Устройство для сжигания мелкофракционных древесных отходов Советский патент 1983 года по МПК F23G5/00 

Изобретение относится к топочным устройствам для сжигания мелкофракционных топлив и может быть использовано в промышленности строительных материалов и деревообрабатывающей промышленности. Извес тны топочные устройства, в которых сжигаются мелкофракционные древесные отходы. Такие.устройства имеют значительные объемы, в которых не представляется возможным создать равномерно высокотемпературные условия по всему объему и многократную циркуляцию потока топливно-воздушной смеси для быстрого воспламенения, горения и полного выгорания образующегося кокса, а наличие колосниковой решетки приводит к потерям отходов с провалом через нее, снижая КПД устройства Ci. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для сжигания мелкофракционных древес ных отходов, содержащее горизонтальную цилиндрическую камеру сгорания с соплом для ввода отходов, основной и дополнительной горелками для ввода жидкого или газообразного топлива и воздухоохлаждаемым кожухом 2. Однако указанные циклонные горелочные устройства приспособлены для сжигания только одного жидкого или газообразного топлива и имеют больши габариты {две камеры сгорания ). В них не могут сжигаться различные вид топлив, в частности мелкофракционные древесные отходы и жидкое или газообразное топливо. Цель изобретения - повышение эффективности работы при сжигании двух видов топлив путем организации взаимодействия факелов от сжигания топли ва и мелкофракционных древесных отходов и интенсификации реагирования обоих топлив с окислителем. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сжигания мелкофракционных древесных отходов, содержащем горизонатльную цилиндрическую камеру сгорания с соплом для вво да отходов, основной и дополнительно горелками для ввода жидкого или газо образного топливаг. и воздухоохлаждае мым кожухом, сопло для ввода в камеру сгорания мелкофракционных древесных отходов установлена тангенциально на расстоянии 0,1-р,14 /Dgn от основной топливный горелки, где Dg внутренний диаметр камеры. В камере горелочного устройства .Организуется ровместное сжигание двух различных видов топлива: жидког и мелкофракцйонных древесных отходов или газообразного и мелкрФракционных древесных отходов. Жидкое или газообразное топливо составляющее до 15% от общего количества топлива, сжигаемого в камере сжигается в начале камеры, а затем вводятся мелкофракционные древесные отходы, которые воспламеняются и полностью сгорают во вращающемся потоке газов от сжигания природного газа или нефтепродуктов. Поэтому основная горелка (для мазута или газа ) уста.навливается в начале камеры и на расстоянии S 0,1-0,14 /РВ, от оси основной горелки, достаточном для организации взаимодействия и реагирования между собой компонентов обоих топлив, устанавливается устройство для ввода в камеру мелкофракционных древесных отходов, что одновременно позволяет уменьшить суммарный коэффициент избытка воздуха и, соответственно, снизить образование газообразных токсичных веществ, выбрасываемых с продуктами сгорания. На фиг.1 представлено устройство для сжигания мелкофракционных древесных отходов,общий вид;на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1. Устройство имеет горизонтальную цилиндрическую камеру 1 сгорания, одну основную горелку 2, одну дополнительную горелку3, охлаждающую воздушную рубашку 4, сопло 5 для ввода в камеру мелкофракционных древесныхотходов. Изнутри камера.сгорания обмурована .огнеупорным материалом. Устройство работает следующим образом. Жидкое или газообразное топливо (составляющее до 15% от общего количества топлива, сжигаемого в циклонной камере ) сжигается в начале камеры с помощью основной горелки 2, а , затем эжекцией, создаваемой поступаюЪ,им высоконапорным первичным воздухом через сопло 5, вводятся мелкофракционные древесные отходы, которые вог-плагленяются и полностью сгорают во вращающемся потоке высокотемпературных газов, образующихся от горения жидкого или газообразного топлива. Поэтому основная горелка 2 устанавливается в начале камеры, на; расстоянии 5 (О ,1-0 ,14 /J)g , здесь S и БЙН в м / от вертикальной оси основной горелки, дост.аточном ДЛЯ организации взаимодействия и реагирования между собой компонентов обоих топлив и их минеральных частей с целью предотвращения образования вредных веществ, устанавливается устройство для ввода в камеру мелкофракционных древесных отходов. Такое размещение вводов жидftoro или газообразного топлива и мелкофракционных древесных отходов, кроме того, позволяет уменьшить общий коэффициент избытка воздуха для

процесса горения, что также сущест- , венно снижает возможность образования вредных веществ, выбрасываемых с продуктами сгорания. Уменьшение расстояния S ниже 0,1/Dg, не обеспечивает развития факела от сжигания мазута и следовательно, достаточной температуры для стабилизации горения древесных отходов, а вызывает химический недожог. Увеличение этого расстояния выше 0,14/DgH снижает интенсивность реагирования между собой компонентов обоих топлив при горении и приводит к увеличению длины камеры

Для обеспечения полного сгорания обоих топлив после осуществления процесса реагирования компонентов продуктов горения обоих топлив, а еле- довательно, для сохранения дальнейшей крутки газового потока до конца камеры в камеру предусмотрен подвод вторичного воздуха.

В таблице проведены результаты испытаний экспериментального образца циклонного горелочного устройства для совместного сжигания мелкофракцио 1ных древесных отходов и мазута, установленного к паровому котлу типа Бабков-Вилькокс (испытания проводились при различных расстояниях 5 от ввода отходов по оси основной горелки при внутреннем диамет)е циклонной камеры, равном 890 мм ).

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ СЖИГАНИЯ МЕЛКОФРЛКЦИОННЫХ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ, содержащее горизонтальную цилиндрическую камеру сгорания с соплом для ввода отходов, основной и дополнительной горелка ли для ввода жидкого или газообразного топлива и воздухоохлаждаем2 м кожухом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы при сжигании двух видов топлив путем организации взаимодействий Факелов и интенсификации реагирования обоих топлив с окислителем, сопло для ввода в камеру сгорани 1 мелкофракционных древесных отходов установлено танген циально на расстоянии

В результате проведенных испытаний были определены граничные значения расстояния 5 . ,

При значениях 5 , составляющизс менее 0,1/Dgjj, наблюдаетсяувеличение коэффициента избытка воздуха, появление химического, недожога (СО), снижается температура в кшлере, а поэтому появляется летучая зола, загрязняющая в газоходах поверхности нагрева. Следовательно, взаимодействие двух факелов не приводит к полJjoMy сжиганию двух топлив. При значениях 5 , составляющих более

0,14/Р0„ , наблюдается увеличение коэффициента избытка воздуха и,как следствие, снижается температура в камере, появляется летучая зола, так как отсутствуют условия для ее плавления и удаления из камеры в жидком СОСТОЯНИИ. При значениях 5 , составляющих Ojj../ DgH 0 14/Den , т.е. при 0,1/D8H 5 0,14/Dg , наблюдается наименьший коэффициент избытка воздуха, отсутствуют химический недожог и-летучая зола.

Учитывая, что предлагаемое горелочное устройство, устанавливается в качестве топочного устройства к котлоагрегату, то в случае, когда отсут ствуют древесные отходы, для обеспечвния нормальной и непрерывной работы .котлоагрегата при номинальной про изводительности в камере устанавливается вторая, дополнительная горелка 3 для мазута или газа; которая вместе с первой (основнрй / горелкой обеспечит суммарный необходимый расход топлива. После сгорания топлива дымовые газы, пройдя огнеупорный пережим, поступают в экранные и конвективные поверхности нагрева для передачи тепла рабочей среде. Для охлаждения обмуровки камеры снаружи ее устроена воздушная винтообразная рубашка 4, по которой движется поступающий от вентилятора воз дух. Нагр«гтый таким воздух поступает в горелки и устройство для ввода древесных отходов на лорение. Наличие основной горелки /для мазута или газа/ и расположение ее .на определенном расстоянии от сопла для ввода в ту же камеру мелкофракционных древесных отходов обеспечивает при совместном сжигании мазута или газа и древесных отходов полное их сжигание, тем caNfciM увеличивая КПД подобных устройств на 3-5%, а наличие второй дополнительной горелки (для мазута или газа / обеспечивает при совместной работе с основной горелкой (в случае прекращения поступления древесных отходов в камеру) стабильную и безаварийную работу котлоагрегата в целом.