exchanger casing, and these channels are made radial or tangential to the hole in the mentioned central part. o The lower part of the main afterburning chamber is lined from the inside with a fire-resistant material, for example o fireclay.

Футерівка камери запалювання і первинного горіння та основної камери допалювання виконана у вигляді о циліндричних блоків, причому вони встановлені з кільцевим проміжком між їх зовнішніми поверхнями і ї» внутрішньою поверхнею кожуха цих камер.The lining of the ignition and primary combustion chamber and the main afterburner chamber is made in the form of cylindrical blocks, and they are installed with an annular gap between their outer surfaces and the inner surface of the casing of these chambers.

Камера запалювання і первинного горіння має співвісний з нею кожух, встановлений з кільцевим проміжком між її бічною стінкою і стінкою кожуха, причому цей проміжок у верхній частині його сполучений з кожухом ов теплообмінника.The ignition and primary combustion chamber has a casing coaxial with it, installed with an annular gap between its side wall and the wall of the casing, and this gap in its upper part is connected to the casing of the heat exchanger.

Камера запалювання і первинного горіння має люк для кускового палива з герметично зачинюваними с дверцятами, розташований у верхній або середній частині цієї камери на її бічній стінці.The ignition and primary combustion chamber has a hatch for lump fuel with hermetically closed doors, located in the upper or middle part of this chamber on its side wall.

Дно камери запалювання і первинного горіння виконано у вигляді конусоподібної чаші з отвором у центральній частині, а колосникова решітка розташована під цим отвором. во Пристрій для подачі дрібнофракційного палива розташований на рівні верхнього краю конусоподібної чаші дна камери запалювання і первинного горіння.The bottom of the ignition and primary combustion chamber is made in the form of a cone-shaped bowl with a hole in the central part, and the grate is located under this hole. The device for supplying fine-fraction fuel is located at the level of the upper edge of the cone-shaped bowl of the bottom of the ignition and primary combustion chamber.

Пристрій для подачі дрібнофракційного палива розташований радіальне у накопичувачі зольного залишку і має відігнутий плавно догори патрубок, введений у камеру запалювання і первинного горіння через колосникову решітку по осі цієї камери. 65 Друга додаткова камера допалювання має щонайменше два люки з герметично зачиненими дверцятами або щитками, розташовані на зовнішній бічній стінці цієї камери.The device for supplying fine-fraction fuel is located radially in the ash residue accumulator and has a pipe bent smoothly upwards, introduced into the ignition and primary combustion chamber through the grate along the axis of this chamber. 65 The second additional combustion chamber has at least two hatches with hermetically closed doors or shields located on the outer side wall of this chamber.

Перша додаткова камера допалювання оснащена екраном у вигляді тонкого круга з циліндричною обичайкою по висоті цієї камери, виконаним із жаростійкого матеріалу і встановленим з проміжком між нижньою стінкою кришки завихрювача і згаданим кругом та з кільцевим проміжком між бічною стінкою камери і обичайкою екрана, причому екран має на крузі концентричне розташовані від осі до його периферії отвори, які суттєво зміщені відносно отворів або прорізів у нижній стінці кришки завихрювача, та щонайменше один ряд отворів на обичайці, виконаних по колу в горизонтальній площині, через які зазначені проміжки сполучені з простором цієї камери.The first additional afterburning chamber is equipped with a screen in the form of a thin circle with a cylindrical cover along the height of this chamber, made of heat-resistant material and installed with a gap between the lower wall of the swirler cover and the mentioned circle and with an annular gap between the side wall of the chamber and the screen cover, and the screen has in a concentric circle, holes are located from the axis to its periphery, which are significantly shifted relative to the holes or slots in the lower wall of the swirler cover, and at least one row of holes on the base, made in a circle in the horizontal plane, through which these gaps are connected to the space of this chamber.

Верхня частина камери запалювання і первинного горіння оснащена тангенціальним завихрювачем продуктів горіння з одним, двома або трьома патрубками подачі повітря у цю частину, розташованими в горизонтальній 7/0 площині рівномірно по колу, якщо їх більше одного.The upper part of the ignition and primary combustion chamber is equipped with a tangential swirler of combustion products with one, two or three nozzles for air supply to this part, located in the horizontal 7/0 plane evenly around the circle, if there are more than one.

Один з патрубків тангенціальної подачі повітря у верхню частину камери запалювання і первинного горіння має відгалуження, яке підведене до кільцевого проміжку між футерованим блоком у цій частині і внутрішньою стінкою кожуха камери.One of the nozzles for the tangential supply of air to the upper part of the ignition and primary combustion chamber has a branch that is connected to the annular gap between the lined block in this part and the inner wall of the chamber casing.

Кільцевий проміжок між камерою запалювання і первинного горіння та охоплюючим Її співвісно кожухом має 7/5 буцільну перегородку, розташовану над патрубком подачі у цю камеру дрібнофракційного палива і/або над патрубком подачі повітря у придонну частину цієї камери.The annular gap between the ignition and primary combustion chamber and its co-axially covering casing has a 7/5-bullet partition located above the small-fraction fuel supply nozzle into this chamber and/or above the air supply nozzle into the bottom part of this chamber.

Запропоноване виконання теплогенеруючої установки, тобто з двома додатковими камерами допалювання при зазначеному їх розташуванні відносно основної камери допалювання та теплообмінника і оснащенні засобами стимуляції процесу горіння та завихрювачами повітря і продуктів горіння, дозволяє, з одного боку, 2о суттєво подовжити шлях переміщення (час перебування) продуктів горіння як в основній камері допалювання, так і в додаткових, при значно збільшеному збагаченні їх киснем повітря. Це забезпечує повне і рівномірне допалювання продуктів в означених зонах установки та в трубах теплообмінника і виключає необхідність повернення їх (наприклад, за допомогою циклона) на допалювання у камеру первинного горіння, що спрощує конструкцію, виготовлення і експлуатацію установки у порівнянні з наведеними аналогами та підвищує її ов ефективність. Технічним результатом є також те, що поступове (поетапне) збагачення процесу горіння повітрям по ходу переміщення продуктів підвищує стабільність, надійність і керованість процесом. З другого боку, таке т виконання установки (взаєморозташування всіх камер допалювання, теплообмінника та інших складових частин) значно зменшує розміри її шахти по висоті, отже й установки в цілому, чим забезпечуються компактність Її, менша матеріаломісткість і краща транспортабельність. «г зо Розміщення відбійника-стабілізатора на рівні дна кожуха теплообмінника (не вище) запобігає інтенсивному відведенню тепла від камери запалювання і первинного горіння через бічну стінку. Завдяки цьому в цій камері о постійно (і зразу після звичайного одноразового підпалювання) підтримується в авторежимі достатньо висока о температура. Тому необхідність в спеціальній подачі розжигового палива відпадає, що спрощує систему запалювання і робить її більш економічною у випадках використання палива з великою парусністю частинок. оThe proposed execution of the heat-generating installation, i.e. with two additional afterburning chambers at the indicated location relative to the main afterburning chamber and the heat exchanger and equipped with means of stimulation of the combustion process and swirlers of air and combustion products, allows, on the one hand, to significantly extend the path of movement (residence time) of products by 2o combustion both in the main afterburning chamber and in additional ones, with a significantly increased enrichment of their air with oxygen. This ensures complete and uniform afterburning of the products in the specified areas of the installation and in the heat exchanger pipes and eliminates the need to return them (for example, with the help of a cyclone) for afterburning in the primary combustion chamber, which simplifies the design, manufacture and operation of the installation in comparison with the above analogues and increases its efficiency. The technical result is also that the gradual (staged) enrichment of the combustion process with air during the movement of products increases the stability, reliability and controllability of the process. On the other hand, this type of execution of the installation (mutual arrangement of all afterburning chambers, heat exchanger and other components) significantly reduces the dimensions of its mine in height, and therefore of the installation as a whole, which ensures its compactness, lower material capacity and better transportability. Placement of the stabilizer-bumper at the level of the bottom of the heat exchanger casing (not higher) prevents the intense removal of heat from the ignition chamber and primary combustion through the side wall. Due to this, in this chamber o constantly (and immediately after the usual one-time ignition) a sufficiently high temperature is maintained in auto mode. Therefore, there is no need for a special supply of ignition fuel, which simplifies the ignition system and makes it more economical in cases of using fuel with high particle buoyancy. at

Згаданому авторежиму первинного горіння сприяє також вибрані форма і конструкція відбійника-стабілізатора. сThe mentioned auto-mode of primary combustion is also facilitated by the selected shape and design of the bumper-stabilizer. with

Нижче розміщення відбійника-стабілізатора можливе, але при цьому скорочується висота камери запалювання і первинного горіння, що є неприйнятним у випадку використання кускового палива, оскільки об'єм цієї камери для такого палива стає замалим. Отже вибране розміщення відбійника-стабілізатора є оптимальним.Placing the stabilizer bumper lower is possible, but at the same time, the height of the ignition and primary combustion chamber is reduced, which is unacceptable in the case of using lump fuel, since the volume of this chamber becomes too small for such fuel. Therefore, the chosen placement of the bumper-stabilizer is optimal.

Конструкція завихрювача продуктів горіння, з одного боку, запобігає перегріву верхньої частини шахти з « 470 основною камерою допалювання та першої додаткової камери допалювання, а з другого, забезпечує в с інтенсивний гвинтоподібний рух продуктів горіння в основній і першій додатковій камерах допалювання та . упереджує налипання частинок палива, які сюди проникли через відбійник-стабілізатор, на бічні поверхні цих и?» камер і кришку завихрювача, а також осідання сажі на ці поверхні.The design of the swirler of combustion products, on the one hand, prevents overheating of the upper part of the mine with " 470 the main afterburning chamber and the first additional afterburning chamber, and on the other hand, it ensures an intense helical movement of combustion products in the main and first additional afterburning chambers and . prevents the sticking of fuel particles, which have penetrated here through the stabilizer deflector, on the side surfaces of these and? chambers and swirler cover, as well as the deposition of soot on these surfaces.

Таким чином, зазначені відмітні ознаки теплогенеруючої установки, що заявляється, є взаємозв'язаними, взаємодоповнюючими і обумовлюють разом ефективне протікання процесу горіння і допалювання з високим ко к.к.д. теплотворення і теплопередачі. У відриві одної ознаки від другої кожна з них є корисною, але не самодостатньою, і тому як самостійний об'єкт не класифікується. Сукупність цих відмітних ознак, викладених у о незалежному пункті формули, не була виявлена у відомих технічних рішеннях. о В інших конкретних формах виконання складових частин і елементів установки удосконалення спрямовані на забезпечення можливості використання її для різних видів палива, в тому числі кускового, покращення о технологічності конструкції, більш повне використання теплової енергії, більш ефективне допалювання продуктів ї» горіння в нижній частині основної камери, покращення експлуатаційних характеристик установки, в тому числі її обслуговування, тощо.Thus, the indicated distinctive features of the claimed heat-generating installation are interconnected, mutually complementary and determine together the effective flow of the combustion and afterburning process with a high co.c.c.d. heat generation and heat transfer. In the separation of one feature from another, each of them is useful, but not self-sufficient, and therefore is not classified as an independent object. The set of these distinguishing features set forth in the independent clause of the formula was not found in known technical solutions. o In other specific forms of performance of the component parts and elements of the installation, improvements are aimed at ensuring the possibility of using it for various types of fuel, including lump fuel, improving the manufacturability of the design, more complete use of thermal energy, more effective afterburning of combustion products in the lower part of the main cameras, improvement of operational characteristics of the installation, including its maintenance, etc.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображені: на Фіг.1 - загальний вигляд універсальної теплогенеруючої установки, поздовжній розріз; на Фіг.2 - розріз А-А на Фіг.1; с на Фіг.З - розріз Б-Б на Фіг.1; на Фіг.4 - схема руху повітря і продуктів горіння в основній і першій додатковій камерах допалювання в поперечному перерізі цих камер; во на Фіг.5 - місце | на Фіг.1, варі-конструктивного виконання; на Фіг.б - місце 11 на фіг.1, варіант конструктивного виконання; на Фіг.7 - варіант конструктивного виконання нижньої частини установки, поздовжній розріз.The essence of the useful model is explained by the drawings, which show: Fig. 1 - general view of the universal heat-generating unit, longitudinal section; in Fig. 2 - section A-A in Fig. 1; c in Fig. 3 - section B-B in Fig. 1; Fig. 4 is a diagram of the movement of air and combustion products in the main and first additional combustion chambers in the cross section of these chambers; in Fig. 5 - place | in Fig. 1, vari-constructive execution; in Fig. b - place 11 in Fig. 1, a variant of the constructive execution; in Fig. 7 - a variant of the construction of the lower part of the installation, longitudinal section.

Установка на Фіг1 призначена для роботи в будь-якому режимі експлуатації: повітронагрівному, водогрійному або парогенеруючому. Вона складається з таких основних частин: камери 1 запалювання і 65 первинного горіння палива, основної камери 2 допалювання продуктів горіння, відбійника-стабілізатора 3, двох додаткових камер допалювання продуктів горіння 4 і 5, кожухотрубчастого теплообмінника б з двома концентричними рядами труб 7 і 8, повітронагнітаючого завихрювача продуктів горіння 9, пристрою 10 подачі дрібнофракційного палива у камеру 1 (показаний спрощено), нако-пичувача-бункера 11 зольного залишку та камери 12 з трубою 13 для виведення назовні відпрацьованого газу.The installation in Fig. 1 is designed to work in any mode of operation: air-heating, water-heating or steam-generating. It consists of the following main parts: chamber 1 for ignition and 65 primary combustion of fuel, main chamber 2 for afterburning combustion products, baffle-stabilizer 3, two additional chambers for afterburning combustion products 4 and 5, shell-and-tube heat exchanger b with two concentric rows of pipes 7 and 8, an air-injecting swirler of combustion products 9, a device 10 for supplying fine-fraction fuel to the chamber 1 (shown in a simplified manner), an ash residue accumulator-hopper 11, and a chamber 12 with a pipe 13 for exhaust gas discharge to the outside.

Камера 1 має переважно циліндричну форму (можливе виконання її огранною в поперечному перерізі) і футерована зсередини по всій висоті блоками 14,15 та 16 з вогнетривкого матеріалу, наприклад шамоту, причому ці блоки встановлені з кільцевим зазором (проміжком) між їх зовнішніми поверхнями та внутрішньою поверхнею кожуха камери 1. На бічній стінці цієї камери у верхній її частині або посередині виконано люк 17 з герметично зачинюваними дверцятами 18 для завантаження кускового палива. Дверцята оснащені вставкою 19 7/0 З вогнетривкого матеріалу по розмірах відповідного отвору у блоці 15. Вона запобігає втраті тепла через люк 17 і захищає дверцята 18 від перегріву. Зовні камеру 1 охоплює співвісний з нею кожух 20, встановлений з кільцевим проміжком між бічною стінкою цієї камери і стінкою кожуха, причому цей проміжок у верхній його частині сполучений з кожухом теплообмінника 6, а в нижній частині має суцільну перегородку 21, розташовану в горизонтальній площині. Дно камери 1 виконано у вигляді конусоподібної чаші 22 з отвором у центральній /5 частині, під яким розташована колосникова решітка 23. На рівні верхнього краю чаші 22 у камеру 1 уведено тангенціальне до внутрішньої поверхні блока 14 патрубок 24 пристрою 10 подачі ДФ-палива (Фіг.2). Таким же чином над чашею 22 розташовано патрубок 25 регульованої подачі у камеру 1 повітря. При внутрішньому діаметрі камери до 0,5 м його встановлюють діаметрально протилежно до патрубка 24. Якщо діаметр камери 1 більше 0,5м, то доцільно оснащувати її двома патрубками подачі повітря. В цьому випадку їх розташовують наThe chamber 1 has a predominantly cylindrical shape (it is possible to make it faceted in the cross section) and lined from the inside along the entire height with blocks 14, 15 and 16 made of a refractory material, such as fireclay, and these blocks are installed with an annular gap (gap) between their outer surfaces and the inner the surface of the casing of chamber 1. On the side wall of this chamber, in its upper part or in the middle, there is a hatch 17 with a hermetically closed door 18 for loading lump fuel. The door is equipped with an insert 19 7/0 Made of fire-resistant material according to the dimensions of the corresponding hole in the block 15. It prevents heat loss through the hatch 17 and protects the door 18 from overheating. Externally, the chamber 1 covers the casing 20 coaxial with it, installed with an annular gap between the side wall of this chamber and the wall of the casing, and this gap in its upper part is connected to the casing of the heat exchanger 6, and in the lower part it has a continuous partition 21, located in a horizontal plane. The bottom of the chamber 1 is made in the form of a cone-shaped bowl 22 with an opening in the central /5 part, under which the grill grate 23 is located. At the level of the upper edge of the bowl 22, a tangential to the inner surface of the unit 14 nozzles 24 of the DF fuel supply device 10 is introduced into the chamber 1 (Fig. .2). In the same way, above the bowl 22 there is a nozzle 25 for adjustable supply of air to the chamber 1. When the inner diameter of the chamber is up to 0.5 m, it is installed diametrically opposite to the nozzle 24. If the diameter of the chamber 1 is more than 0.5 m, it is advisable to equip it with two air supply nozzles. In this case, they are placed on

Куті 120 град. від патрубка 24 по обидві сторони. Аналогічний патрубок 26 виконано у верхній частині камери 1 для подачі в цю зону вторинного повітря у випадку експлуатації установки на кусковому паливі. Кількість патрубків 26 (один, два або три) вибирають також в залежності від внутрішнього діаметра камери 1. Один з цих патрубків має відгалуження 27, яке підведено через кожух камери 1 до кільцевого зазору між блоком 16 і внутрішньою стінкою кожуха.Angles 120 degrees. from nozzle 24 on both sides. A similar nozzle 26 is made in the upper part of the chamber 1 for supplying secondary air to this zone in the case of operation of the unit on lump fuel. The number of nozzles 26 (one, two or three) is also chosen depending on the inner diameter of the chamber 1. One of these nozzles has a branch 27, which is brought through the casing of the chamber 1 to the annular gap between the block 16 and the inner wall of the casing.

Камера 2 (допалювання продуктів горіння) розташована співвісно над камерою 1. Між цими камерами на рівні дна кожуха теплообмінника 6 встановлено відбійник-стабілізатор 3, утворений двома ідентичними прилягаючими - одна до другої шайбами з вогнетривкого матеріалу (шамоту) з отворами однакового діаметра у центральній частині. Поверхні цих шайб, обернені до камер 1 і 2, виконані у вигляді конусоподібних воронок з такими ж розмірами, як і розміри чаші 22 (з метою уніфікації цих елементів). В контактуючих торцях шайб виконано «г зо радіальне або тангенціальне до отворів у їх центральних частинах канавки (Фіг.3), які при складені шайб утворюють канали, що сполучають центральну частину відбійника-стабілізатора з кільцевим зазором (проміжком) о між шайбами і стінкою кожуха камери ( в універсальному варіанті виконання установки) або з кожухом о теплообмінника (тільки у повітронагрівному варіанті). При тангеціальному виконанні каналів У відбійнику-стабілізаторі (ВС) оснащення камери 1 патрубком (патрубками) 26 є необов'язковим, особливо при оChamber 2 (afterburning of combustion products) is located coaxially above chamber 1. Between these chambers, at the bottom level of the heat exchanger casing 6, a baffle-stabilizer 3 is installed, formed by two identical washers made of refractory material (chamotte) adjacent to each other, with holes of the same diameter in the central part . The surfaces of these washers facing chambers 1 and 2 are made in the form of cone-shaped funnels with the same dimensions as the dimensions of bowl 22 (in order to unify these elements). In the contacting ends of the washers, there is a groove radial or tangential to the holes in their central parts of the groove (Fig. 3), which, when the washers are folded, form channels connecting the central part of the bumper-stabilizer with the annular gap (gap) o between the washers and the casing wall camera (in the universal version of the installation) or with a cover for the heat exchanger (only in the air-heating version). In the case of tangential execution of the channels In the baffle-stabilizer (BS), equipping the chamber 1 with a pipe (pipes) 26 is optional, especially when o

Зв невеликих розмірах (діаметрі і висоті) камери 1. В цьому випадку повітря підводять тільки до згаданих с каналів ВС за допомогою одного радіального патрубка, який врізають у стінку кожуха камери 1 аналогічно відгалуженню 27, що спрощує виготовлення цієї частини установки. Нижня частина камери 2 футерована зсередини блоком 28 з вогнетривкого матеріалу таких же розмірів, як і блоки 14-16 камери 1. Цей блок прилягає до верхньої шайби ВС і зафіксований від можливого зміщення при транспортуванні установки (в « горизонтальному положенні) за допомогою трьох-чотирьох кутників 29, прикріплених до бічної стінки камери 2. ств) с Блок 28, як і блоки 14-16 у камері 1, встановлений з кільцевим зазором (проміжком) між ним і стінкою камери . 2, що запобігає надто інтенсивному відведенню тепла з цих зон горіння через металеві стінки (кожух) камер. и?» Перша додаткова камера 4 допалювання продуктів горіння розташована співвісно з основною камерою 2 допалювання над нею, тобто у верхній частині установки, і оснащена повітронагнітаючим завихрювачем 9 продуктів горіння. Периферійна зона цієї камери сполучена з внутрішнім рядом труб 7 теплообмінника 6, аBecause of the small dimensions (diameter and height) of chamber 1. In this case, air is supplied only to the above-mentioned air ducts with the help of one radial nozzle, which is cut into the wall of the casing of chamber 1, similarly to the branch 27, which simplifies the manufacture of this part of the installation. The lower part of chamber 2 is lined from the inside with a block 28 made of refractory material of the same dimensions as blocks 14-16 of chamber 1. This block adjoins the upper washer of the VS and is fixed against possible displacement during transportation of the installation (in a horizontal position) with the help of three or four of angle brackets 29 attached to the side wall of chamber 2. stv) c Block 28, like blocks 14-16 in chamber 1, is installed with an annular gap (gap) between it and the chamber wall. 2, which prevents excessive heat removal from these combustion zones through the metal walls (casing) of the chambers. and?" The first additional chamber 4 afterburning combustion products is located coaxially with the main afterburning chamber 2 above it, that is, in the upper part of the installation, and is equipped with an air-injecting swirler 9 of combustion products. The peripheral zone of this chamber is connected to the inner row of pipes 7 of the heat exchanger 6, a

ГІ центральна примикає до простору камери 2.The central GI adjoins the space of chamber 2.

Завихрювач 9 виконаний у вигляді порожнистої кришки 30 щонайменше з двома вертикально установленими о і сполученими з нею трубами 31, розташованими діаметрально протилежно (якщо їх дві) або рівномірно по колу о (якщо їх більше двох) по периферії камери 2 з кільцевим проміжком між ними і боковою стінкою цієї камери (див. Фіг.4). Кожна труба 31 заглушена знизу і має поздовжньо виконані преривчасті прорізи або отвори, о спрямовані в одному напрямку (в представленому кресленні проти годинникової стрілки, як і тангенціальні ї» патрубки 25 і 26) по дотичних до кола, на якому труби розташовані. Нижня стінка кришки 30 завихрювача має концентричні ряди отворів, через які порожнина кришки сполучена з камерою 4. До центральної частини кришкиThe swirler 9 is made in the form of a hollow cover 30 with at least two vertically installed o and connected to it pipes 31, located diametrically oppositely (if there are two of them) or evenly around the circle o (if there are more than two of them) along the periphery of the chamber 2 with an annular gap between them and side wall of this chamber (see Fig. 4). Each pipe 31 is blocked from below and has longitudinally made discontinuous slots or holes, directed in one direction (in the presented drawing counterclockwise, as well as tangential nozzles 25 and 26) tangential to the circle on which the pipes are located. The lower wall of the cover 30 of the swirler has concentric rows of holes through which the cover cavity is connected to the chamber 4. To the central part of the cover

ЗО через камеру 12 підведено патрубок 32 для подачі у завихрювач повітря. З метою захисту внутрішніх стінок в Камери 4 від перегріву остання оснащена екраном 33 у вигляді тонкого круга з циліндричною обичайкою по висоті цієї камери. Екран виконаний із жаростійкого матеріалу (сталі) і встановлений з проміжком між нижньою с стінкою кришки З0 і згаданим кругом та з кільцевим проміжком між бічною стінкою камери 4 і обичайкою екрана.ZO through the chamber 12, a nozzle 32 is connected for supplying air to the swirler. In order to protect the internal walls of Chamber 4 from overheating, the latter is equipped with a screen 33 in the form of a thin circle with a cylindrical border along the height of this chamber. The screen is made of a heat-resistant material (steel) and is installed with a gap between the lower wall of the cover Z0 and the mentioned circle and with an annular gap between the side wall of the chamber 4 and the edge of the screen.

У верхній частині екран 33 має концентричне розташовані від осі до його периферії отвори, які суттєво зміщені ( на 1/2 кроків між отворами по діаметрах і радіусах, на яких вони виконані) відносно отворів у нижній стінці бо Кришки ЗО завихрювача. У нижній частині екрана 33 (на обичайці) виконано по колу ряд отворів, через які кільцевий проміжок між стінками камери 4 і обичайки екрана сполучений з цією камерою.In the upper part, the screen 33 has holes concentrically located from the axis to its periphery, which are significantly shifted (by 1/2 steps between the holes in terms of diameters and radii, on which they are made) relative to the holes in the lower wall of the cover ZO of the swirler. In the lower part of the screen 33 (on the cover) a number of holes are made in a circle, through which the annular space between the walls of the chamber 4 and the cover of the screen is connected to this camera.

Друга додаткова камера 5 допалювання продуктів горіння розташована у нижній частині теплообмінника 6 і сполучена з внутрішнім 7 і зовнішнім 8 рядами його труб. Вона має щонайменше два люки з герметично зачиненими дверцятами (або щитками) 34, розташованими діаметрально протилежно на зовнішній бічній стінці 65 цієї камери (для профілактичного огляду камери).The second additional chamber 5 for afterburning combustion products is located in the lower part of the heat exchanger 6 and is connected to the inner 7 and outer 8 rows of its pipes. It has at least two hatches with hermetically sealed doors (or shields) 34 located diametrically opposite on the outer side wall 65 of this chamber (for preventive inspection of the chamber).

Для зменшення втрат тепла стінки кожуха теплообмінника та його вхідний і вихідні патрубки мають теплоїзолюючу обмурівку 35, наприклад на основі азбесто-алебастрової суміші, армованої металевою сіткою і обгорненої алюмофольгою або склотканиною. Установка змонтована на опорній плиті 36 з гвинтами по кутах для виставлення Її по вертикалі.To reduce heat loss, the walls of the heat exchanger casing and its inlet and outlet nozzles have a heat-insulating wall 35, for example, based on an asbestos-alabaster mixture, reinforced with a metal mesh and wrapped with aluminum foil or fiberglass. The installation is mounted on a base plate 36 with screws at the corners for placing it vertically.

Перед пуском установки її теплообмінник б приєднують вхідним і вихідними патрубками до мережі використання теплової енергії: у повітронагрівному варіанті експлуатації - до повітропроводів у приміщеннях, камерах сушки, оранжереях тощо; у водогрійному або парогенеруючому - до відповідних батарей, резервуарів.Before starting the installation, its heat exchanger is connected to the network of heat energy use by the input and output pipes: in the air-heating version of operation - to air ducts in rooms, drying chambers, greenhouses, etc.; in a water-heating or steam-generating one - to the corresponding batteries, tanks.

Якщо теплоносієм е вода, то нею наповнюють кожух теплообмінника повністю, забезпечуючи циркуляцію води в мережі. У парогенеругочому варіанті експлуатації установки теплообмінник наповнюють водою до рівня, 70 обмеженого значком м (і звичайно відповідним датчиком). У короткочасному (демонстраційному) режимі установка може працювати без циркуляції в ній теплоносія.If the heat carrier is water, then the heat exchanger casing is completely filled with it, ensuring the circulation of water in the network. In the steam-generating version of the unit's operation, the heat exchanger is filled with water to the level 70 limited by the symbol m (and, of course, the corresponding sensor). In the short-term (demonstration) mode, the installation can work without circulation of the coolant in it.

Працює установка таким чином.The installation works like this.

Для розпалювання камери 1 через люк 17 на колосникову решітку 23 закидають скручений і підпалений папір або смолоскип з паклі, на який поступово насипають невелику кількість (2-3 кг) сухої стружки, трісок і т.п. 7/5 Відходів деревини, після чого люк 17 закривають. Коли засипане у камеру паливо розгориться (орієнтовно через 3-5 хв.), в придонну частину камери тангенціальне до її внутрішньої поверхні (Фіг.2) подають за допомогою пристрою 10 через патрубок 24 дрібнофракційне паливо у псевдорозрідженому вигляді. Для розрідження використовують на початку роботи установки звичайне (тобто не підігріте і не вторинне) повітря, яке нагнітають у патрубок 24 вентилятором з нижньої частини кільцевого проміжку між камерою 1 і охоплюючим Її Кожухом 20. В результаті на вході в означену зону частинки ДФ-палива мають певну початкову швидкість, з якою вони пере-переміщаються вздовж поверхонь камери 1 (блока 14 та чаші 22) спершу по колоподібних траєкторіях. Одночасно з подачею палива в придонну частину камери 1 також тангенціальне (див. Фіг.2) подають через патрубок 25 повітря. Оскільки патрубки 24 і 25 розташовані діаметрально протилежно, то в нижній частині камери створюється симетричний вихровий (віхоловий) рух повітря і частинок палива. Внаслідок цього, а також ов Піддуву повітря через колосникову решітку, частинки зазначених видів ДФ-палива, які характеризуються суттєвою парусністю, піднімаються догори по гвинтових траєкторіях і загоряються. За деякий час (практично т хвилин за 15-20 від запуску) камера 1 достатньо прогрівається і входить в робочий авторежим, який забезпечується рівномірною подачею палива і відрегульованою подачею повітря через патрубок 25 і колосникову решітку. При цьому через патрубки 24 і 25 в камеру 1 надходить з кільцевого проміжку між кожухом «г зо Камери 1 ї кожухом 20 вже підігріте в цьому проміжку повітря, що забезпечує підтримання температури в камері 1 на високому рівні і водночас стабілізує процес запалювання розрідженої повітряно-паливної суміші, яка о утворюється в камері. оTo ignite the chamber 1, through the hatch 17, on the grate 23, twisted and lit paper or a torch from a bundle is thrown, on which a small amount (2-3 kg) of dry shavings, wood chips, etc. is gradually poured. 7/5 Waste wood, after which hatch 17 is closed. When the fuel poured into the chamber ignites (approximately after 3-5 minutes), small-fraction fuel in a pseudo-liquefied form is fed into the bottom part of the chamber tangential to its inner surface (Fig. 2) using the device 10 through the nozzle 24. For rarefaction, at the beginning of the operation of the installation, ordinary (that is, not heated and not secondary) air is used, which is injected into the nozzle 24 by a fan from the lower part of the annular space between the chamber 1 and the Cover 20 covering it. As a result, at the entrance to the specified zone, the DF fuel particles have a certain initial speed with which they move along the surfaces of chamber 1 (block 14 and bowl 22) first along circular trajectories. Simultaneously with the supply of fuel to the bottom part of the chamber 1, tangential air (see Fig. 2) is supplied through the nozzle 25. Since nozzles 24 and 25 are diametrically opposite, a symmetrical vortex (swirling) movement of air and fuel particles is created in the lower part of the chamber. As a result of this, as well as due to the blowing of air through the grate, particles of the specified types of DF fuel, which are characterized by significant buoyancy, rise up along helical trajectories and ignite. After some time (practically t minutes after 15-20 from start-up), chamber 1 warms up sufficiently and enters the working auto mode, which is ensured by uniform fuel supply and regulated air supply through the nozzle 25 and the grate. At the same time, through nozzles 24 and 25, air already heated in this gap enters chamber 1 from the annular gap between the casing "g" of Chamber 1 and the casing 20, which ensures that the temperature in chamber 1 is maintained at a high level and at the same time stabilizes the ignition process of the rarefied air-fuel mixture that is formed in the chamber. at

Під дією висхідного потоку продуктів горіння частинки палива переміщаються вверх, обертаючись відносно осі камери 1, і таким чином їх рух в камері залишається гвинтоподібним. Цьому у верхній частині камери 1 оUnder the influence of the upward flow of combustion products, the fuel particles move upwards, rotating relative to the axis of the chamber 1, and thus their movement in the chamber remains helical. To this in the upper part of the chamber 1 o

Зв сприяє тангенціальний завихрювач, роль якого відіграє патрубок (патрубки) 26 подачі вторинного повітря. У цей с патрубок (патрубки) підігріте повітря подається з накопичувача 11 зольного залишку за допомогою другого вентилятора (на кресленні він умовно не показаний). Крім згаданого додаткового закручування повітря і продуктів горіння в цій зоні відбувається також збагачення останніх киснем повітря, що надходить. Це прискорює процес спалювання всіх фракцій палива. Подвійне закручування частинок палива і продуктів горіння в « камері 1, тобто в придонній і верхній зонах її, "стискає" гвинтоподібні траєкторії їх руху. В результаті шлях з с переміщення, отже і час перебування, їх у камері 1 суттєво збільшується, а тому ефективність первинного горіння при наявному тут надлишку окислювача підвищується. ;» Звичайно при такому (віхоловому) русі повітря і газів (продуктів горіння) внаслідок перепаду тиску від центральної зони камери 1 до її периферії фракції палива, що мають відносно велику питому (до їх маси) парусність, перебувають у своєму гвинтоподібному русі переважно на периферії, де тиск понижений. Тому, якщо ко вони, піднявшись уверх, не встигають догоріти, то вдаряються у нижню шайбу відбійника-стабілізатора З і повертаються вниз. Оскільки ж відбійна поверхня цієї шайби ВС конусоподібна, то великі частинки вона відбиває о у центральну зону, з якої вони знову "перелітають" під дією перепаду тиску на периферію і, врешті решт, о догоряють. Дрібні частинки, з малою парусністю поверхонь і малою масою, проникають разом з газоподібними 5р продуктами горіння (в подальшому скорочено ГПГ) у при осьовому висхідному потоці через центральну частину о ВС у камеру 2. При цьому відбувається додаткове (друге) збагачення ГПГ киснем повітря, що подається Через ї» канали ВС. Водночас струмені повітря, які виходять з цих каналів, частково перешкоджають проходу через ВС недогорілих частинок палива, тобто і завдяки цьому покращуються сепараційні властивості ВС. В результаті в камеру 2 надходять тільки ГПГ і найдрібніші частинки палива. На шляху свого переміщення вверх вони ов попадають під дію струменів повітря, що подається з прорізів (отворів) у трубах 31 завихрювача 9, яке втретє збагачує процес горіння киснем і одночасно суттєво підсилює гвинтоподібний рух продуктів горіння. Завдяки с останньому і в цій камері та у примикаючій до неї додатковій камері 4 подовжується шлях (і відповідно час) перебування частинок палива і ГПГ. В результаті процес допалювання стає більш ефективним та рівномірним і стабільним по висоті камери 2, не перегріваються окремі ділянки кожуха камери, можуть бути суттєво зменшені бо розміри, особливо висота, камери, яка обумовлює масогабаритні параметри установки в цілому.It is facilitated by a tangential swirler, the role of which is played by the secondary air supply pipe (pipes) 26. Heated air is supplied to this pipe (pipes) from the ash residue accumulator 11 with the help of a second fan (it is conventionally not shown in the drawing). In addition to the mentioned additional swirling of air and combustion products, enrichment of the latter with oxygen of the incoming air also occurs in this zone. This accelerates the burning process of all fuel fractions. The double twisting of fuel particles and combustion products in chamber 1, that is, in its bottom and upper zones, "compresses" the helical trajectories of their movement. As a result, the path from c to the movement, and hence the time of their residence in chamber 1, increases significantly, and therefore the efficiency of primary combustion with the presence of an excess of oxidizer increases. ;" Usually, with this (swirling) movement of air and gases (combustion products), due to the pressure drop from the central zone of chamber 1 to its periphery, the fuel fractions, which have a relatively high specific (compared to their mass) buoyancy, are in their helical motion mainly on the periphery, where the pressure is reduced. Therefore, if they, having risen up, do not have time to finish burning, then they hit the lower washer of the bumper-stabilizer C and return down. Since the reflecting surface of this washer is cone-shaped, it reflects large particles into the central zone, from which they "fly" again under the influence of pressure drop to the periphery and, in the end, burn up. Small particles with low surface roughness and low mass penetrate together with gaseous 5r combustion products (hereinafter abbreviated as LPG) in an axial upward flow through the central part of the VS into chamber 2. In this case, additional (second) enrichment of LPG with air oxygen occurs. which is served through the "VS" channels. At the same time, the air jets coming out of these channels partially prevent the passage of unburnt fuel particles through the fuel tank, i.e. thanks to this, the separation properties of the fuel tank are improved. As a result, only LPG and the smallest fuel particles enter chamber 2. On the way of their upward movement, they come under the influence of air jets supplied from the slots (holes) in the tubes 31 of the swirler 9, which enriches the combustion process with oxygen for the third time and at the same time significantly enhances the spiral movement of the combustion products. Thanks to the latter, in this chamber and in the additional chamber 4 adjacent to it, the path (and, accordingly, the time) of fuel particles and LPG is lengthened. As a result, the afterburning process becomes more efficient and uniform and stable along the height of chamber 2, individual parts of the chamber casing do not overheat, and can be significantly reduced, because the dimensions, especially the height, of the chamber, which determines the mass and dimensional parameters of the installation as a whole.

Найбільшу обертову швидкість повітря і ГПГ, а з ними й найдрібніші частинки палива, мають не на самій периферії камери 2, а на відстані від її стінки (див. Фіг.4), заданої розміщенням труб 31 завихрювача (з кільцевим проміжком між ними і бічною стінкою камери). Відповідно в цій при трубній зоні тиск понижений. Тому мікрочастинки палива і золи не осідають на стінках камери 2, що погіршувало би з часом теплопередачу від них 65 ДО теплообмінника, а поступово опускаються в своєму обертовому русі вниз під дією сил тяжіння і мерідіальної циркуляції повітря і ГПГ. В решті мікрочастинки повністю догоряють, а зольний залишок осідає на конусоподібну поверхню шайби ВС 3, з якої по мірі накопичення опускаються в камеру 1 і далі у бункер-накопичувач 11.The highest rotational speed of air and LPG, and with them the smallest fuel particles, are not at the very periphery of the chamber 2, but at a distance from its wall (see Fig. 4), given by the placement of the tubes 31 of the swirler (with an annular gap between them and the side wall of the chamber). Accordingly, in this pipe zone, the pressure is reduced. Therefore, microparticles of fuel and ash do not settle on the walls of chamber 2, which would worsen the heat transfer from them 65 TO the heat exchanger over time, but gradually descend in their rotational motion downwards under the influence of gravity and meridional circulation of air and LPG. In the rest, the microparticles burn completely, and the ash residue settles on the cone-shaped surface of the washer VS 3, from which, as it accumulates, it descends into the chamber 1 and further into the hopper-accumulator 11.

Аналогічний рух повітря і ГПГ відбувається і в камері 4, але тут він дещо інтенсивніший, оскільки з верхніх прорізів (отворів) у трубах 31 повітря виходить з більшою початковою швидкістю Мп (Фіг.4), ніж з прорізів (отворів), розташованих нижче. Завдяки цьому мікрочастинки золи практично не перетинають у камері 4 притрубну кільцеву зону. З урахуванням цього фактора при збільшених діаметрах камери 2 і камери 4 доцільно завихрювач 9 виконувати з більшою кількістю труб 31. Що стосується ГПГ, які надходять у камеру 4, то їх допалюванню тут сприяє також подача повітря через отвори у нижній стінці кришки 30 завихрювача, а у випадку оснащення камери 4 екраном 33 - через отвори в його стінках. 70 З камери 4 ГПГ, догоряючи, поступають по трубах 7 теплообмінника у камеру допалювання 5, де завершується увесь процес горіння і допалювання. Далі гази, що утворились, по трубах 8, віддаючи їм свою теплову енергію, надходять у камеру 12 і газохід (трубу) 13. В камері 12 їх залишкове тепло використовується для нагріву повітря, що подається через патрубок 32 у завихрювач 9.A similar movement of air and LPG occurs in chamber 4, but here it is somewhat more intense, since the air exits from the upper slots (holes) in the pipes 31 with a higher initial speed MP (Fig. 4) than from the slots (holes) located below. Thanks to this, ash microparticles practically do not cross the annular zone in chamber 4. Taking into account this factor, with increased diameters of chamber 2 and chamber 4, it is advisable to make the swirler 9 with a larger number of pipes 31. As for LPG entering chamber 4, their additional combustion is also facilitated by air supply through the holes in the lower wall of the swirler cover 30, and in the case of equipping the camera 4 with a screen 33 - through holes in its walls. 70 From the chamber 4, LPG, after burning, flows through the pipes 7 of the heat exchanger into the afterburning chamber 5, where the entire process of burning and afterburning is completed. Further, the formed gases enter the chamber 12 and the gas duct (pipe) 13 through the pipes 8, giving them their thermal energy. In the chamber 12, their residual heat is used to heat the air supplied through the nozzle 32 to the swirler 9.

Таким чином, процес запалювання, горіння і допалювання ДФ-палива та продуктів, що при цьому /5 утворюються, від самого початку до кінця супроводжується періодичним (поетапним) збагаченням його повітрям по ходу переміщення продуктів горіння, упорядкованим інтенсивним перемішуванням частинок палива, ГПГ і повітря та забезпеченням і підтриманням у "стислому" вигляді гвинтоподібного (віхолового) руху всіх зазначених компонентів. Завдяки цьому досягається висока ефективність процесу, набагато скорочується шахтна висота установки, суттєво зменшуються її масогабаритні параметри, покращуються керованість процесом та експлуатаційні характеристики установки. Оснащення установки описаними додатковими камерами допалювання ГПГ, невеликими за розмірами, нескладними і нематеріаломісткими, при запропонованій компоновці установки дозволяє втричі скоротити шахтну висоту установки у порівнянні з прямоточним виконанням аналогічних установок.Thus, the process of ignition, combustion and afterburning of DF fuel and the products that /5 are formed in the process from the very beginning to the end is accompanied by its periodic (staged) enrichment with air in the course of the movement of combustion products, organized by intensive mixing of fuel particles, LPG and air and providing and maintaining in a "condensed" form the helical (reciprocating) motion of all the specified components. Thanks to this, high efficiency of the process is achieved, the mine height of the installation is greatly reduced, its weight and size parameters are significantly reduced, process controllability and operational characteristics of the installation are improved. Equipping the installation with the described additional LPG afterburning chambers, which are small in size, simple and not material-intensive, with the proposed layout of the installation, allows to reduce the shaft height of the installation by three times compared to the direct-flow execution of similar installations.

У запропонованій установці передбачена можливість експлуатації її на кусковому паливі (пелетах, дровах, гь5 Ккавалкових відходах деревообробного виробництва, неподрібненому торфі, брикетах бурого вугілля тощо). Таке паливо завантажують у камеру 1 через люк 17 і підпалюють описаним вище способом (з використанням т смолоскипу). Оскільки при цьому завантажене паливо гальмує обертовий рух повітря, створюваний у нижній, придонній, частині камери 1 за допомогою патрубка 25, то для ефективного горіння палива і ГПГ подача повітря у верхню частину камери 1 через патрубок 26 є якщо не обов'язковою, то дуже побажаною для запобігання «Е зо бсажоутворенню на поверхнях цієї камери, яке з часом почало би погіршувати аеро- і теплодинаміку верхньої частини камери, а за тим і всієї системи. Далі, у камерах 2, 4 та 5, процес допалювання ГПГ і частинок і палива, що у ці камери надходять, відбувається аналогічно описаному для ДФ-палива. Зола, по мірі вигоряння о палива, опускається через колосникову решітку 23 у бункер-накопичувач 11, з якого видаляється звичайним способом (вигрібанням). оIn the proposed installation, it is possible to operate it on lump fuel (pellets, firewood, wood waste, unshredded peat, brown coal briquettes, etc.). Such fuel is loaded into chamber 1 through hatch 17 and ignited in the manner described above (using a torch). Since the loaded fuel inhibits the rotational movement of air created in the lower, bottom part of the chamber 1 with the help of the nozzle 25, for the efficient combustion of fuel and LPG, the supply of air to the upper part of the chamber 1 through the nozzle 26 is, if not mandatory, then very desired to prevent "E" from the formation of deposits on the surfaces of this chamber, which would eventually begin to deteriorate the aerodynamics and thermodynamics of the upper part of the chamber, and therefore the entire system. Next, in chambers 2, 4 and 5, the process of post-burning of LPG and particles and fuel entering these chambers is similar to that described for DF fuel. As the fuel burns out, the ash falls through the grate 23 into the hopper-accumulator 11, from which it is removed in the usual way (by raking). at

Характерною важливою особливістю і відмітною ознакою запропонованої корисної моделі є встановлення с футерованих блоків 14-16 та 28 і шайб ВС З з кільцевим зазором (проміжком) між їх зовнішніми поверхнями і поверхнями кожухів камер 1 і 2. Завдяки цьому зменшується теплопередача від камери 1 і нижньої частини камери 2, чим забезпечується швидке досягнення необхідної температури у цих зонах і підтримання її на потрібному для горіння частинок палива і ГПГ рівні. Це скорочує час входження установки в усталений « авторежим роботи. При подачі вторинного повітря у ВС через відгалуження 27 патрубка 26, як це здійснюється Во пв) с універсальному варіанті виконання установки, згаданий кільцевий зазор (проміжок) перекривають при виготовленні установки жаростійкою замазкою (з шамотним або магнезитовим наповнювачем), яку закладають ;» між блоками 15 і 16 та між верхньою шайбою ВС і блоком 28. Тоді вторинне повітря з патрубка 27, додатково підігріте у перекритому кільцевому проміжку, надходить без втрат у канали ВС, чим забезпечується сепараційна 1 збагачуюча дія його струменів у центральній частині ВС. Якщо ж передбачається експлуатація установки тільки ко в повітронагрівному режимі, то ця задача вирішується по-іншому, в більш спрощеному виконанні, що викладено нижче, проте вона залишається важливою в комплексі описаних заходів забезпечення ефективності роботи о установки. о Теплопередача від камер 1, 2, 4, 5, труб 7 і 8 та трубних дошок теплообмінника, а також циркуляція бр теплоносія (води або повітря) в установці, яка показана на Фіг.1 стрілками, очевидні і не потребують о особливих пояснень. ї» При експлуатації установки тільки в повітронагрівному режимі для спрощення її конструкції і зменшення кількості периферійних засобів забезпечення її робот (вентиляторів і трубопроводів) місця | і І на Фіг.1 виконують інакше.A characteristic, important feature and distinctive feature of the proposed useful model is the installation of lined blocks 14-16 and 28 and washers VS Z with an annular gap (gap) between their outer surfaces and the surfaces of the casings of chambers 1 and 2. Due to this, heat transfer from chamber 1 and the lower parts of chamber 2, which ensures the rapid achievement of the required temperature in these zones and its maintenance at the level required for the combustion of fuel particles and LPG. This reduces the time it takes for the installation to enter the established auto mode of operation. When supplying secondary air to the air conditioner through the branch 27 of the nozzle 26, as it is done in pv) with the universal version of the installation, the aforementioned annular gap (gap) is covered during the installation with a heat-resistant putty (with fireclay or magnesite filler), which is laid;" between blocks 15 and 16 and between the upper washer of the air conditioner and block 28. Then the secondary air from the nozzle 27, additionally heated in the closed annular space, enters without loss into the channels of the air conditioner, which ensures the separation and enriching effect of its jets in the central part of the air conditioner. If the operation of the installation is envisaged only in the air heating mode, then this task is solved in a different way, in a more simplified version, which is outlined below, but it remains important in the set of described measures to ensure the efficiency of the installation. o Heat transfer from chambers 1, 2, 4, 5, pipes 7 and 8 and tube boards of the heat exchanger, as well as the circulation of the heat carrier (water or air) in the installation, which is shown in Fig. 1 with arrows, are obvious and do not need special explanations. і" When operating the installation only in the air heating mode to simplify its design and reduce the number of peripheral means of providing its robots (fans and pipelines) place | and I in Fig. 1 are performed differently.

У згаданому місці І (Фіг.5) порожнина кришки 30 завихрювача 9 сполучена патрубками 37 з кожухом теплообмінника 6, причому ці патрубки розташовані у камері 4 по колу між трубами 7 теплообмінника і бічною с стінкою камери 2. Повітря, що як теплоносій надходить у теплообмінник, через ці патрубки поступає в порожнину кришки ЗО, де додатково підігрівається, оскільки в ній температура вища, ніж у теплообміннику, і через прорізи (отвори) у трубах 31 завихрювача та через отвори у нижній стінці кришки 30 і екрана 33 надходить у бо Камеру 4 та камеру 2. Це виключає необхідність подачі повітря у завихрювач 9 через трубопровід 32 за допомогою окремого вентилятора і, таким чином, спрощує виготовлення і комплектацію установки.In the mentioned place I (Fig. 5), the cavity of the cover 30 of the swirler 9 is connected by nozzles 37 to the casing of the heat exchanger 6, and these nozzles are located in the chamber 4 in a circle between the pipes 7 of the heat exchanger and the side wall of the chamber 2. Air, which as a heat carrier enters the heat exchanger , through these nozzles enters the cavity of the ZO cover, where it is additionally heated, since the temperature in it is higher than in the heat exchanger, and through the slits (holes) in the tubes 31 of the swirler and through the holes in the lower wall of the cover 30 and the screen 33 enters the chamber 4 and chamber 2. This eliminates the need to supply air to the swirler 9 through the pipeline 32 with the help of a separate fan and, thus, simplifies the manufacture and assembly of the installation.

В місці І! (Фіг.б) внутрішня циліндрична стінка камери 5 має ряд отворів, виконаних по колу в горизонтальній площині, через які повітря з кожуха теплообмінника б поступає в цю камеру і сприяє допалюванню в ній ГПГ. Одночасно повітря з теплообмінника через отвори в бічній стінці кожуха на межі між 65 камерами 1 ії2 надходить в канали ВС 3. Це в свою чергу виключає необхідність в індивідуальній подачі повітря через відгалуження 27 у зазначені канапи, що також спрощує виготовлення і комплектацію установки периферійними засобами забезпечення її роботи.In the place of I! (Fig. b) the inner cylindrical wall of the chamber 5 has a number of holes made in a circle in the horizontal plane, through which air from the heat exchanger casing b enters this chamber and contributes to the afterburning of LPG in it. At the same time, the air from the heat exchanger through the holes in the side wall of the casing at the boundary between 65 chambers 1 and 2 enters the channels of VS 3. This, in turn, eliminates the need for individual air supply through the branch 27 to the specified couches, which also simplifies the manufacture and completion of the installation with peripheral means of support her works

Крім того, коли передбачається експлуатація установки тільки як повітронагрівної, то кільцевий проміжок між камерою 1 і охоплюючим її кожухом 20 виконують без перегородки 21. Це спрощує виготовлення установки іIn addition, when the installation is intended to be operated only as an air heater, the annular space between the chamber 1 and the casing 20 covering it is performed without a partition 21. This simplifies the manufacture of the installation and

Зменшує розхід матеріалів.Reduces material consumption.

Якщо установку виготовляють для роботи тільки на дрібнофракційному легкому паливі типу насіннєвого лушпиння (гречаного, соняшникового і т.п.), подрібненої соломи (січки), сухого подрібненого торфу та іншому подібному паливі, то для подачі такого палива у камеру 1 доцільно застосувати простий шнековий пристрій 38, показаний схематично на Фіг.7. Цей пристрій, у вигляді труби зі шнеком, розташований радіальне у накопичувачі 7/0./71 зольного залишку і має відігнутий плавно догори патрубок, введений у камеру 1 через колосникову решітку 23 по осі цієї камери. Паливо, що подається шнеком у згаданий патрубок, виступає назовні з нього (у камеру 1) і підхоплюється та закручується, маючи велику парусність частинок, віхоловим рухом повітря, яке нагнітають у придонну частину камери патрубком 25. Далі запалювання, горіння та допалювання всіх продуктів процесу відбувається аналогічно описаному. Перевагами такого пристрою для подачі означеного ДФ-палива (з великою /5 парусністю частинок) є простота конструкції, висока рівномірність і стабільність надходження його у камеру запалювання і первинного горіння. Виключається необхідність псевдорозрідження палива в пристрої шляхом нагнітання повітря, що спрощує систему подачі палива в цілому.If the installation is made to work only on small-fraction light fuel such as seed husks (buckwheat, sunflower, etc.), crushed straw (chaff), dry crushed peat, and other similar fuels, then it is advisable to use a simple auger to supply such fuel to chamber 1 device 38, shown schematically in Fig.7. This device, in the form of a pipe with an auger, is located radially in the 7/0./71 ash residue storage tank and has a pipe bent smoothly upwards, introduced into the chamber 1 through the grate 23 along the axis of this chamber. The fuel fed by the auger into the mentioned nozzle protrudes from it (into chamber 1) and is picked up and swirled, having a large buoyancy of the particles, by the swirling movement of air, which is injected into the bottom part of the chamber by nozzle 25. Next, ignition, combustion and afterburning of all process products happens similarly to what was described. The advantages of such a device for supplying the specified DF fuel (with a large /5 particle buoyancy) are the simplicity of the design, high uniformity and stability of its entry into the ignition and primary combustion chamber. There is no need to fluidize the fuel in the device by injecting air, which simplifies the fuel supply system as a whole.

Заявником на підприємстві "ВІКТОРІЯ" (м.Тернопіль) за період 2001-2006 рр. виготовлено декілька експериментальних і дослідних зразків (з несуттєвими конструктивними відмінностями) описаної 2о Теплогенеруючої установки. Всі вони успішно пройшли випробування і передані в експлуатацію. Одна з перших установок задіяна у виробництві на підприємстві "ВІКТОРІЯ" для сушки деревини і ефективно експлуатується на відходах деревини (тирсі) у повітронагрівному режимі вже 5 років, не потребуючи ремонту. У 2006 році зразок установки був продемонстрований в роботі на міжнародній виставці у м. Києві і викликав чималий інтерес з боку фахівців і виробничників.During the period 2001-2006, the applicant at the enterprise "VICTORIA" (Ternopil) produced several experimental and trial samples (with insignificant structural differences) of the described 2o Heat-generating installation. All of them were successfully tested and put into operation. One of the first units used in production at the "VICTORIA" enterprise for drying wood and has been effectively operated on wood waste (sawdust) in air-heated mode for 5 years without requiring repairs. In 2006, a sample of the installation was demonstrated in operation at an international exhibition in Kyiv and aroused considerable interest from specialists and manufacturers.

На підставі викладеного заявник (автор) вважає, що запропонована корисна модель універсальної теплогенеруючої установки є ефективною і може бути використана як у виробництві, так і для індивідуальних т потреб.Based on the above, the applicant (author) believes that the proposed useful model of a universal heat-generating unit is effective and can be used both in production and for individual needs.

Автор висловлює щиру вдячність керівнику Науково-технічної лабораторії "АЛЬТЕРНОТЕХ" (м.Тернопіль)The author expresses his sincere gratitude to the head of the Scientific and Technical Laboratory "ALTERNOTEKH" (Ternopil)

Омельченку Володимиру Андрійовичу за проведений ним патентний пошук аналогів і прототипів заявленої «г зо установки, теоретичне обгрунтування її принципу роботи і конструкції та ретельну розробку матеріалів заявки для патентування даної установки в Україні. оOmelchenko Volodymyr Andriyovych for his patent search for analogues and prototypes of the claimed "gzo" installation, theoretical justification of its principle of operation and design, and thorough development of application materials for patenting this installation in Ukraine. at

Джерела інформації: о 1. Корчевой Ю.П. и др. Зкологически чистье угольнье технологии. Киев, "Наукова думка", 2004, стр. 63 -Sources of information: o 1. Korchevoi Y.P. etc. Ecologically clean coal technologies. Kyiv, "Scientific Opinion", 2004, p. 63 -

Установка КФСОС-0,2 для сжигания и газификации угля в ЦКС. о 2. Патент США Моб874433, МПК7 ЕГ2385/00, 2005 (Іпсепегаюг м/ййп ап аїг аівііршог тоипіей іп а їТгпасе сKFSOS-0.2 installation for burning and gasification of coal in the CCS. o 2. US Patent Mob874433, IPK7 EG2385/00, 2005

Іпегеої. Аррі. МО 10/618046; и, 11,2003; Рир. МО 05 2005/0005828; Риб. Оагце: дап., 13, 2005).Ipegeoi Arri. MO 10/618046; and, 11, 2003; Rir. MO 05 2005/0005828; Ryb. Oagce: add., 13, 2005).

З. Щапов Ю.С. и др. Топка с фонтанирующим слоем. Патент России Мо2249763 С1, МПКУ7 Р23С10/00, Бюл.Z. Shchapov Yu.S. etc. Furnace with a flowing layer. Patent of Russia Mo2249763 С1, MPKU7 Р23С10/00, Byul.

Мо10, 2005. 4. Вертикальний газотрубний котел з рекуперативним повітропідігрівачем. Франц. заявка, кл. Е23І 15/04, «Mo10, 2005. 4. Vertical gas tube boiler with recuperative air heater. Franz. application, cl. E23I 15/04, "

Мо2420719, 1979; (реф. ж-л "Знергетика", ВИНИТИ, Россия, Мо11, 1980). шщ с з»Mo2420719, 1979; (ref. zl-l "Znergetika", VYNITY, Russia, Mo11, 1980). ssh s s"

Claims

The formula of the invention

1. A universal heat-generating installation, which contains a vertical chamber lined from the inside with a refractory material for ignition and primary combustion of fine-fraction or lump fuel with a grate, a chamber for afterburning combustion products, located coaxially above the ignition and primary combustion chamber, a baffle-stabilizer located between the mentioned chambers , a shell-and-tube heat exchanger with two concentric rows of pipes, a device for supplying fine-fraction fuel to the ignition chamber and 5r of primary combustion and an ash residue accumulator located under the grate, i95) which is distinguished by the fact that it has two additional afterburning chambers of combustion products, located coaxially Y" with the main afterburning chamber, and the first additional afterburning chamber in the direction of movement of combustion products is located in the upper part of the installation above the main afterburning chamber and is equipped with an air-driven swirler of combustion products and is adjacent to the base of the afterburning chamber and is connected to the internal row of heat exchanger pipes, the second additional afterburning chamber is located in the lower part of the heat exchanger and is connected to the inner and outer rows of its pipes, the heat exchanger covers the main afterburning chamber coaxially along its height, and the stabilizer baffle is installed at the bottom level the heat exchanger casing, the swirler of combustion products is made in the form of a hollow cover with at least two vertically installed and connected pipes located diametrically opposite or evenly along the periphery of the main afterburner chamber with an annular gap between them and the side wall of this chamber, and each swirler tube is blocked from below and has longitudinally made intermittent slots or holes directed in one direction tangent to the circle on which the swirler tubes are located, and the lower wall of the swirler cover has slots or holes through which the cover cavity is connected to the first additional combustion chamber. 65

2. Installation according to claim 1, which is characterized by the fact that the cover of the swirler is equipped with at least two nozzles by which it is connected to the heat exchanger casing, and these nozzles are located in the first additional afterburning chamber diametrically opposite or evenly in a circle between the inner row of heat exchanger pipes and the side wall of the main afterburning chamber, and the inner cylindrical wall of the second additional afterburning chamber has holes made evenly around the circle, which connect this chamber to the heat exchanger casing.

3. Installation according to claims 1, 2, which differs in that the baffle-stabilizer is made in the form of two washers of refractory material and has a hole in the central part, and the surfaces of the baffle-stabilizer face the main afterburner chamber and the ignition and primary combustion chamber , have the shape of cone-shaped watering cans. 70

4. Installation according to claims 1-3, which is characterized by the fact that the baffle-stabilizer in the horizontal plane has channels between the washers made of refractory material that form it, by which the central part of the baffle-stabilizer is connected to the heat exchanger casing, and these channels are made radially or tangentially to the opening in the said central part.

5. Installation according to claims 1-4, which differs in that the lower part of the main afterburning chamber is lined 7/5 From the inside with a refractory material, for example fireclay.

6. Installation according to claims 1-5, which differs in that the lining of the ignition and primary combustion chamber and the main afterburning chamber is made in the form of cylindrical blocks installed with an annular gap between their outer surfaces and the inner surface of the casing of these chambers.

7. Installation according to claims 1-6, which differs in that the ignition and primary combustion chamber has a casing coaxial with it, installed with an annular gap between its side wall and the casing wall, and this gap in its upper part is connected to the heat exchanger casing.

8. Installation according to claims 1-7, which is characterized by the fact that the ignition and primary combustion chamber has a hatch for lump fuel with hermetically closed doors, located in the upper part of this chamber on its side wall.

9. Installation according to claims 1-8, which differs in that the bottom of the ignition and primary combustion chamber is made in the form of a cone-shaped bowl with a hole in the central part, and the grate is located under this hole.

10. Installation according to claims 1-9, which is characterized by the fact that the device for supplying fine fraction fuel is located at the level of the upper edge of the cone-shaped bowl of the bottom of the ignition and primary combustion chamber. "g zo

11. Installation according to claims 1-9, which is characterized by the fact that the device for supplying fine-fraction fuel is located radially in the ash residue accumulator and has a pipe bent smoothly upwards, introduced into the ignition and primary combustion chamber through the grate along the axis of this chamber. at

12. Installation according to claims 1-11, which is characterized by the fact that the second additional combustion chamber has at least two hatches with hermetically closed doors or shields located on the outer side wall of this chamber. at

13. Installation according to claims 1-12, which is characterized by the fact that the first additional combustion chamber is equipped with a screen in the form of a thin circle with a cylindrical shape along the height of this chamber, made of heat-resistant material and installed with a gap between the lower wall of the swirler cover and the mentioned circle and with an annular space between the side wall of the chamber and the screen cover, and the screen has in its upper part holes concentrically located from the axis to its periphery, which are significantly offset relative to the holes in the lower wall of the swirler cover, and at least one row of holes on the cover made in a circle in the horizontal plane, through which the indicated spaces are connected to the space of this chamber.

14. Installation according to claims 1-13, which differs in that the upper part of the ignition chamber and the primary;" combustion is equipped with a tangential swirler of combustion products with one, two or three nozzles supplying air to this part, located in the horizontal plane evenly around the circle, if there is more than one.

15. Installation according to claims 1-14, which is characterized by the fact that one of the nozzles of the tangential swirler of combustion products has a branch connected to the annular space between the lining block in the upper part of the ignition and primary combustion chamber and the inner wall of the chamber casing. at

16. Installation according to claims 1-15, which is characterized by the fact that the annular gap between the ignition chamber and the primary combustion chamber and its coaxially covering casing has a continuous partition located in a horizontal 5o plane above the nozzle for supplying low-fraction fuel to this chamber and/or above the nozzle air supply to the bottom part of this chamber. her"

17. Installation according to claims 1-16, which is characterized by the fact that the ash residue accumulator is equipped with a nozzle for adjustable air supply to it for blowing through the grate. p. 60 b5