СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1995 года по МПК F23C11/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам сжигания твердого топлива, и может быть использовано в топочных устройствах при сжигании твердого топлива, например угля.

Известен способ сжигания жидкого топлива путем его смешения с газом и распыления полученной смеси с одновременной ее подачей в зону горения. Смешение по этому способу осуществляют путем насыщения топлива газом, а подачу смеси на распыление проводят при давлении, превышающем давление насыщения газа в топливе [1] Согласно этому способу сжигания жидкого топлива при использовании в качестве жидкого топлива мазута последний насыщают углекислым газом или продуктами сгорания топлива, а при использовании в качестве жидкого топлива реактивного или дизельного топлива их насыщают углеводородными газами.

Известен также способ сжигания твердого топлива [2] согласно которому угольную пыль в потоке первичного воздуха подают в камеру сгорания, при этом концентрацию угольной пыли в аэросмеси периодически меняют с помощью дозатора в интервале от 0,5 до 2 кг на 1 кг воздуха с частотой 3-20 Гц. Максимальная концентрация угольной пыли по существу равна оптимальной для условий воспламенения концентрации, лежащей для большинства углей в пределах 1,2-2,0 кг топлива на 1 кг воздуха, а средний расход топлива соответствует номинальной мощности энергетической установки. Оптимальное соотношение между топливом и воздухом приводит к сокращению времени воспламенения полидисперсной угольной пыли и получению в корне факела некоторого дополнительного тепла, которое способствует более раннему воспламенению угольной пыли при ее концентрации в первичном воздухе, отличной от оптимальной. Увеличение концентрации угольной пыли свыше 2 кг на 1 кг воздуха приводит к ее оседанию в пылепроводе, а уменьшение ее концентрации менее 0,5 кг топлива на 1 кг воздуха значительно увеличивает время воспламенения, что приводит к снижению устойчивости горения.

Однако описанный способ сжигания твердого топлива, являющийся аналогом предлагаемого, не может достичь технический результат ввиду особенностей его технологического процесса.

Известен также способ сжигания твердого топлива [3] путем подачи потока первичной аэросмеси с коэффициентом избытка воздуха α < 1, сжигания ее, смешения продуктов горения с потоком вторичной аэросмеси, дожигания полученной смеси с добавлением воздуха, поток первичной аэросмеси закручивают, а коэффициенты избытка воздуха поддерживают равными α= 0,1-0,4 в первичной аэросмеси и α₂= 0,05-0,2 во вторичной смеси.

Цель изобретения увеличить полноту сгорания топлива.

Для этого в способе сжигания твердого топлива путем подачи в зону горения потоков первичного и вторичного воздуха вторичный воздух подают в зоны начала и конца пламени топлива, причем соотношение масс потоков вторичного воздуха в зоны начала и конца пламени (1,5-2,0):1 при общем соотношении массы потока первичного воздуха и суммарной массы потоков вторичного воздуха 1:(1-1,5).

На фиг.1 изображена топка, в которой осуществляется предлагаемый способ, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.1; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 разрез В-В на фиг.1; на фиг.6 разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.7 вид по стрелке А на фиг.1.

Топка, в которой осуществляется предлагаемый способ сжигания твердого топлива, содержит корпус 1 с колосниковой решеткой 2 и трубами 3 и 4 вторичного воздуха. Корпус 1 имеет две дверцы: загрузочную 5 и шуровочную 6. Загрузочная дверца 5 выполнена прозрачной. Внутри корпус имеет футеровку 7, располагающуюся по высоте до уровня горения твердого топлива. Каждая труба 3 и 4 вторичного воздуха выполнена двойной Г-образности, причем горизонтальные части 8 одной из них расположены вдоль стен корпуса 1 в зоне начала пламени топлива, а другие горизонтальные части 9 в зоне конца пламени. Горизонтальные части 8 и 9 труб 3 и 4 вторичного воздуха перфорированы. Перфорация 10 каждой горизонтальной части труб 3 и 4 выполнена переменной степени, увеличивающейся к концу трубы. Концы горизонтальных частей 8 и 9 труб вторичного воздуха 3 и 4 заглушены, а вертикальные части 11 и 12 этих труб являются заборными и на их концах выполнены патрубки 13 и 14. Поддувальная часть 15 топки соединена патрубком 16 с атмосферным воздухом. В каждом патрубке 13 и 14 смонтированы заслонки 17 и 18 с возможностью их регулирования. В патрубке 16 смонтирована заслонка 19 также с возможностью ее регулирования. На корпусе 1 в передней верхней его части смонтирована панель 20, на которой расположены три ручки: средняя ручка 21 терморегулятора, поддерживающего заданную температуру в водяной рубашке корпуса 1 и связанного с заслонкой 19 патрубка 16, левая ручка 22, связанная с заслонкой 18 патрубка 14, и правая ручка 23, связанная с заслонкой 17 патрубка 3. Средняя ручка 21 выполнена с температурной шкалой.

Топка работает следующим образом. После засыпки через загрузочную дверцу 5 твердого топлива, например угля, производят его розжиг, устанавливая при этом ручку 20 так, чтобы заслонка 19 канала 16 была максимально открыта, а также регулируя заслонки 17 и 18 с помощью ручек 22 и 23, выведенных на панель 20. После розжига топлива, которое загружают по высоте до верхней границы футеровки 7, производят настройку теплогенератора до необходимой температуры в водяной рубашке корпуса 1. Это осуществляют с помощью ручки 21 теплогенератора, связанного с заслонкой 19 патрубка 16. Настройку пламени в зависимости от вида и состояния твердого топлива производят вручную с помощью ручек 22 и 23, наблюдая через прозрачную загрузочную дверцу 5. Ручкой 22 регулируют расположение заслонки 18 внутри патрубка 14 и тем самым количество воздуха, поступающего в заборную часть 12 трубы вторичного воздуха 4, выполненной двойной Г-образности. Вторичный воздух из заборной части трубы 4 поступает в горизонтальные ее части 9 в зоне конца пламени, а оттуда непосредственно на конец пламени твердого топлива, распределяясь равномерно по всей зоне. Аналогично регулировке поступления вторичного воздуха на конец пламени твердого топлива производят регулировку подачи вторичного воздуха на начало пламени. Этот процесс регулируют с помощью правой ручки 23, которая воздействует на заслонку 17, расположенную в патрубке 13, и тем самым регулируют количество воздуха, поступающего в вертикальную заборную часть 11 трубы вторичного воздуха, выполненной двойной Г-образности. Из вертикальной заборной части 11 воздух поступает в горизонтальные части 8 в зоне начала пламени, а оттуда непосредственно на начало пламени твердого топлива, распределяясь равномерно по всей зоне. Через прозрачную дверцу 5 наблюдают за пламенем. В случае необходимости изменения температуры воды в рубашке корпуса 1 топки в большую или меньшую сторону регулируют ее изменение с помощью ручки 21 по имеющейся на панели 20 шкале. Одновременно производят регулировку с помощью ручек 22 и 23 количества воздуха, поступающего в зону начала и конца пламени твердого топлива, наблюдая за этим процессом через прозрачную загрузочную дверцу 5. Воздух, поступающий в зону начала и конца пламени способствует дожиганию летучих веществ твердого топлива. Переменная степень перфорации горизонтальной части труб вторичного воздуха способствует равномерной подаче необходимого для полного сжигания твердого топлива количества воздуха по всем зонам начала и конца пламени.

Использование: в топочных устройствах для сжигания твердого топлива, например угля. Сущность изобретения: подают в зону горения потоки первичного и вторичного воздуха, причем последний подают по периметру зоны горения, а соотношение потоков вторичного воздуха по границам зоны поддерживают (1,5 - 2,0): 1 при общем соотношении массы потока первичного воздуха и суммарной массы потоков вторичного воздуха 1:(1 - 1,5). 7 ил.

СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА путем подачи в зону горения потоков первичного и вторичного воздуха, отличающийся тем, что вторичный воздух подают по периметру зоны горения, причем соотношение потоков вторичного воздуха по границам зоны поддерживают в пределах 1,5 2,0 1 при общем соотношении массы потока первичного воздуха и суммарной массы потоков вторичного воздуха 1 1 1,5.