Способ удаления золы и шлака из зоны горения и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F23J1/02 

Изобретение относится к способам удаления золы и шлака из зоны горения топочных устройств слоевого типа работающих преимущественно на мелком древесном топливе, и может быть применено для котлоагрегатов малой мощ ности, используемых в лесной промышленности. Известен способ удаления золы и шлака из зоны горения топки, заключа щийся в том, что скапливающиеся на колосниках золу и шлак переодически сбрасывают в зольник поворотом колос ников. Этот способ устраняет ручной труд при удалении шлака l. .Недостатком данного способа является потеря топлива вследствие частичного провала его с золой и шлаком Известен также способ удаления зо лы из зоны горения при сжигании топлива на колосниковых решетках путем непосредственного провала частиц золы «и шлака через зазоры колосников, скорость воздуха в которых существенно ниже скорости витания частиц золы и шлака 2J. Однако при этом способе даже при . подвижных колосниках часть золы и шлака не проваливается через зазоры и, находясь в зоне высоких температур, сплавляется, образуя крупные куски, постепенно нарушающие структуру слоя топлива .и снижающие эффективность горения. При этом требуется периодическое удаление шлака, связанное со снижением теплопроизводительности топки и ее КПД. Применение известных цепных решеток существенно повышает сложность котлоагрегата, его стоимость, однако .при этом снижается надежность топок, так как подвижные металлические детали -цепных решеток работают в зоне высокой температуры. По этвм причинам цепные решетки вообще не применяются для котлоагрегатов с производительностью ниже k тонн riapa в час. Цель изобретения - оптимизация процесса горения. Поставленная цель достигается те что согласно способу удаления золы и шлака из зоны горения потоком воздузоха и продуктов сгорания, удаление лы и мелких частиц шлака осуществляют путем поддержания скорости этого потока в нижней зоны горения м/с. 07Z Способ удаления золы и шлака из зоны горения основывается на следующем принципе: при сжигании древесного топлива, торфа и других топлив этого вида частички образующейся золы имеют скорость витания 0,3 - 6-7 м/с. Скорость витания частиц топлива, например топливной древесной щепы, составляет величину порядка 8-20 м/с и выше. Таким образом, если поддерживать скорость воздуха и продуктов сгорания для древесного топлива в пределах 5 15 м/с, все частицы золы и шЛака будут выноситься из слоя топ-, лива, в то время как наиболее крупные частицы топлива будут удерживаться в слое и сгорать. Выносимые из слоя топлива наиболее мелкие частицы топлива при этом будут сгорать в факеле , образующемся за зажимающей решеткой. Регулирование скорости воздуха и продуктов сгорания достигается изменением толщины слоя в месте выноса из него частиц золы и шлака. При уменьшении нагрузки на топку расстояние с (см. чертеж) уменьшается, а расстояние О остается прежним. Следовательно, в этом случае скорость воздуха в сечении а уменьшается, а в сечении С увеличивается, благодаря чему обеспечивается увеличениескорости витания частиц золы и шлака и осуществляется их вынос из слоя. Замеры скорости движения потока газа по слою производятся трубкой Пито-Прандтля за зажимающей решеткой, В серийных котлах КЕ и ДКВР предусмотрены гляделки, дающие возможность наблюдать за зажимающей решеткой со стороны. Обслуживающий персонал должен периодически вести наблюдение за процессом горения с тем, чтобы не допускать выноса крупных кусков топлива за зажимающую решетку. Если наблюдается вынос крупных частиц, то колосник необходимо повернуть по часовой стрелке. Если мелкие частицы топлива и золы не выносятся за решетку, колосник следует повернуть в противоположную сторону. Предлагаемый способ заключается в том, что в нижней части слоя топли обеспечивают скорость подаваемого воздуха и образующихся продуктов сгорания 5-15 м/с (в зависимости от размера образующихся частиц золы и шлака) с таким расчетом, чтобы эта скорость превышала скорость витания шла ковых и зольных частиц и они выносились потоком газов за пределы зоны горения. При этом регулирование скорости потока газов по нижнему сечению слоя топлива достигается изменением толщины слоя топлива только в нижней его части. При выносе частиц золы и шлака с газобым потоком неизбежен вынос таких мелких частиц топлива, размеры и масса которых соизмеримы с размерами частиц золы и шлака. Эти частицы топ лива сгорают в факеле, образующемся за зажимающей решеткой в топочной камере, куда подается вторичный возЯУх. Предлагаемый способ обеспечивает непрерывное надежное и своевременное удаление частиц золы и щлака из зоны горения, ликвидирует в ней условия для образования крупных частиц шлак в результате чего достигается надежная работа слоя, а также повышается коэффициент полезного действия топки и оптимизируется процесс сжигания то лива. Устройство для осуществления пред лагаемого способа относится к топочным устройствам и может быть использовано в лесной промышленности, а именно там, где изобилует мелкое дре весное топливо. Известна топка для сжигания древе ных бтходов, содержащая наклонную ко лосниковую решетку из отдельных профилированных плит, установленную на раме СЗЗ. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является топочное устройство, которое включает загрузочный канал, топочную камеру, колосниковую решетку с переменным углом наклона и поворотный колосник . Недостатками известных устройств является то, что они не обеспечивают своевременного удаления золы и шлака из зоны горения, что снижает эффективность горения. Цель изобретения оптимизация процесса горения. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для удаления золы и шлака из зоны горения, содержащем загрузочный канал, топочную камеру, колосниковую решетку с переменным углом наклона и поворотный колосник, последний установлен над колосниково решеткой, шарнирно закреплен а верхней части, а его нижняя часть выполнена с приливом в виде цилиндрической поверхности с центром кривизны в точке шарнирного крепления колосника. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит зажимающую решетку 1, наклонную беспровальную решетку 2, ограничивающую слой топлива СНИЗУ и поворотный колосник 3, ограничивающий слой топлива со стороны противоположной зажимающей решетке. Поворотный колосник 3 шарнирно закреплен в верхней части, а в нижней части имеет прилив , снабженный цилиндрической поверхностью с радиусом кривизны из точки шарнирного крепления колосника 3 так, что зазор между нижним обрезом колосника 3 и беспровальной колосниковой решеткой 2 при изменении положения колосника 3 остается постоянным. Положение поворотного колосника 3 изменяется посредством привода 5. Устройство содержит также неподвижные пережимы 6, выгрузное приспособление 7, шнек 8 для удаления -остаточных шлаков и золы и трубку Пито-Прандтля 9 для замеров скорости потока газов. Устройство работает следующим образом. Топливо загружают в шахту, образованную зажимающей решеткой 1, неподвижными пережимами 6, поворотным колосником 3 и беспровальной колосниковой решеткой 2. Воздух для горения подводится под колосниковую решетку 2, и в пространстве выше нее обеспечивают такую скорость воздушного потока (порядка м/с), чтобы она была выше.скорости питания частиц об-разованной золы и шлаков (любых видов). При этом необходимо изменить толщину слоя топлива в нижней части зоны горения (этого требует предлагаемый способ) путем изменения положения поворотного колосника 3 посредством привода 5. Прилив в нижней части поворот-ного колосника 3 обеспечивает постоянный зазор между беспровальной колосниковой решеткой 2 и нижней поверхностью прилива j независимо от того, на какой угол повернется колосник 3. Это обеспечивает равномерный сход шлака в выгрузное приспособление 7. п5 Предлагаемые способы удаления золы и шлака из зоны горения и устройство для его осуществления способствуют интенсификации процесса го рения и тем самым повышают КПД топки. Пример. Способ удаления золы и шлака из зоны горения осуществляют э топке скоростного горения. Воздух 1одается тангенциально поверхности еспровальной колосниковой решетки ю направлению к зажимающей решетке, корость воздуха w продуктов сгора- ия вдоль беспровальной решетки преышает скорость витания частиц золы шлака. Последние выносятся газовым отоком за з ажимающую решетку и удаяются за пределы топочного устройста. 7074 При сжигании опилок с зольностью - -- f k x ivirfvj i BlV/ не более 1-2 образуется зола с частицами менее 0,5 мм со скоростью вита ния до 5 м/с. Скорость газового потока в -этом случае должна быть 5 м/с для того, чтобы обеспечить унос золы с беспровальной решетки. При сжигании топливной щепы с размером частиц 5-20 мм и зольностью 20% образуются зола и шлак со скоростью витания до 5 м/с. Скорость газового потока при м/с. При сжигании крупной топливной щепы (размеры частиц основной массы свыше 20 мм) скорость газового потока равна Т5 м/с. Скорость газового потока изменяется путем изменения толщины слоя топлива поворотом колосника.

1. Способ удаления золы и шлака из зоны горения потоком воздуха и продуктов сгорания, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса горения, удаление золы и мелких частиц шлака осуществляют пу.тем поддержания скорости этого потока в нижней части зоны горения 5-15 м/с. 2. Устройство для удаления золы и шлака из зоны горения, содержащее загрузочный канал, топочную камеру, колосниковую решетку с переменным углом наклона и поворотный колосник, (О от личающееся тем, что поворотный колосник установлен над колосниковой решеткой, шарнирно закреплен в верхней части, а его нижняя часть выполнена с приливом в виде цилиндрической поверхности с центром кривизны в точке шарнирного крепления колосника. ю о М ч|