RU171015U1

RU171015U1 - CYCLON PREPARATION

Info

Publication number: RU171015U1
Application number: RU2015153389U
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Синицын; Александр Николаевич Корнилов
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-05-17

Abstract

Заявленное техническое решение предназначено для сжигания отходов переработки древесной биомассы. Циклонный предтопок содержит циклонную камеру, камеру дожигания крупных фракций топлива, колосниковую решетку и тангенциальные сопла, выходной патрубок. Камера дожигания смонтирована под циклонной камерой, причем эти камеры разделены между собой пережимом с буртиком, колосниковая решетка выполнена конической и расположена в камере дожигания, а выхлопной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания. В камере дожигания по оси расположена труба с аксиальным завихрителем на конце. Труба снабжена патрубком для подвода вторичного воздуха. Заявленное техническое решение позволяет повысить полноту сгорания топлива, расширить диапазон эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью.

The claimed technical solution is intended for the combustion of waste wood biomass. The cyclone pre-furnace contains a cyclone chamber, a afterburner for large fuel fractions, a grate and tangential nozzles, and an outlet pipe. The afterburner is mounted under the cyclone chamber, and these chambers are clamped with a shoulder, the grate is conical and located in the afterburner, and the exhaust pipe is located on the side surface of the afterburner. A tube with an axial swirler at the end is located in the afterburning chamber along the axis. The pipe is equipped with a pipe for supplying secondary air. The claimed technical solution allows to increase the completeness of fuel combustion, to expand the range of efficient burning of wood waste with high humidity.

Description

Заявленное техническое решение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике.The claimed technical solution relates to a device for burning waste wood biomass processing and can be used in industrial heat power.

Известен циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку, расположенную в циклонной камере, и тангенциальные сопла. Конструкция топки предусматривает двухстадийное сжигание древесных отходов в нижней и верхней камерах горения. Измельченное топливо из бункера гидравлическим плунжерам подается по трубе большого диаметра на колосниковую решетку через специальное отверстие в ее центре. Образующиеся объемы древесных отходов воспламеняются газовой горелкой, автоматически отключающейся после начала устойчивого горения топлива [Э.Н. Сабуров, С.В. Карпов. Циклонные устройства в деревообрабатывающем и целлюлозно-бумажном производстве. М: Экология, 1993 г., стр. 77… 79].Known cyclone pre-furnace containing a cyclone chamber, an afterburner, a grate located in the cyclone chamber, and tangential nozzles. The design of the furnace provides for two-stage burning of wood waste in the lower and upper combustion chambers. The crushed fuel from the hopper to the hydraulic plungers is fed through a large diameter pipe to the grate through a special hole in its center. The resulting volumes of wood waste are ignited by a gas burner that automatically shuts off after the start of sustainable combustion of fuel [E.N. Saburov, S.V. Karpov. Cyclonic devices in the woodworking and pulp and paper industry. M: Ecology, 1993, p. 77 ... 79].

Недостатком данной конструкции является верхний торцевой выход дымовых газов, что создает трудности при компоновке устройства с котельным агрегатом, а также не позволяет использовать весь рабочий объем топочной камеры котла.The disadvantage of this design is the upper end exit of the flue gas, which creates difficulties in the layout of the device with the boiler unit, and also does not allow the use of the entire working volume of the boiler combustion chamber.

Известен вертикальный циклонный предтопок [Патент RU 2196273 С1], в котором организована схема двухступенчатого сжигания топлива. Это достигается тем, что в устройстве, содержащем циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку и тангенциальные сопла, камеры дожигания смонтированы под циклонной камерой, и снабжено установленным между камерами пережимом с буртиком, колосниковая решетка выполнена конической и распложена в камере дожигания, а выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания.Known vertical cyclone pre-furnace [Patent RU 2196273 C1], which organized a two-stage fuel combustion scheme. This is achieved by the fact that in the device containing the cyclone chamber, the afterburner, the grate and tangential nozzles, the afterburners are mounted under the cyclone and equipped with a clamp with a collar installed between the chambers, the grate is made conical and placed in the afterburner, and the outlet pipe placed on the side surface of the afterburner.

Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.This technical solution is the closest to the declared and taken as a prototype.

Недостатками прототипа является то, что продукты газификации и несгоревшие частицы топлива выносятся из камеры дожигания в значительной степени через выхлопной патрубок, что исключает возможность эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью.The disadvantages of the prototype is that the gasification products and unburned fuel particles are removed from the afterburning chamber to a large extent through the exhaust pipe, which eliminates the possibility of efficient burning of wood waste with high humidity.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом устройстве - обеспечение возможности полного сжигания топлива с различной влажностью.The technical problem solved in the proposed device is the provision of the possibility of complete combustion of fuel with different humidity.

Поставленная задача решается с помощью того, что циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания, разделенные пережимом с буртиком, колосниковую решетку, патрубок для подачи вторичного воздуха, патрубок для подачи топлива, четыре тангенциальных шлица и выходной патрубок, снабжен трубой с аксиальным завихрителем для подачи воздуха в камеру дожигания, обеспечивающей длительное нахождение частиц топлива в камере, их прогрев и полное сгорание.The problem is solved by the fact that a cyclone pre-furnace containing a cyclone chamber, an afterburner, separated by a clamp with a shoulder, a grate, a nozzle for supplying secondary air, a nozzle for supplying fuel, four tangential slots and an outlet nozzle, is equipped with a pipe with an axial swirler for air supply to the afterburner, which ensures a long stay of fuel particles in the chamber, their heating and complete combustion.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого циклонного топочного устройства; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А; на фиг. 3 - поперечное сечение В-В.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the proposed cyclone furnace device; in FIG. 2 is a transverse section aa; in FIG. 3 is a cross section BB.

Циклонный предтопок содержит две камеры: циклонную камеру 1 и камеру дожигания крупных фракций 2 с конической колосниковой решеткой 3, патрубок 4 для подачи вторичного воздуха, парубок 5 для подачи топлива, пережим 6 с буртиком, четыре тангенциальных сопла (шлица) 7, выходной патрубок 8 и трубу 9 с аксиальным завихрителем 11, соединенную с патрубком 10 для подачи воздуха.The cyclone pre-furnace contains two chambers: a cyclone chamber 1 and a coarse fraction combustion chamber 2 with a conical grate 3, a nozzle 4 for supplying secondary air, a nozzle 5 for supplying fuel, a pinch 6 with a shoulder, four tangential nozzles (slots) 7, an outlet nozzle 8 and a pipe 9 with an axial swirler 11 connected to a pipe 10 for supplying air.

Работа циклонного предтопка осуществляется следующим образом.The operation of the cyclone pre-heating is as follows.

Подача топлива производится аксиально через патрубок 5. Через четыре тангенциальных сопла 7 в рабочий объем камеры 1, где осуществляется основной процесс горения, вводится первичный воздух. Здесь происходит взаимодействие топлива с закрученным потоком. Для увеличения времени пребывания топливных частиц в объеме циклонной камеры 1, повышения надежности воспламенения и выгорания топлива предусмотрен пережим 6, оборудованный буртиком, благодаря которому удается создать очаги слоевого горения топлива. Продукты газификации и несгоревшие частицы топлива через отверстие в пережиме 6 попадают в камеру дожигания 2, где поток также является закрученным, но в значительно меньшей степени. В камеру дожигания 2 через трубу 9 с аксиальным завихрителем 11 подается закрученный поток воздуха. Вращение центрального и периферийного потоков газа и материала, происходит в одну сторону. Благодаря одностороннему вращению вторичный поток как бы подкручивает периферийный поток, обеспечивая равномерность вращения газов и дисперсного материала по всей высоте аппарата. Частицы топлива за счет центробежной силы отбрасываются в периферийное кольцо вращающегося газа и далее сепарируются на коническую колосниковую решетку 3. При этом движение топливных частиц вниз замедляется, что благоприятствует горению топлива и перемешиванию продуктов сгорания. Для завершения процесса горения крупных фракций организован процесс слоевого их сжигания на колосниковой решетке 3 конического типа, под которую через патрубок 4 подается вторичный воздух. Отверстия колосниковой решетки 3 выполнены таким образом, чтобы обеспечить дополнительную подкрутку газов по направлению основного вращения и повысить полноту и скорость их выгорания. Отвод продуктов сгорания в объем топочной камеры котлоагрегата осуществляется через выходной патрубок 8. Подвод вторичного воздуха в трубу 9 осуществляется через патрубок 10.The fuel is supplied axially through the nozzle 5. Through four tangential nozzles 7, primary air is introduced into the working volume of the chamber 1, where the main combustion process is carried out. Here the fuel interacts with a swirling flow. To increase the residence time of fuel particles in the volume of the cyclone chamber 1, to increase the reliability of ignition and fuel combustion, a pinch 6 is provided, equipped with a shoulder, due to which it is possible to create foci of layer-by-layer combustion of fuel. The gasification products and unburned fuel particles through the hole in pinch 6 fall into the afterburner 2, where the flow is also swirling, but to a much lesser extent. In the afterburning chamber 2 through a pipe 9 with an axial swirler 11 is fed a swirling flow of air. The rotation of the central and peripheral flows of gas and material occurs in one direction. Thanks to one-sided rotation, the secondary stream, as it were, twists the peripheral stream, ensuring uniform rotation of gases and dispersed material over the entire height of the apparatus. Particles of fuel due to centrifugal force are thrown into the peripheral ring of the rotating gas and then separated on the conical grate 3. In this case, the movement of fuel particles down slows down, which favors the combustion of fuel and mixing of combustion products. To complete the combustion process of large fractions, a process of burning them in layers on a cone-type grate 3 is organized, under which secondary air is supplied through the pipe 4. The holes of the grate 3 are made in such a way as to provide additional twisting of the gases in the direction of the main rotation and to increase the completeness and speed of their burnout. The removal of combustion products into the volume of the combustion chamber of the boiler is carried out through the outlet pipe 8. The secondary air is supplied to the pipe 9 through the pipe 10.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить возможность полного сжигания топлива с различной влажностью за счет более длительного нахождения частиц топлива в объеме топки.Thus, the proposed technical solution makes it possible to completely burn fuel with different humidity due to a longer stay of fuel particles in the volume of the furnace.

Claims

A cyclone pre-furnace containing a cyclone chamber and an afterburner, separated by a pinch with a shoulder, a grate, a tangential flow inlet nozzle, a grate made conical and located in the afterburner, an outlet pipe located on the side surface of the afterburner, characterized in that it is centered a grate to the afterburner introduced a pipe with an axial swirl to supply air to the afterburner.