циклонный предтопок

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.

Описание изобретения к патенту

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.