Циклонный предтопок

 

Изобретение 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 выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания. Изобретение позволяет повысить полноту выгорания топлива, снизить образование оксида азота в процессе горения, расширить диапазон эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью до 60...65%. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может найти применение в промышленной теплоэнергетике.

Известен вертикальный циклонный предтопок, в котором организована схема двухступенчатого сжигания топлива, содержащий колосниковую решетку, расположенную в основании конической части внутреннего корпуса, и цилиндрическую циклонную камеру дожигания продуктов газификации и несгоревших частиц топлива. Подвод воздуха осуществляется тангенциально к конической части предтопка (патент Франции 2.142.281, МПК F 23 С 5/00, 1971).

Недостатком данной конструкции циклонного предтопка является верхний торцевой выход дымовых газов, что создает дополнительные трудности при компоновке устройства с котельным агрегатом, а также не позволяет использовать весь рабочий объем топочной камеры котла.

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 плунжером подается по трубе большого диаметра на колосниковую решетку через специальное отверстие в ее центре. Образующаяся коническая куча древесных отходов воспламеняется газовой запальной 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).

Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатками прототипа являются: 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.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение полноты выгорания топлива, снижение образования оксида азота в процессе горения, расширение диапазона эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью до 60...65%.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку и тангенциальные сопла, камера дожигания смонтирована под циклонной камерой и снабжено установленным между камерами пережимом с буртиком, колосниковая решетка выполнена конической и расположена в камере дожигания, а выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания.

На фиг.1 изображен общий вид циклонного топочного устройства; на фиг.2 - поперечный разрез А-А; на фиг.3 - поперечное сечение В-В.

Циклонный предтопок содержит две камеры: циклонную 1 и камеру дожигания крупных фракций 2 с конической колосниковой решеткой 3, патрубок 4 для подачи вторничного воздуха, патрубок 5 для подачи топлива, пережим 6 с буртиком, четыре тангенциальных шлица 7 и выходной патрубок 8.

Работа циклонного предтопка осуществляется следующим образом.

Подача топлива производится аксиально через патрубок 5. Через четыре тангенциальных шлица 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, повышения надежности воспламенения и выгорания топлива предусмотрен пережим 6, оборудованный буртиком, благодаря которому удастся создать очаги слоевого горения топлива. Продукты газификации и несгоревшие частицы топлива через отверстие в пережиме попадают в камеру дожигания, где поток также является закрученным, но в значительно меньшей степени. Осевой обратный ток, формирующийся в камере дожигания и проникающий обратно в циклонную камеру, должен благоприятствовать 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 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.

В ходе работы проведены аэродинамические исследования модели циклонного предтопка и определены его оптимальные геометрические параметры.

Предлагаемый циклонный предтопок удобно компонуется с существующими котельными агрегатами, наличие пережима позволит повысить полноту выгорания топлива, снизить образование оксида азота. Наличие нижнего периферийного выходного отверстия позволит задействовать практически весь рабочий объем топочной камеры котельного агрегата.

Формула изобретения

Циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания крупных фракций топлива, колосниковую решетку, тангенциальные сопла ввода потока и выходной патрубок, отличающийся тем, что 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 выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3