Топка для сжигания древесных отходов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ss>10047I 4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250980 (21) 3217бб4/29-33 (И) М. Кл.з .F 23 G 5/00 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР но делам изобретении и открытий (23) Приоритет— (53)УДК 628 54 (088. 8) Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 150383 и

Сооенский (72) Авторы изобретения

В.В. Курпик, Е.М. Калугина, В.Д. Букин и A ° È .

Государственный институт по проектированию пфедпрнятий по производству лесохимических продуктов и Научно=.. производственное объединение по исследованию „Н проектирйванию

1 энергетического оборудования им. И.И. ПолзуноЪа(71) Заявители (54) ТОПКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ

ОТХОДОВ

Изобретение относится преимуще- ственно к устройствам для сжигания . древесных отходов и может быть ис- .пользовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности..

Известны топки для сжигания древесных отходов, содержащие камеру сгорания,с патрубком для подвода топ. лива, газовыпускным окном и соплами для подачи первичного и вторичного воздуха f1).

Недостатками данного устройства являются низкая удельная производи" тельность, большие габариты и метал.лоемкость.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является топка для сжигания древесных отходов, содержащая камеру сгорания с опускной шахтой для подвода топлива и камеру дожигания, разделенные зажимающей решеткой, устройство для подвода первичного воздуха в камеру сгорания, три группы сопел для подачи вторичного воздуха, расположенные в нижней н верхней зонах камеры дожигания, и газовыпускное окно, размещенное в верхней части камеры дожигания 2 .

Недостатками известной топки являются низкая эффективность сгорания вследствие быстрого схода топлива

5 вдоль вертикальной зажимающей решетки, что приводит к большому недожогу, а также плохая аэродинамика части камеры. сгорания, расположенной за зажимающей решеткой, которая не обеспечивает перемешивание вынесенных в топочную камеру частиц топлива и летучих с окислителем и циркуляцию крупных частиц до полного их выгорания.

Цель изобретения — повышение эффективности сгорания.

Цель достигается тем, что в топке для сжигания древесных отходов, содержащей камеру сгорания с опускной шахтой для подвода топлива и камеру дожигания, разделенные зажимающей решеткой, устройство для подвода первичного воздуха в камеру сгорания, три группы сопел для подачи вторичного воздуха, расположенные в нижней и верхней зонах камеры дожигания, и газовыпускное окно, размещенное в верхней части камеры дожигания, зажимающая решетка установлена под углом естественного

ЗО откоса к горизонту, под и задняя

1004714 стенка камеры дожигания выполнены в форме начальной ветви гиперболической спирали с радиусом .кривизны, равным 0,21-1,27 глубины камеры дожигания, при этом первая группа сопел размещена у нижнего основания зажимающей решетки и ориентирована вдоль пода, вторая ; в верхней части задней стенки камеры дожигания и ориентирована по наклону зажимающей решетки, третья — над газовыпускным окном отходов.

При увеличении наклона зажимающей решетки больше угла естественного откоса скорость хода топлива резко возрастает, топливо скапливается в нижней части зажимающей решетки, что не способствует полному его сгоранию, а уменьшение наклона требует дополнительные устройства для транспортировки топлива.

Задняя часть камеры дожигания, расположенная за зажимающей решеткой, выполняется в форме, которая обеспечивает вихревое движение газа и циркуляцию частиц топлива.

Но наиболее рациональная форма, с. учетом расположения зажимающей решетки длины выходного окна и того, что окно должно быть расположено под вертикальным участком зажимающей решетки, обеспечивается при выполнении пода и задней стенки камеры дожигания в форме гиперболической спирали, Длина гаэовыпускного окна принимается 0,5-0,6 глубины камеры дожигания, расположенной эа вертикальной частью зажимающей решетки.

Такое соотношение обеспечивает оптимальное движение газов при минимальных аэродинамических потерях.

Конфигурация камеры дожигания в форме гиперболической спирали определена на основе экспериментальных исследований по определению кратности циркуляции и коэффициента сохранения скорости в вихревой топке.

Гиперболическая спираль описывается уравнением в полярных координаК тах у= —, где p — радиус-вектор гиперболической спирали у К вЂ” расстояние от полюса до асимптоты; V— угол отсчета в радианах, В нашем случае К -" а, где а— глубина камеры дожигания. Тогда координату асимтотической точки 0 на оси ординат определяем по формуле а

p, на оси абсцисс по формуле где = 1,57 и = 3,14 2 углы йоворота в радианах.

Следовательно, радиус кривизны описан формулой и составляет 0,211,27 глубины камеры дожигания.

Сопла, ориентированные вдоль пода, препятствуют залеганию топлива и создают вихревое движение частиц, а

Газовыпускное окно 19 образовано вертикальным участком 12 зажимающей решетки и верхней частью задней стены 18 камеры дожигания 7 и выполнено длиной, равной 0,5-0,6 глубины камеры дожигания.

Зажимающая решетка выполнена из водоохлаждаемых труб и разделяется на наклонный 11 и вертикальный 12 участки.

Для. уменьшения провала топлива к трубам наклонного участка 11 привариваются шипы. Задняя стенка 18 и часть пода 17 защищены от воздействия высоких температур трубами заднего экрана 20.

Топка работает следующим образом, Топливо в опускную шахту 1 поступает через отверстие 2 и по наклонной стене 5 опускается через окно 8 на наклонный участок 11 зажимающей решетки, на котором толщина слоя устанавливается регулятором слоя 10. сопла, расположенные в верхней части камеры дожигания, ориентированные вдоль наклонного и вертикального участков зажимающей решетки, подкручивая поток, препятствуют выносу не5 сгоревших частиц топлива.

Третья группа сопел размещается над окном выхода летучих под углом

1015" к вертикальному участку зажимающей рещетки (по условию свобод10 ного расширения струи), что способствует тому, чтобы вторичный воздух, .подаваемый для подкрутки горения лету. чих, не попадал в опускную шахту.

На чертеже схематично представлена топка, продольный разрез.

Топка содержит опускную шахту 1 с отверстием 2 для подвода топлива, окно 3 для выхода летучих в камеру

4, .наклонную стенку 5, по которой топливо сходит в зону термолиэа, вертикальную стенку 6, разделяющую опускную шахту 1, и камеру дожигания 7, окно 8, через которое топливо опускается в зону горения 9, охлаждаемый регулятор слоя топлива 10, наклонный участок 11 и вертикальный участок 12 зажимающей решетки, окно

13 для подвода воздуха на горение, сопла 14, 15 и 16 для подвода воздуха на создание крутки и дожигание частиц топлива и летучих. Под 17 и задняя стенка 18 камеры дожигания выполнены в форме начальной ветви гиперболической спирали, наклонный участок 11 зажимающей решетки установлен под уг35 лом 40-50 к горизонту, сопла 14 вторичного воздуха размещены у нижнего основания наклонного участка 11 зажимающей решетки и ориентированы вдоль пода 17, сопла 15 размещены в

4g верхней части задней стенки 18 камеры дожигания 7 и ориентированы вдоль наклонного участка 11 зажимающей решет. ки.. 1004714

В зону горения 9 из окна 13 подводится первичный воздуХ. Продукты горения, летучие и часть топлива через

:щели зажимающей решетки выносятся в камеру дожигания 7, где они подхватываются струей вторичного воздуха, . выходящего из сопел 14, и по поду 17 поднимаются вдоль задней стенки 18. в верхнюю часть камеры дожигания.

Подача вторичного воздуха через сопла 14 и 15 а также конфигурация tO пода 17 и задней стенки.18 обеспечи вают циркуляцию газового потока и постоянный подвод окислителя к топли-. ву. Эффективному выгоранию топлива, циркуляции частиц топлива и вихревому движению газов способствуют выполнение окна 19 длиной 0,5-0,6 глубины камеры дожигания и конфигурация пода и задней стенки- в виде гиперболической спирали. Некоторая часть продуктов горения проникает через слой топлива в окно 8 и поднимается в опускную шахту 1, обеспечивая цодсушку и розжиг спускающегося по наклонной стенке 5 топлива. Прошедшие через слой топлива продукты горения и летучие, образовавзыеся при термолизе, нагревают сПускающееся топлйво, из которог6 при нагреве также начинают выходить летучие. Летучие и продукты горения as опускной шахты 30

1 через окно 3 поступают в камеру 4.

Над местом выхода летучих установле= ны сопла 16 для подвода .вторичного воздуха. Подвод воздуха в место выхо- да летучих обеспечивает полное сгора-35 ние летучих.

Конструкция. предложенной топки позволяет повысить эффективность сгорания древесных отходов за счет уменьшения недожога, улучшения аэродинами-4g ки камеры сгорания и обеспечения перемешивания и циркуляции частиц в камере. формула изобретения

Топка для сжигания древесных отходов, содержащая камеру сгорания с опускной шахтой для подвода топлива и камеру дожигания, разделенные зажимающей решеткой, устройство для подвода первичного воздуха в камеру сгорания, три группы сопел для подачи вторичного воздуха, расположенные в нижней и верхней зонах камеры дожигания, и газовыпускное окно, размещенное в верхней части камеры дожигания, о т л и ч а ю щ.а я с я тем, что:, с целью повышения эффективности сгорания, зажимающая решетка установлена под углом естественного откоса к горизонту, под и задняя стенка камеры дожигания выполнены в форме на-чальной ветви гиперболической спирали, с радиусом кривизны, равным

0,21-1,27 глубины камеры дожигания, при этом первая группа сопел- размещена у нижнего основания зажимающей решетки и ориентирована вдоль пода, вторая — в верхней части задней стенки камеры дожигания и ориентирована по наклону зажимающей решетки, третья — над газовыпускным окном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Щеголев М.М.: Топливо, топки и котельные установки. М., Госэнергоиздат, 1953, с.176.рис.40.

2. Там же, с. 180, рис, 43 (прототип).

° 1004714 !

Составитель Т. Лепахина

Редактор М. Дылын Техред Т.Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 1841/47 Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Е-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4