RU2750588C1

RU2750588C1 - Furnace with inclined pushing grille for biofuel combustion

Info

Publication number: RU2750588C1
Application number: RU2020140930A
Authority: RU
Inventors: Виктор Константинович Любов
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-06-29

Abstract

FIELD: burning biofuels devices.

SUBSTANCE: invention relates to devices for burning biofuels in the form of pellets, wood chips, plywood production waste, etc. with a particle size of no more than 50 - 50 - 15 mm, relative humidity of no more than 40%. The furnace with an inclined-pushing grate contains a combustion chamber separated by an arched vault, equipped with devices for supplying fuel, zone input of primary air and recirculation gases under the grate, secondary air into the above-layer volume of the combustion chamber and tertiary air into the afterburner and cooling chamber through nozzles located on side walls, and an afterburner and cooling chamber connected to the combustion chamber by an outlet window located at the rear wall of the combustion chamber. The nozzles for supplying recirculation gases are located on opposite walls above the first zone of the grate with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite wall. Secondary air nozzles are located on opposite walls in one inclined plane above the second zone of the grate with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite wall. Nozzles for introducing secondary air are located on opposite walls in the same horizontal plane in one inclined plane above the second zone of the grate with an offset of half a step relative to the nozzles of the opposite wall. Nozzles for introducing tertiary air into the afterburning and cooling chamber are located on opposite walls in the same horizontal plane with a half-step offset relative to the nozzles on the opposite wall. Primary air is introduced under the second and third zones of the inclined-pushing grate, and the recirculation gases under the first and second zones of the grate, the rear wall of the combustion chamber and its front wall in the zone of the afterburning and cooling chamber and the turning chamber, as well as the walls of the turning chamber are closed with gas-tight water-cooled heating shield surfaces made of steel pipes, between which steel strip spacers are welded.

EFFECT: invention allows creating a highly efficient low-emission combustion device.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжигания биотоплив в виде пеллет, древесной щепы, отходов фанерного производства и др. с размером частиц не более 50×50×15 мм, относительной влажностью не более 40% и может найти применение в теплоэнергетике.The invention relates to devices for burning biofuels in the form of pellets, wood chips, plywood production waste, etc. with a particle size of not more than 50 × 50 × 15 mm, a relative humidity of not more than 40% and can be used in heat power engineering.

Известны топки с наклонно-переталкивающими решетками, в которых топливо из бункера поступает на колосниковую решетку, которая образована из чередующихся рядов подвижных и неподвижных колосников, расположенных ступенями. Угол наклона колосниковой решетки меньше угла естественного откоса сжигаемого топлива и перемещение топлива по решетке происходит за счет возвратно-поступательного движения подвижных колосников, при этом происходит шуровка слоя. Подача воздуха под колосниковую решетку осуществляется позонно [Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Котельные агрегаты. М.-Л. Госэнергоиздат, 1959, с. 78].Known furnaces with oblique-pushing grates, in which fuel from the bunker enters the grate, which is formed from alternating rows of movable and stationary grates, arranged in steps. The angle of inclination of the grate is less than the angle of repose of the burnt fuel, and the fuel moves along the grate due to the reciprocating motion of the movable grate, while the layer is skewed. Air supply under the grate is carried out by zone [Styrikovich MA, Katkovskaya K.Ya., Serov Ye.P. Boiler units. M.-L. Gosenergoizdat, 1959, p. 78].

Для уменьшения потерь теплоты с химической неполнотой сгорания в топках с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками стали использовать сопла острого дутья, установленные на фронтовой и задней стенах, что позволило несколько снизить величину данной потери до 2,5-3,0% [Думер А.Б. Механизмы топочных устройств. М.-Л. Госэнергоиздат, 1963, с. 92-93].To reduce heat losses with chemical incompleteness of combustion in furnaces with obliquely pushing grates, they began to use sharp blast nozzles installed on the front and rear walls, which made it possible to somewhat reduce the amount of this loss to 2.5-3.0% [Doumer A.B. ... Furnace mechanisms. M.-L. Gosenergoizdat, 1963, p. 92-93].

Известны топки с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками для сжигания древесных отходов с умеренной влажностью, в которых отходы подаются на колосниковую решетку шнековыми питателями, первичный воздух подается под решетку позонно (три зоны), а вторичный воздух вводится в топочный объем над второй и третьей зонами колосниковой решетки со стороны боковых стен с помощью горизонтальных цилиндрических сопл, расположенных встречно в одной вертикальной плоскости. Количество сопл вторичного дутья, определяется длиной колосниковой решетки и соответственно тепловой мощностью топки. Высокотемпературные продукты сгорания в надслоевой области камеры сгорания двигаются к первой зоне колосниковой решетки, интенсифицируя термическую подготовку свежего топлива к воспламенению, и через выходное окно прямоугольного сечения, расположенное в своде арочного типа, над конечным участком первой зоны решетки, направляются в камеру дожигания и охлаждения, в которой завершается процесс горения и происходит охлаждение дымовых газов перед их поступлением в газоводяной теплообменник. [Любов В.К., Любова Н.В. Сжигание биотоплив в котлах «Danstoker» // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы международной научно-технической конференции. Вологда: РИО ВоГТУ, 2009 с. 105-107].Known furnaces with obliquely pushing grates for burning wood waste with moderate moisture, in which waste is fed to the grate by screw feeders, primary air is supplied under the grate zone by zone (three zones), and secondary air is introduced into the furnace volume above the second and third zones of the grate. gratings from the side of the side walls using horizontal cylindrical nozzles located opposite in one vertical plane. The number of secondary blast nozzles is determined by the length of the grate and, accordingly, the heat output of the furnace. High-temperature combustion products in the above-layer region of the combustion chamber move to the first zone of the grate, intensifying the thermal preparation of fresh fuel for ignition, and through the exit window of rectangular cross-section located in the arch-type roof above the end section of the first zone of the grate, they are directed to the afterburning and cooling chamber, in which the combustion process is completed and the flue gases are cooled before they enter the gas-water heat exchanger. [Lyubov V.K., Lyubova N.V. Combustion of biofuels in boilers "Danstoker" // Actual problems of the development of the forestry complex: Materials of the international scientific and technical conference. Vologda: RIO VOGTU, 2009 p. 105-107].

Известны топочные камеры BIOTEC-F Uniconfort (https://www.uniconfort.com/ru/assets/uploads/caldaie/Caldaia_Biotec_Uniconfort.pdf) с наклонно-переталкивающими колосниковыми решетками для сжигания биотоплив с умеренной влажностью (относительная влажность до 33,0-37,5%); в которых биотопливо подается на колосниковую решетку шнековым питателем, первичный воздух подается под решетку позонно (три зоны), а вторичный воздух вводится в топочный объем над первой и второй зонами колосниковой решетки со стороны боковых стен с помощью горизонтальных сопл, расположенных встречно в одной вертикальной плоскости. Количество сопл вторичного дутья, определяется длиной колосниковой решетки и соответственно тепловой мощностью топки. Высокотемпературные продукты сгорания в надслоевой области камеры сгорания двигаются к задней стенке топочной камеры, и через выходное окно прямоугольного сечения, расположенное в своде арочного типа у задней стенки топки, направляются в камеру дожигания и охлаждения, в которой над выходным окном со стороны боковых стен с помощью горизонтальных сопл, расположенных встречно в одной вертикальной плоскости, вводится третичный воздух, обеспечивающий завершение процесса горения. При дальнейшем движении высокотемпературных продуктов сгорания к фронтовой стенке топочной камеры происходит их охлаждение перед поступлением в газоводяной теплообменник. [Котлы на биотопливе компании Uniconfort, MONN Эксперт в выборе оборудования, с. 6 и 19].Known combustion chambers BIOTEC-F Uniconfort (https://www.uniconfort.com/ru/assets/uploads/caldaie/Caldaia_Biotec_Uniconfort.pdf) with inclined push grates for burning biofuels with moderate humidity (relative humidity up to 33.0- 37.5%); in which biofuel is fed to the grate by a screw feeder, primary air is supplied under the grate in zones (three zones), and secondary air is introduced into the furnace volume above the first and second zones of the grate from the side walls using horizontal nozzles located opposite in one vertical plane ... The number of secondary blast nozzles is determined by the length of the grate and, accordingly, the heat output of the furnace. High-temperature combustion products in the above-layer region of the combustion chamber move to the rear wall of the combustion chamber, and through the outlet window of rectangular cross-section located in the arch-type vault at the rear wall of the furnace, they are directed to the afterburning and cooling chamber, in which above the outlet window from the side walls with the help of horizontal nozzles located opposite in one vertical plane, tertiary air is introduced, ensuring the completion of the combustion process. With further movement of high-temperature combustion products to the front wall of the combustion chamber, they are cooled before entering the gas-water heat exchanger. [Uniconfort biofuel boilers, MONN Expert in equipment selection, p. 6 and 19].

Однако данные топки очень чувствительны к гранулометрическому составу сжигаемого топлива и изменению его теплотехнических характеристик. При увеличении в составе сжигаемого топлива мелких фракций, снижении его влажности или скорости движения по колосниковой решетке зона воспламенения перемещается в направлении к фронтовой стенке топки. Раннее воспламенение топлива, сопровождающееся интенсивным выделением летучих веществ, и подача в данную область вторичного воздуха, вызывают значительный рост температур в данной области камеры сгорания, что приводит к оплавлению боковых стен и особенно арочного свода, выполненных из огнеупорного кирпича, а также прогоранию колосниковой решетки. Подача газов рециркуляции, забираемых из газохода после основного дымососа, под наклонно-переталкивающую колосниковую решетку позволяет несколько уменьшить интенсивность данных негативных факторов, однако устранить их не может. Анализ опыта эксплуатации котлов, имеющих подобную конструкцию, показал, что для восстановления последствий частичного выгорания обмуровки боковых стен и обрушения верхнего свода, а также замены выгоревших колосников продолжительность ремонтных работ составляет более месяца. При этом данные явления наблюдаются ежегодно, что приводит к снижению эффективности и надежности работы топок и котлов в целом.However, these furnaces are very sensitive to the granulometric composition of the combusted fuel and changes in its thermal characteristics. With an increase in the composition of the burned fuel of fine fractions, a decrease in its moisture content or the speed of movement along the grate, the ignition zone moves towards the front wall of the furnace. Early ignition of the fuel, accompanied by an intense release of volatile substances, and the supply of secondary air to this area, cause a significant increase in temperatures in this area of the combustion chamber, which leads to the melting of the side walls and especially the arched vault, made of refractory bricks, as well as the burnout of the grate. The supply of recirculation gases, taken from the flue after the main smoke exhauster, under the inclined-pushing grate allows to somewhat reduce the intensity of these negative factors, but cannot eliminate them. An analysis of the operating experience of boilers with a similar design showed that to restore the consequences of partial burnout of the lining of the side walls and the collapse of the upper vault, as well as to replace the burnt-out grates, the duration of repair work is more than a month. Moreover, these phenomena are observed annually, which leads to a decrease in the efficiency and reliability of the operation of furnaces and boilers in general.

Данное топочное устройство принято нами за прототип.We have taken this combustion device as a prototype.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высокоэффективного низкоэмиссионного топочного устройства для сжигания биотоплив в виде пеллет, древесной щепы, отходов фанерного производства и др. с размером частиц не более 50×50×15 мм, с относительной влажностью не более 40%.The problem to be solved by the invention is to create a highly efficient low-emission combustion device for burning biofuels in the form of pellets, wood chips, plywood waste, etc. with a particle size of no more than 50 × 50 × 15 mm, with a relative humidity of no more than 40%.

Это достигается тем, что у топки с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой, содержащей разделенные арочным сводом камеру сгорания, снабженную устройствами подачи топлива, позонного ввода первичного воздуха и газов рециркуляции под колосниковую решетку, вторичного воздуха в надслоевой объем камеры сгорания и третичного воздуха в камеру дожигания и охлаждения через сопла, расположенные на боковых стенах, и камеру дожигания и охлаждения, соединенную с камерой сгорания выходным окном, расположенным у задней стены топочной камеры, сопла подачи газов рециркуляции расположены на противоположных стенках над первой зоной колосниковой решетки со смещением на полшага относительно сопл противоположной стенки, сопла вторичного воздуха, расположены на противоположных стенках в одной наклонной плоскости над второй зоной колосниковой решетки со смещением на полшага относительно сопл противоположной стены, сопла ввода третичного воздуха в камеру дожигания и охлаждения расположены на противоположных стенах в одной горизонтальной плоскости со смещением на полшага относительно сопл противоположной стены, первичный воздух вводится под вторую и третью зоны наклонно-переталкивающей колосниковой решетки, а газы рециркуляции под первую и вторую зоны колосниковой решетки, задняя стенка топочной камеры и ее фронтовая стенка в зоне камеры дожигания и охлаждения и поворотной камеры, а также стены поворотной камеры закрыты газоплотными водоохлаждаемыми экранными поверхностями нагрева, выполненными из стальных труб, между которыми приварены проставки из стальной полосы.This is achieved by the fact that in a furnace with an inclined-pushing grate, containing a combustion chamber separated by an arched vault, equipped with devices for supplying fuel, zone input of primary air and recirculation gases under the grate, secondary air into the above-layer volume of the combustion chamber and tertiary air into the afterburner and cooling through nozzles located on the side walls, and an afterburner and cooling chamber connected to the combustion chamber by an outlet window located at the rear wall of the combustion chamber, nozzles for supplying recirculation gases are located on opposite walls above the first zone of the grate with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite walls, secondary air nozzles are located on opposite walls in one inclined plane above the second zone of the grate with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite wall, nozzles for tertiary air injection into the afterburner and cooling chamber are located on the opposite walls in one horizontal plane with a half-step displacement relative to the nozzles of the opposite wall, primary air is introduced under the second and third zones of the inclined-pushing grate, and recirculation gases under the first and second zones of the grate, the rear wall of the combustion chamber and its front wall in the zone the afterburning and cooling chambers and the reversing chamber, as well as the walls of the reversing chamber are closed with gas-tight water-cooled heating screen surfaces made of steel pipes, between which steel strip spacers are welded.

На фиг. 1 изображена предлагаемая топка, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - местный разрез Б-Б фиг. 1, на фиг. 4 - местный разрез В-В (колосниковая решетка условно не показана) фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed firebox, longitudinal section; in fig. 2 is a cross section a-a of FIG. 1, FIG. 3 - local section B-B of Fig. 1, FIG. 4 is a local section B-B (the grate is not conventionally shown); FIG. one.

Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой содержит камеры сгорания 1 и дожигания и охлаждения 2, разделенные арочным сводом 3, выполненным из огнеупорных материалов, у задней стены 4 топочной камеры в своде выполнено выходное окно 5, над которым горизонтально встречно-смещенно установлены сопла 6 для ввода третичного воздуха. На фронтовой стене 7 топки установлен питатель топлива 8, а на боковых стенах над первой зоной наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 9 установлены встречно-смещенно сопла ввода газов рециркуляции 10, а над второй зоной колосниковой решетки 9 расположены встречно-смещенно в наклонной плоскости сопла подачи вторичного воздуха 11. Подача вторичного воздуха к соплам осуществляется с помощью воздуховодов 12, проложенных в боковых стенах камеры сгорания 1. Мелкодисперсная зола, просыпающаяся через зазоры колосников, с помощью толкающей штанги 13 перемещается к поперечному транспортеру 14, а крупнодисперсная зола и шлак поступает на него непосредственно с наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 9. Первичный воздух подается под вторую и третью зоны наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 9, а газы рециркуляции, забираемые после основного дымососа, направляются под первую и вторую зоны колосниковой решетки. Для снижения температурного уровня в камерах сгорания 1, дожигания и охлаждения 2 до безопасных значений, обеспечивающих длительный жизненный цикл обмуровки стен, верхнего арочного свода и колосниковой решетки при оптимальных с позиции экологии долях газов рециркуляции, задняя стенка 4 топочной камеры и ее фронтовая стенка 7 в зоне камеры дожигания и охлаждения 2 и поворотной камеры 15, а также стены поворотной камеры 15 закрыты газоплотными водоохлаждаемыми экранными поверхностями нагрева, выполненными из стальных труб 16, между которыми приварены проставки 17 из стальной полосы. Данные поверхности нагрева включены в циркуляционный контур котлоагрегата.The furnace with an obliquely pushing grate contains combustion chambers 1 and afterburning and cooling 2, separated by an arched vault 3 made of refractory materials, an outlet window 5 is made at the rear wall 4 of the combustion chamber in the vault, above which nozzles 6 are horizontally displaced for input of tertiary air. On the front wall 7 of the furnace, a fuel feeder 8 is installed, and on the side walls above the first zone of the obliquely pushing grate 9, there are counter-displaced nozzles for introducing recirculation gases 10, and above the second zone of the grate 9 are located counter-displaced in the inclined plane of the secondary feed nozzles. air 11. The supply of secondary air to the nozzles is carried out using air ducts 12 laid in the side walls of the combustion chamber 1. Fine ash, waking up through the gaps of the grate, with the help of a push rod 13 moves to the transverse conveyor 14, and the coarse ash and slag is fed directly to it from the inclined-pushing grate 9. Primary air is supplied under the second and third zones of the inclined-pushing grate 9, and the recirculation gases taken after the main exhaust fan are directed under the first and second zones of the grate. To reduce the temperature level in the combustion chambers 1, afterburning and cooling 2 to safe values that ensure a long life cycle of the lining of the walls, the upper arched vault and the grate at the ecologically optimal proportions of recirculation gases, the rear wall 4 of the combustion chamber and its front wall 7 in the zone of the afterburning and cooling chamber 2 and the turning chamber 15, as well as the walls of the turning chamber 15, are closed with gas-tight water-cooled heating shield surfaces made of steel pipes 16, between which spacers 17 made of steel strip are welded. These heating surfaces are included in the boiler circulation circuit.

Работа топки с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания биотоплив осуществляется следующим образом.The work of a furnace with an inclined pushing grate for burning biofuels is carried out as follows.

Биотопливо из бункера питателем 8 подается на наклонно-переталкивающую колосниковую решетку 9, на участке первой зоны которой, происходит термическая подготовка и воспламенение биотоплива, во второй и третьей зонах происходит, соответственно, активное горение и догорание горючих компонент топлива, первичный воздух подается под вторую и третью зоны колосниковой решетки, в количестве меньшем, чем теоретически необходимо для сгорания топлива. Соотношение между первичным и вторичным воздухом определяется теплофизическими характеристиками сжигаемого топлива, с ростом влажности топлива доля первичного воздуха увеличивается. Ввод газов рециркуляции под и над первой зоной наклонно-переталкивающей колосниковой решетки, температура которых в несколько раз больше температуры подаваемого воздуха, интенсифицирует термическую подготовку биотоплива к воспламенению, снижает эмиссию оксидов азота и расширяет возможности топки по влажности сжигаемого топлива, чему также дополнительно способствует подача газов рециркуляции и под вторую зону колосниковой решетки. Продукты неполного горения, выходящие из слоя топлива, попадают в вихревые потоки, образующиеся при взаимодействии встречно-смещенных струй газов рециркуляции в объеме камеры сгорания 1 над первой зоной колосниковой решетки и вихревые потоки, образующиеся при взаимодействии встречно-смещенных струй вторичного воздуха, выходящих из сопл 11 над второй зоной решетки. Вихревые потоки горячих топочных газов оказывают воздействие и на слой топлива, расположенный на колосниковой решетке 9, повышая равномерность распределения топлива по ее ширине и увеличивая ее жизненный цикл. Пройдя выходное окно 5, расположенное в арочном своде 3 у задней стенки 4 топочной камеры, высокотемпературные продукты сгорания попадают в вихревые потоки, образующиеся при взаимодействии встречно-смещенных струй третичного воздуха, выходящих из сопл 6. При этом обеспечивается окисление оставшихся продуктов неполного сгорания. Наличие газоплотных водоохлаждаемых экранных поверхностей нагрева на задней стенке 4 топочной камеры, ее фронтовой стенке 7 в зоне камеры дожигания и охлаждения 2 и поворотной камеры 15, а также на стенках поворотной камеры 15 позволяет значительно уменьшить уровень максимальных температур и обеспечить длительный жизненный цикл обмуровки стен топочной камеры, верхнего арочного свода и колосниковой решетки при оптимальных с позиции экологии долях газов рециркуляции. Наличие системы вихревых потоков в надслоевой области камеры сгорания 1 и над выходным окном 5 уменьшает вынос твердой фазы из камеры сгорания 1 в камеру дожигания и охлаждения 2, увеличивая компанию котла по условиям чистки. Дополнительная турбулизация газового потока на входе в камеру дожигания и охлаждения 2 интенсифицирует теплообмен в камере и улучшает условия работы газоводяного теплообменника. Мелкодисперсная зола, просыпающаяся через зазоры колосников, с помощью толкающей штанги 13 перемещается к поперечному транспортеру 14, а крупнодисперсная зола и шлак поступает на него непосредственно с наклонно-переталкивающей колосниковой решетки 9. Снижение уровня максимальных температур в топочной камере и их выравнивание по ее объему исключает спекание очаговых остатков и обеспечивает надежную работу системы золошлакоудаления.The biofuel from the bunker is fed by the feeder 8 to the inclined-pushing grate 9, in the section of the first zone of which thermal preparation and ignition of biofuel occurs, in the second and third zones, respectively, active combustion and afterburning of the combustible fuel components occurs, the primary air is supplied under the second and the third zone of the grate, in an amount less than theoretically necessary for fuel combustion. The ratio between primary and secondary air is determined by the thermophysical characteristics of the combusted fuel; with an increase in fuel moisture, the fraction of primary air increases. The introduction of recirculation gases under and above the first zone of the inclined-pushing grate, the temperature of which is several times higher than the temperature of the supplied air, intensifies the thermal preparation of biofuel for ignition, reduces the emission of nitrogen oxides and expands the possibilities of the combustion chamber in terms of the moisture content of the combusted fuel, which is also additionally facilitated by the supply of gases recirculation and under the second zone of the grate. The products of incomplete combustion leaving the fuel layer enter the vortex flows formed during the interaction of counter-displaced jets of recirculation gases in the volume of the combustion chamber 1 above the first zone of the grate and vortex flows formed during the interaction of counter-displaced jets of secondary air leaving the nozzles 11 above the second grid area. Vortex flows of hot flue gases also affect the fuel layer located on the grate 9, increasing the uniformity of fuel distribution along its width and increasing its life cycle. Having passed the outlet window 5 located in the arch vault 3 at the rear wall 4 of the combustion chamber, high-temperature combustion products enter the vortex flows generated by the interaction of counter-displaced jets of tertiary air exiting the nozzles 6. This ensures the oxidation of the remaining products of incomplete combustion. The presence of gas-tight water-cooled screen heating surfaces on the rear wall 4 of the combustion chamber, its front wall 7 in the zone of the afterburning and cooling chamber 2 and the rotary chamber 15, as well as on the walls of the rotary chamber 15 makes it possible to significantly reduce the level of maximum temperatures and ensure a long life cycle of lining the walls of the combustion chamber. the chamber, the upper arched vault and the grate at the ecologically optimal proportions of recirculation gases. The presence of a system of vortex flows in the above-layer region of the combustion chamber 1 and above the outlet window 5 reduces the removal of the solid phase from the combustion chamber 1 into the afterburner and cooling chamber 2, increasing the boiler company in terms of cleaning conditions. Additional turbulization of the gas flow at the entrance to the afterburning and cooling chamber 2 intensifies heat exchange in the chamber and improves the operating conditions of the gas-water heat exchanger. Fine ash, which spills through the gaps of the grate, with the help of the pushing rod 13 moves to the transverse conveyor 14, and the coarse ash and slag enter it directly from the inclined push grate 9. A decrease in the level of maximum temperatures in the combustion chamber and their leveling in its volume excludes sintering of focal residues and ensures reliable operation of the ash removal system.

Опыт исследовательских работ на котлоагрегатах, сжигающих различные виды биотоплив и имеющих различное конструктивное исполнение, позволяет прогнозировать высокоэффективное низкоэмиссионное сжигание биотоплив в виде пеллет, древесной щепы, отходов фанерного производства и др. с размером частиц не более 50×50×15 мм, с относительной влажностью до 40% в предлагаемом топочном устройстве. Кроме этого, применение данного топочного устройства создает предпосылки для повышения КПД брутто котла не менее чем на 1,5% за счет уменьшения потерь тепла с уходящими газами и с химической неполнотой сгорания топлива, обеспечит возможность работы при сверхмалых избытках воздуха на выходе из топки (α_т=1,15-1,25), снизит эмиссии оксидов азота на 20-35% и оксида углерода на 30-50%, а также продлит жизненный цикл наклонно-переталкивающей колосниковой решетки, обмуровки стен топочной камеры и ее арочного свода.The experience of research work on boilers that burn various types of biofuels and have different designs makes it possible to predict highly efficient low-emission combustion of biofuels in the form of pellets, wood chips, plywood production waste, etc. with a particle size of no more than 50 × 50 × 15 mm, with relative humidity up to 40% in the proposed combustion device. In addition, the use of this combustion device creates the prerequisites for increasing the boiler gross efficiency by at least 1.5% by reducing heat losses with exhaust gases and with chemical incompleteness of fuel combustion, will provide the ability to work with ultra-low excess air at the outlet from the furnace (α _t = 1.15-1.25), will reduce emissions of nitrogen oxides by 20-35% and carbon monoxide by 30-50%, as well as extend the life cycle of the inclined push grate, lining the walls of the combustion chamber and its arched vault.

Claims

A furnace with an inclined-pushing grate, containing a combustion chamber separated by an arched vault, equipped with fuel supply devices, zone input of primary air and recirculation gases under the grate, secondary air into the above-layer volume of the combustion chamber and tertiary air into the afterburner and cooling chamber through nozzles located on the side walls, and an afterburning and cooling chamber connected to the combustion chamber by an outlet window located at the rear wall of the combustion chamber, characterized in that the nozzles for supplying recirculation gases are located on opposite walls above the first zone of the grate with a half-step offset relative to the nozzles on the opposite wall, secondary air nozzles are located on opposite walls in one inclined plane above the second zone of the grate with a half-step displacement relative to the nozzles of the opposite wall, nozzles for tertiary air injection into the afterburner and cooling chamber are located on opposite st in one horizontal plane with a half-step offset relative to the nozzles of the opposite wall, primary air is introduced under the second and third zones of the inclined-pushing grate, and the recirculation gases under the first and second zones of the grate, the rear wall of the combustion chamber and its front wall in the chamber zone afterburning and cooling and the reversing chamber, as well as the walls of the reversing chamber are closed with gas-tight water-cooled heating shield surfaces made of steel pipes, between which steel strip spacers are welded.