Изобретение относится к сжиганию топлива, в частности древесных отходов, включая кору или смеси древесных отходов с бытовыми отходами, и может быть использовано для паровых и водогрейных котлов производственно-отопительных котельных. The invention relates to the combustion of fuel, in particular wood waste, including bark or a mixture of wood waste with household waste, and can be used for steam and hot water boilers for industrial heating boilers.
Известно топочное устройство для сжигания древесных отходов, в котором по крайней мере одна шахта прямоугольного сечения размещена внутри наружной обмуровки и не менее, чем две параллельных стены шахты образованы трубами, включенными в циркуляционный контур котла, с крепящейся на них натрубной обмуровкой (1). Причем, эти стены шахты отделены от стен наружной обмуровки полостью, разделенной на огневые и дутьевые каналы перегородкой, расположенной выше уровня колосниковой решетки. В такой топке могут успешно сжигаться высоковлажные топлива, например, древесные отходы с влажностью Wр≅55%. Однако, как показывает опыт, сжигание топлива с низшей теплотой сгорания рабочей массы Qн р<7 МДж/кг не обеспечивает устойчивого горения, что приводит к снижению паропроизводительности (тепловой мощности) котла и снижению его КПД.A furnace device for burning wood waste is known, in which at least one shaft of rectangular cross-section is placed inside the outer lining and at least two parallel walls of the shaft are formed by pipes included in the circulation circuit of the boiler with a pipe lining mounted on them (1). Moreover, these walls of the mine are separated from the walls of the outer lining by a cavity divided into fire and blow channels by a partition located above the level of the grate. In such a furnace, highly moist fuels, for example, wood waste with a moisture content of W p ≅55%, can be successfully burned. However, experience shows that burning fuel with a lower heat of combustion of the working mass Q n p <7 MJ / kg does not provide stable combustion, which leads to a decrease in the steam capacity (thermal power) of the boiler and a decrease in its efficiency.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эффективности топочного устройства при использовании топлива с низшей теплотой сгорания рабочей массы Qн р<7 МДж/кг за счет одновременного сжигания высоковлажного топлива и газа или мазута и передачи теплоты от газового или мазутного факела в очаг горения высоковлажного топлива.The problem solved by this invention is to increase the efficiency of the combustion device when using fuel with lower heat of combustion of the working mass Q n p <7 MJ / kg due to the simultaneous combustion of high-moisture fuel and gas or fuel oil and the transfer of heat from a gas or fuel oil torch to the combustion center high moisture fuel.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в топке парового или водогрейного котла для сжигания высоковлажного растительного топлива с газом или мазутом, содержащей одну или несколько шахт прямоугольного сечения, со стенами из легкосъемной обмуровки, крепящейся на трубах, включенных в циркуляционный контур котла, отделенными от наружной обмуровки полостью, разделенной перегородкой на дутьевые и огневые каналы, в нижней части каждого из огневых каналов установлены газовые, мазутные или газомазутные горелки, а в нижних рядах легкосъемная обмуровка заменена стабилизаторами горения, выполненными из жаропрочного теплопроводного материала, соприкасающимися с одной стороны с продуктами сгорания в огневых каналах, а с другой стороны - с топливом в очаге горения. The solution to this problem is provided by the fact that in the furnace of a steam or hot water boiler for burning high-moisture vegetable fuel with gas or fuel oil containing one or more shafts of rectangular cross-section, with walls made of easily removable lining, mounted on pipes included in the boiler circulation circuit, separated from the outside lining with a cavity divided by a partition into blast and fire channels, gas, oil or gas-oil burners are installed in the lower part of each of the fire channels, and in the lower rows the quick-detachable lining has been replaced by combustion stabilizers made of heat-resistant heat-conducting material in contact with the combustion products in the fire channels on the one hand, and with fuel in the combustion zone on the other hand.
На фиг. 1 показан поперечный разрез топки, а на фиг. 2 - план. Топка содержит наружную обмуровку 1, внутри которой размещена одна или несколько шахт 2. Стены шахты 2 образованы трубами 3 и легкосъемной обмуровкой 4. В качестве элементов обмуровки 4 могут быть использованы стандартные огнеупорные изделия, например, шамотный кирпич. В нижней части стен шахты 2 элементы обмуровки замены также крепящимися на трубах 3 стабилизаторами горения 5, 6, 7, выполненными из жаростойкого чугуна или аналогичного теплопроводного материала. Все стабилизаторы горения третьего (считая снизу) ряда 5 имеют форму и размеры элементов легкосъемной обмуровки 4. Половина стабилизаторов горения второго ряда 6 имеют обращенные внутрь шахты ребра. В этом ряду между каждыми двумя стабилизаторами 6 устанавливается стабилизатор 5. В нижнем ряду половина стабилизаторов горения 7 имеет обращенные внутрь шахты ребра, большей, чем у стабилизаторов 6 длины. Они также в ряду разделены стабилизаторами 5, причем ребра стабилизаторов 6 и 7 располагаются не друг над другом, а в шахматном порядке. Пространство между боковыми стенами шахты 2 и наружной обмуровкой 1 разделено перегородкой 8 на огневые 9 и дутьевые 10 каналы. Ниже уровня перегородок 8 размещена плоская неподвижная или механизированная колосниковая решетка 11. Трубы 3 соединены с циркуляционной системой котла нижними 12 и верхними 13 коллекторами. Под колосниковой решеткой 11 расположен зольник 14. Доступ в шахту для растопки и периодической очистки обеспечивается через растопочную дверцу 15, а в зольник через дверцу зольника (не показана). На оси каждого из огневых каналов на уровне четвертого ряда легкосъемной обмуровки 4 установлены газовые, мазутные или газомазутные горелки 16 (фиг. 2). За шахтой и огневыми каналами расположена камера догорания 17, отделенная от газоходов котла перегородкой 18, выполненной из шамотной кладки с окнами, расположенными в шахматном порядке и общей площадью не менее 40% от площади перегородки. In FIG. 1 is a cross-sectional view of a furnace, and FIG. 2 - plan. The furnace contains an outer lining 1, inside of which one or several shafts 2 are placed. The walls of the shaft 2 are formed by pipes 3 and an easily removable lining 4. Standard refractory products, such as fireclay bricks, can be used as elements of the lining 4. In the lower part of the walls of the shaft 2, the replacement wiring elements are also mounted on pipes 3 by combustion stabilizers 5, 6, 7, made of heat-resistant cast iron or similar heat-conducting material. All combustion stabilizers of the third (counting from below) row 5 have the shape and dimensions of elements of easily removable lining 4. Half of the stabilizers of combustion of the second row 6 have ribs facing the inside of the shaft. In this row, between each two stabilizers 6, a stabilizer 5 is installed. In the bottom row, half of the combustion stabilizers 7 have ribs facing the inside of the shaft, greater than the length of the stabilizers 6. They are also in a row separated by stabilizers 5, and the edges of the stabilizers 6 and 7 are not located one above the other, but in a checkerboard pattern. The space between the side walls of the shaft 2 and the outer lining 1 is divided by a partition 8 into the fire 9 and blast 10 channels. Below the level of the partitions 8 there is a flat fixed or mechanized grate 11. The pipes 3 are connected to the boiler circulation system by the lower 12 and upper 13 collectors. Under the grate 11 is an ash pan 14. Access to the mine for kindling and periodic cleaning is provided through the kindling door 15, and to the ash pan through the ash pan door (not shown). On the axis of each of the fire channels at the level of the fourth row of easily removable lining 4, gas, oil or gas-oil burners 16 are installed (Fig. 2). Behind the mine and fire channels there is a combustion chamber 17, separated from the boiler flues by a partition 18 made of fireclay masonry with staggered windows and a total area of at least 40% of the partition wall.
Топка работает следующим образом. The furnace works as follows.
Топливо из расходного бункера поступает в шахту 2 и опускается под действием силы тяжести по мере сгорания. Воздух от дутьевого вентилятора поступает в дутьевые каналы 10, а оттуда в зольник 14 под колосниковую решетку 11 и в нижний ряд окон в стенах шахты 2 поверх колосниковой решетки 11, обеспечивая "встречное дутье" и образуя корытообразное зеркало горения. Продукты сгорания движутся навстречу опускающемуся топливу, осуществляют его интенсивную подсушку и выходят в огневые каналы 9 через окна в стенах шахты 2. Огневые каналы 9 выводят продукты в камеру догорания 17 и через окна в перегородке 18 в газоходы котла. При сжигании высоковлажного топлива включаются в работу газовые, мазутные или газомазутные горелки 16. Теплота от факелов горелок передается в очаг горения стабилизаторами горения 5, 6 и 7, соприкасающимися с одной стороны с продуктами горения газа или мазута в огневых каналах 9, а с другой стороны - с влажным топливом в очаге горения. Ребра стабилизаторов позволяют передать теплоту во внутренние слои топлива в шахте, что улучшает подготовку топлива к горению, а шахматное их расположение служит разрыхлению топлива и создают более благоприятные условия для горения. Тепловая мощность топочного устройства регулируется изменением расхода дутьевого воздуха и расхода газа и мазута и соответствующим изменением производительности дымососа. Топка может работать только на твердом топливе, если теплота сгорания твердого топлива достаточна для обеспечения номинальной производительности котла. При этом отключаются горелки 16. Топка может работать только на газе или мазуте. При этом шахта должна быть полностью заполнена топливом, а вентилятор, подающий воздух в дутьевые каналы 10, отключен. Fuel from the feed hopper enters the shaft 2 and is lowered by gravity as it burns. Air from the blower fan enters the blower ducts 10, and from there to the ash pan 14 under the grate 11 and into the bottom row of windows in the walls of the shaft 2 over the grate 11, providing a “counter blast” and forming a trough-like combustion mirror. The combustion products move towards the descending fuel, carry out its intensive drying and exit to the fire channels 9 through the windows in the walls of the mine 2. The fire channels 9 discharge the products into the afterburner 17 and through the windows in the partition 18 into the boiler flues. When burning high-moisture fuel, gas, oil or gas-oil burners are included in the operation 16. Heat from the torches of the burners is transferred to the combustion center by combustion stabilizers 5, 6 and 7, in contact with the products of combustion of gas or fuel oil in the fire channels 9, on the one hand, and on the other hand - with wet fuel in the burning area. The stabilizer ribs allow heat to be transferred to the inner layers of the fuel in the mine, which improves the preparation of fuel for combustion, and their staggered arrangement serves to loosen the fuel and create more favorable conditions for combustion. The thermal power of the combustion device is regulated by a change in the flow rate of blast air and the flow rate of gas and fuel oil and a corresponding change in the performance of the smoke exhauster. The furnace can only work on solid fuel, if the heat of combustion of solid fuel is sufficient to ensure the rated performance of the boiler. In this case, the burners are turned off 16. The furnace can only work on gas or fuel oil. In this case, the shaft must be completely filled with fuel, and the fan supplying air to the blow channels 10 is turned off.
Источники информации
1. Патент РФ N 2117863, кл. F 23 B 1/02, 1998 г.Sources of information
1. RF patent N 2117863, cl. F 23 B 1/02, 1998
2. В. А. Дмитроц, А.Б. Левин, Ю.П. Семенов "Теплотехнический справочник инженера лесного и деревообрабатывающего предприятия, М., МГУЛ, 1999 г., с. 177-184. 2. V.A. Dmitrots, A.B. Levin, Yu.P. Semenov "Heat engineering reference engineer of the forestry and woodworking enterprises, M., MGUL, 1999, pp. 177-184.