Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания древесных отходов

Изобретение относится к устройствам для сжигания древесных отходов переработки древесной биомассы и может найти применение в теплоэнергетике. Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой содержит разделенную арочным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, устройства позонного ввода первичного воздуха под колосниковую решетку и вторичного воздуха в надслоевой объем через сопла, расположенные на боковых стенах в одной вертикальной плоскости, и камеру дожигания и охлаждения, соединенную с камерной сгорания выходным окном, расположенным над конечным участком первой зоны колосниковой решетки. Сопла подачи вторичного воздуха, расположенные на противоположной стене от коробов ввода первичного воздуха, наклонены вниз под углом φ, а сопла вторичного воздуха другой стены наклонены вверх под углом φ, выходное окно оборудовано буртиком, направленным вниз топки, под которым горизонтально встречно-смещенно установлены два дополнительных сопла для ввода вторичного воздуха. Изобретение позволяет повысить качество сжигания древесного топлива, снизить вредный выброс в атмосферу. 3 ил.

 

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

Известны топки с наклонно-переталкивающими решетками, в которых топливо из бункера поступает на колосниковую решетку, которая образована из чередующихся рядов подвижных и неподвижных колосников, расположенных ступенями. Угол наклона колосниковой решетки меньше угла естественного откоса сжигаемого топлива и перемещение топлива по решетке происходит за счет возвратно-поступательного движения подвижных колосников, при этом происходит шуровка слоя. Подача воздуха под колосниковую решетку осуществляется позонно. [Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Котельные агрегаты. М. - Л. Госэнергоиздат, 1959, с.78].

Для уменьшения потерь теплоты с химической неполнотой сгорания в топках с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками стали использовать сопла острого дутья, установленные на фронтовой и задней стенах, что позволило несколько снизить величину данной потери до 2,5…3%. [Думер А.Б. Механизмы топочных устройств. М. - Л. Госэнергоиздат, 1963, с.92-93].

Известны топки с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками для сжигания древесных отходов с умеренной влажностью (до 45…50%), в которых отходы подаются на колосниковую решетку шнековыми питателями, первичный воздух подается под решетку позонно (три зоны), а вторичный воздух вводится в топочный объем над второй и третьей зонами колосниковой решетки со стороны боковых стен с помощью горизонтальных цилиндрических сопл, расположенных встречно в одной вертикальной плоскости. Количество сопл вторичного дутья определяется длиной колосниковой решетки и соответственно тепловой мощностью топки. Высокотемпературные продукты сгорания в надслоевой области камеры сгорания двигаются к первой зоне колосниковой решетки, интенсифицируя термическую подготовку свежего топлива к воспламенению, и через выходное окно прямоугольного сечения, расположенное в своде арочного типа, над конечным участком первой зоны решетки, направляются в камеру дожигания и охлаждения, в которой завершается процесс горения и происходит охлаждение дымовых газов перед их поступлением в газоводяной теплообменник. [Любов В.К., Любова Н.В. Сжигание биотоплив в котлах «Danstoker» // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы Международной научно-технической конференции. Вологда: РИО ВоГТУ, 2009, с.105-107]. Данное топочное устройство принято нами за прототип.

Однако данные топки очень чувствительны к гранулометрическому составу сжигаемого топлива и изменению его теплотехнических характеристик. При увеличении в составе сжигаемого топлива мелких фракций, снижении его влажности или скорости движения по колосниковой решетке зона воспламенения перемещается в направлении фронтовой стены топки. Раннее воспламенение топлива, сопровождающееся интенсивным выделением летучих веществ, при отсутствии подачи в данную область вторичного воздуха вызывает значительный рост потерь теплоты с химическим недожогом топлива и снижение эффективности и надежности работы топки и котла в целом.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокоэффективного низкоэмиссионного топочного устройства для сжигания древесного топлива крайне неоднородного гранулометрического состава (с размером частиц, отличающимся в тысячи раз) с относительной влажностью на рабочую массу до 50…55%.

Это достигается тем, что у топки с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой, содержащей разделенные арочным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, устройствами позонного ввода первичного воздуха под колосниковую решетку и вторичного воздуха в надслоевой объем через сопла, расположенные на боковых стенах в одной вертикальной плоскости, и камеру дожигания и охлаждения, соединенную с камерой сгорания выходным окном, расположенным над конечным участком первой зоны колосниковой решетки, сопла подачи вторичного воздуха, расположенные на противоположной стене от коробов ввода первичного воздуха, наклонены вниз под углом φ (зависящим от ширины топки и теплофизических характеристик топлива), а сопла вторичного воздуха другой стены наклонены вверх под углом φ, выходное окно оборудовано буртиком, направленным вниз топки, под которым горизонтально встречно-смещенно установлены два дополнительных сопла для ввода вторичного воздуха.

На фиг.1 изображена предлагаемая топка, продольный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - местный горизонтальный разрез В-В фиг.1.

Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой содержит камеры сгорания 1 и дожигания и охлаждения 2, разделенные арочным сводом 3, выполненным из огнеупорных материалов, над конечным участком первой зоны наклонно-переталкивающей решетки 4 в своде выполнено выходное окно 5, оборудованное буртиком 6, направленным вниз топки, под которым горизонтально встречно-смещенно установлены два дополнительных сопла 7 для ввода вторичного воздуха. На фронтовой стене топки установлены питатели топлива 8, а на боковых стенах над второй и третьей зонами наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 4 - основные сопла подачи вторичного воздуха 9, при этом сопла, расположенные на противоположной стене от коробов ввода первичного воздуха 10, наклонены вниз под углом φ, а сопла другой стены наклонены вверх под углом φ. Подача вторичного воздуха к соплам осуществляется с помощью воздуховодов 11, проложенных вдоль боковых стен камеры сгорания 1. Шнековый транспортер 12, ось которого перпендикулярна продольной оси топки, расположен в конце наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 4.

Работа топки с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания древесных отходов осуществляется следующим образом.

Полифракционные древесные отходы из бункеров питателями 8 подаются на наклонно-переталкивающую колосниковую решетку 4, на участке первой зоны которой, происходит термическая подготовка и воспламенение древесного топлива, во второй и третьей зонах происходит, соответственно, активное горение и догорание горючих компонент топлива, первичный воздух под колосниковую решетку с помощью коробов 10 подается позонно, в количестве меньшем, чем теоретически необходимо для сгорания топлива. Соотношение между первичным и вторичным воздухом определяется теплофизическими характеристиками сжигаемого топлива, с ростом влажности топлива доля первичного воздуха увеличивается. Продукты неполного горения, выходящие из слоя топлива, попадают в вихревой поток, образующийся при взаимодействии разнонаправленных струй вторичного воздуха, выходящих из основных сопл 9. Наклон вниз сопл, расположенных на противоположной стене от коробов ввода первичного воздуха 10, позволяет уменьшить локальный пережог колосников и выгорание обмуровки в данной зоне, что характерно для топок с односторонним вводом первичного воздуха. Вихревой поток горячих топочных газов оказывает воздействие и на слой топлива, расположенный на колосниковой решетке 4, повышая равномерность распределения топлива по ее ширине и увеличивая ее жизненный цикл. Двигаясь к первой зоне наклонно-переталкивающей решетки 4, вихревой поток высокотемпературных газов интенсифицирует термическую подготовку древесного топлива к воспламенению. В области выходного окна 5, расположенного в арочном своде 3 над конечным участком первой зоны колосниковой решетки 4 и оборудованного буртиком 6, производится дополнительная закрутка газового потока при вводе струй вторичного воздуха через горизонтальные встречно-смещенные дополнительные сопла 7. Данный вихревой поток обеспечивает выгорание горючих компонент, поступающих из слоя топлива с участка первой зоны решетки, а также в комплексе с буртиком 6 выходного окна 5 уменьшает вынос твердой фазы из камеры сгорания 1 в камеру дожигания и охлаждения 2. Дополнительная турбулизация газового потока на выходе из камеры сгорания 1 интенсифицирует теплообмен в камере дожигания и охлаждения 2 и улучшает условия работы газоводяного теплообменника. Удаление очаговых остатков из камеры сгорания 1 в процессе эксплуатации котла производится с помощью шнекового транспортера 12.

Исследования показали, что данная топка позволяет обеспечить эффективное сжигание древесного топлива крайне неоднородного гранулометрического состава (с размером частиц, отличающимся в тысячи раз), повысить КПД брутто котла не менее чем на 2% за счет уменьшения потерь теплоты с уходящими газами и с химической неполнотой сгорания топлива, обеспечить возможность работы при сверхмалых избытках воздуха на выходе из топки (αт=1,15), снизить эмиссии оксидов азота ~20% и оксида углерода на 30…50%, а также продлить жизненный цикл наклонно-переталкивающей колосниковой решетки и обмуровки.

Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой, содержащая разделенные арочным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, устройствами позонного ввода первичного воздуха под колосниковую решетку и вторичного воздуха в надслоевой объем через сопла, расположенные на боковых стенах в одной вертикальной плоскости, и камеру дожигания и охлаждения, соединенную с камерой сгорания выходным окном, расположенным над конечным участком первой зоны колосниковой решетки, отличающаяся тем, что сопла подачи вторичного воздуха, расположенные на противоположной стене от коробов ввода первичного воздуха, наклонены вниз под углом φ, а сопла вторичного воздуха другой стены наклонены вверх под углом φ, выходное окно оборудовано буртиком, направленным вниз топки, под которым горизонтально встречно-смещенно установлены два дополнительных сопла для ввода вторичного воздуха.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике. Горелочное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой и непосредственно соединенного с бачком-испарителем, нижняя поверхность которого служит верхней поверхностью камеры газогенерации.

Котел // 2515568
Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использовано в бытовых и промышленных котлах. Предложен котел, содержащий вертикальную камеру газогенерирования, в стенах которой выполнены отверстия для ввода газов рециркуляции, опоясывающую с зазором стены камеры рубашку, потолочное окно загрузки топлива, подовое перекрытие, имеющее решетку для выпуска зольных частиц и генераторного газа, с размещенными над ней соплами для ввода первичного воздуха, вертикальным цилиндрическим патрубком с отверстиями для вывода влаги и летучих веществ, ось симметрии которого совмещена с вертикальной осью симметрии камеры газогенерирования, горизонтальную камеру сгорания с горизонтальной осью симметрии, опоясывающую с зазором для прохода воды рубашку, потолочное перекрытие, имеющее окна для ввода генераторного газа и выпуска продуктов сгорания, подовое перекрытие, вертикальный газоход с нагревателями воды и воздуха, подовым перекрытием, имеющим окно ввода продуктов сгорания, и потолочным перекрытием, имеющим окно вывода продуктов сгорания в дымовую трубу, причем решетка для выпуска зольных частиц и генераторного газа камеры газогенерирования размещена в окне для ввода генераторного газа камеры сжигания, а окно для вывода продуктов сгорания камеры сжигания совмещено с окном ввода продуктов сгорания газохода.

Изобретение может быть использовано в химической, металлургической и энергетической областях. Слоевой газификатор непрерывного действия представляет собой аппарат шахтного типа на обратном дутье и состоит из топки с охлаждаемой колосниковой решеткой (1), питателя (2) непрерывной подачи топлива в топку и узла (3) отгрузки кокса и золы, который расположен в нижней части.

Изобретение относится к устройствам для сжигания растительных отходов, в частности льняной мякины. Топка для сжигания льняной мякины содержит накопительный бункер с дозирующим шнеком, топочную камеру с колосниковой решеткой и механизм золоудаления.

Изобретение относится к теплоэнергетике. При использовании в топках котлоагрегатов водоугольного топлива (ВУТ) проблемой является падение температуры в модуле подготовки топливной смеси при подаче ВУТ, что отрицательно влияет на процесс газификации топлива, в результате чего образуется недостаточное количество газовой составляющей для надежного пуска котла из холодного состояния и поддержания стабильного горения на низких нагрузках.

Изобретение может быть использовано для утилизации горючих отходов, биомассы или иных веществ, содержащих углерод и водород, с целью получения горючих газов. Способ включает подачу в реактор топлива воздуха, их смешивание, сгорание смеси и/или газификации содержащейся в ней твердой основы.
Изобретение относится к способу получения тепловой и электрической энергии из возобновляемых источников. Способ включает сбор растительного сырья, его измельчение и термофильное сбраживание в метантенках с подачей полученного биогаза в газгольдеры с последующим использованием биогаза для получения тепловой и электрической энергии, загрузку сырья производят в метантенки последовательно с интервалом, равным времени сбраживания и разгрузки метантенка, пульпу после сбраживания направляют на двухстадийное механическое обезвоживание до относительной влажности 40-50% с последующей сушкой полученного концентрата до абсолютной влажности 50-60%, полученный концентрат направляют в качестве топлива на сжигание в топке котельной установки с выработкой пара энергетических параметров для производства электроэнергии, а отходящие газы из котельной установки делят на два потока, один из которых направляют на сушку концентрата, а другой поток - на подогрев растительного сырья в метантенках до температуры термофильного сбраживания.

Изобретение может быть использовано в области энергетики, газовой, угольной и химической отраслях промышленности. Способ сжигания твердого топлива включает подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки.

Изобретение может быть использовано при подготовке и сжигании угля на электростанциях. Способ заключается в измельчении угля природной влажности, его активации путем сушки и последующем сжигании в факеле.

Изобретение относится к теплоснабжению и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в пылеугольных котлах. Способ сжигания топлива заключается в подаче топлива в топку, розжиге топлива, подаче воздуха в топку, дожигании топлива с дополнительной подачей воздуха с использованием накопителя тепловой энергии, отборе тепловой энергии; при этом направление газов от сгоревшего топлива осуществляют по восходящему лабиринтному газоходу, в наклонной части которого газы с не полностью сгоревшими частицами топлива пропускают вдоль керамических блоков накопителя тепловой энергии и дожигают, при этом подачу воздуха на дожигание топлива осуществляют при подходе потока газов с несгоревшим полностью топливом к накопителю тепловой энергии. Поток газов с частицами несгоревшего топлива в зоне накопителя тепловой энергии пропускают через зазоры вдоль и между установленными параллельно движению газового потока керамическими блоками накопителя тепловой энергии и поверхностями выступов, выполненными на задней стенке корпуса и Г-образного выступа на перегородке. При дожигании топлива предлагаемым способом коэффициент полезного действия котла увеличился до 7-10%, упрощена конструкция котла, снижен расход тепловой энергии на разогрев котла. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, в частности для получения генераторного газа. Прямоточный газификатор содержит топливный бункер (14) для хранения топлива, подлежащего газификации, верхнее перекрытие (16а), образующее днище топливного бункера, один газификационный отсек (20) для газификации топлива, расположенный под верхним перекрытием, и средства для проведения газифицирующего воздуха в газификационный отсек. Верхнее перекрытие содержит несколько отверстий (30) для подачи топлива из топливного бункера в газификационный отсек. Под верхним перекрытием (16а) имеется нижнее перекрытие (16b). Под нижним перекрытием (16b) находится газификационный отсек (20). В верхнем и нижнем перекрытиях имеется несколько концентрических отверстий (30), ведущих из топливного бункера (14) в указанный газификационный отсек. Изобретение позволяет снизить требования к используемому топливу, снизить потребность в очистке генераторного газа при увеличении его выхода, а также обеспечить надежность газификатора. 5 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к средствам переработки и уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов, в которых содержатся фрагменты с углеродсодержащими веществами. Устройство для переработки состоящего из твердых углеродсодержащих материалов сырья содержит топку, устройства для загрузки сырья, для перемешивания сырья, для подачи воздуха в верхнюю часть топки и нижнего дутья, для поджига сырья с горелками. В устройстве для загрузки сырья выполнен шнековый механизм. Устройство для перемешивания сырья совмещено со шнековым механизмом в устройстве для загрузки сырья и выполнено путем установки на витках шнекового механизма дугообразных лопастей. В шнековом механизме для удаления шлаков на витках шнекового механизма установлены лопасти. В устройстве нижнего дутья выполнены параллельно идущие каналы, которые расположены на боковой стенке топки по идущей вверх винтовой линии. Горелки устройства поджига сырья установлены в корпусе так, что последующая горелка расположена выше предыдущей горелки и отстоит от нее на угловом расстоянии в 90°. Изобретение позволяет повысить эффективность переработки сырья, уменьшить требования к размерам фракций сырья и составу сырья и повысить надежность устройства для переработки сырья. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к топливно-энергетической промышленности и может быть использовано при утилизации отходов обогащения каменного угля. Способ сжигания водоугольной и породной смеси включает нагрев ее до температуры воспламенения от внешнего источника. В качестве внешнего источника для воспламенения применяют предварительно разогретые стены камеры горения до температуры 1100°C, на которые подают водоугольную и породную смесь, в камеру направляют воздух, обогащенный кислородом на 3-5%, а зону горения подвергают воздействию ультразвуком с частотой 18-25 кГц. Изобретение позволяет утилизировать отходы обогащения угля.

Изобретение относится к области переработки твердых бытовых и промышленных отходов с получением в качестве конечного продукта синтез-газа. Способ разрушения углеродо- и азотосодержащего сырья включает подачу углеродо- и азотосодержащего сырья в цилиндрический корпус, нагревание его, создание разрежения во внутренней полости корпуса, вывод газа и выгрузку зольного остатка. Внутреннюю полость корпуса предварительно прогревают перед подачей сырья в канал загрузки, поступающее непрерывно из канала загрузки сырье перемещают с помощью шнека и последовательно направляют в камеру начального разложения, нагревая до температуры 120-340°C с давлением 600-500 КПа, образовавшуюся влагу и первичный пиролизный газ отводят через газоотводную сетку в камеру дожига, подавая в нее дозировано кислород в составе воздуха до получения оксидов CO, NO, далее сырье подвергают разрушению сначала в первой зоне при температуре 340-1000°C и давлении 600-700 КПа, а затем во второй зоне при температуре 1700°C и давлении 900-700 КПа, при этом разрежение в зонах регулируют изменением разрежения в трубках контура разрежения, принадлежащих соответствующей зоне, кислород в составе воздуха в ствол корпуса подают через окно зольного канала. Изобретение позволяет увеличить степень разрушения сырья. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к конструкции газогенераторов прямого процесса и может быть использовано для получения генераторного газа при сжигании твердого топлива. Газогенератор содержит размещенную в корпусе кольцеобразную камеру газификации, топку и расположенную внутри неё колосниковую решетку, выполненную с возможностью вращательного движения, в верхней части корпуса выполнен патрубок для отвода генераторного газа и загрузочный отсек, расположенный вдоль вертикальной оси корпуса, под загрузочным отсеком расположена топка, а в нижней части корпуса размещен воздухозаборник, колосниковая решетка выполнена куполообразной формы с возможностью дополнительного поступательного движения, кольцеобразная камера газификации выполнена с наружной и внутренней стенками и расположена вокруг загрузочного отсека, причем в верхней части камеры газификации стенки замкнуты, а в нижней части камеры газификации ее внутренняя стенка соединена со стенкой загрузочного отсека, а наружная стенка соединена со стенкой воздухозаборника, камера выполнена с возможностью ее охлаждения, а патрубок для отвода генераторного газа присоединен к устройству для вытяжки генераторного газа. Технический результат - увеличение времени непрерывной работы и повышение эффективности при одновременном уменьшении потребления топлива. 2 ил.

Изобретение относится к области многокамерных печей для обжига углеродистых блоков. Способ регулирования печи (1) заключается в том, что зона естественного предварительного нагревания разделена на по меньшей мере одну первую зону (Z1) естественного предварительного нагревания, располагающуюся на некотором первом расстоянии от устройства нагревания, и одну вторую зону (Z2) естественного предварительного нагревания, располагающуюся на некотором втором расстоянии от устройства нагревания, причем упомянутое первое расстояние превышает упомянутое второе расстояние, и в котором изменяют потоки газов, циркулирующих в полых перегородках, таким образом, чтобы контролировать газовые потоки (30, 31), проходящие через первую зону (Z1) естественного предварительного нагревания, на основе газовых потоков (31), выходящих из второй зоны (Z2) естественного предварительного нагревания, для того, чтобы регулировать повышение температуры перегородок и анодов в первой зоне (Z1) естественного предварительного нагревания и контролировать положение фронта дегазации. Изобретение позволяет повысить качество сжигания топлива. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Способ интенсификации процесса сжигания низкореакционного угля в котлах ТЭС включает воспламенение и горение пылеугольного низкореакционного топлива, при вводе в процесс горения водной эмульсии с нанодобавкой в виде растворимого таунита. Техническим результатом является увеличение динамики процесса горения и полноты выгорания угля в котлах ТЭС. 1 ил.

Группа изобретений относится к теплоэнергетике, а именно к системам отопления на твердом топливе, и может быть использована для создания отопительных приборов с повышенной эффективностью. Способ управления температурой дымовых газов, в котором изменяют объем входящего воздуха, а в процессе сжигания топлива разделяют дымовые газы на горячий и холодный потоки, изменяют величину горячего потока и объединяют его с холодным потоком. Способ может быть реализован в твердотопливных отопительных приборах прямого (печи), косвенного (котлы) и смешанного нагрева, а также отопительных приборах с верхним горением, верхней загрузкой, газогенераторных и др. Группа изобретений направлена на повышение эффективности твердотопливных отопительных приборов в широком диапазоне производимых тепловых мощностей, за счет стабилизации температуры дымовых газов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в котельных установках. Способ двухступенчатого сжигания твердого топлива включает заполнение топки твердым кусковым топливом, подачу окислителя в топку через колосники, расположенные внизу топки, причем в рабочем режиме через колосники подается недостаточное для полного окисления кускового топлива количество окислителя, дожигание образовавшихся газов вне указанной топки с участием дополнительной подачи окислителя, передачу тепла от сжигания теплообменной системе с трубчатыми теплообменниками с жидким теплоносителем, отвод дымовых газов. Боковые поверхности топки образованы трубчатыми теплообменниками, установленными с промежутками, а между теплообменниками и корпусом печи расположена камера сбора пиролизных газов. Технический результат - повышение энергоэффективности, надежности, долговечности и повышение удельного выхода тепловой энергии по отношению к объему и весу топки. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх