ТОПКА

Заявленное техническое решение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике.
Известна бесколосниковая шахтная полугазовая топка системы проф. Грум-Гржимайло, широко применяемая при сжигании древесных отбросов в лесосушилках, работающих на дымовых газах. Конструкция топки предусматривает двухстадийное сжигание. Горящий слой в бесколосниковых топках лежит на слое шлака, который периодически удаляется через нижнюю дверку. Сепарация осуществляется только искрогасительными камерами. Смешение топочных газов с рециркулирующей в сушилке смесью и свежим воздухом производится в смесительной камере. Рабочая смесь из смесительной камеры подсасывается центробежным вентиллятором и подается в сушильную камеру [Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. Учеб. для высш. техн. учеб. заведений. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, 320 с., стр. 248-249, рис. 11-19].
Недостатком данной конструкции является трудность осуществления сепарации только искрогасительными камерами при сжигании несортированных отбросов, содержащих много мелких фракций, а также повышенный химический и механический недожог.
Известна полугазовая топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой. За топкой устроены две искрогасительные камеры и цилиндрический циклон, выполненный из огнеупорного кирпича. Под решетку через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива. Это значительно уменьшает скорость воздуха в слое и унос из топки искр и золы. В циклоне, как и искрогасительных камерах, сепарируются только топочные газы, что значительно облегчает работу этих устройств. Смешение топочных газов с рециркулирующей в топке смесью и разбавление их свежим воздухом производится после циклона. Экспериментальная проверка показала, что к.п.д. очистки дымовых газов при последовательной работе двух искрогасительных камер и огнеупорного циклона составляет 75% [Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. Учеб. для высш. техн. учеб. заведений. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, 320 с., стр. 249-250.].
Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.
Недостатком данной конструкции является, трудность осуществления сепарации при сжигании несортированных древесных отбросов, содержащих много мелких опилок, а также повышенный химический и механический недожог.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в обеспечении возможности полного сжигания топлива с различной влажностью, большой неоднородностью гранулометрического состава, большой долей примеси опилок.
Данная задача достигается тем, что топка для сжигания древесных несортированных отходов содержит топливно-газификационную камеру, снабженную дутьевыми отверстиями под колосниковой решеткой и над слоем топлива, две искрогасительные камеры и цилиндрический циклон, причем цилиндрический циклон совмещен с золосборником, соосно с выхлопным патрубком в золосборник введена труба с аксиальным завихрителем для подачи воздуха.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого технического устройства.
Топка для сжигания древесных отбросов содержит: топливно-газификационную камеру 1, снабженную дутьевыми отверстиями под колосниковой решеткой и над слоем топлива, две искрогасительные камеры 2 и 3, цилиндрический циклон 5, содержащий золосборник 6 с трубой 7, на выходе которой установлен аксиальный завихритель 8, труба 7 соосна выхлопному патрубку 4, золосборник снабжен выпускным устройством 9, отходящие газы удаляются через трубу 10. Под решетку топливно-газификационной камеры через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива.
Работа топки осуществляется следующим образом
Подача топлива производится в топливно-газификационную камеру 1, под решетку через дутьевые отверстия подается лишь часть действительно необходимого воздуха для сжигания топлива, остальное количество воздуха для сжигания образующегося полугаза подается над слоем топлива. Это значительно уменьшает скорость воздуха в слое и унос из топливно-газификационной камеры искр и золы. В искрогасительных камерах 2 и 3 сепарируются только дымовые газы, что значительно облегчает работу этих устройств. Продукты сгорания после искрогасительных камер поступают в циклон 5, где поток является закрученным. В циклонную камеру 5 через трубу 7 с аксиальным завихрителем 8 подается закрученный поток воздуха. Вращение центрального и периферийного потоков газа и дисперсного материала происходит в одну сторону. Благодаря одностороннему вращению поток воздуха как бы подкручивает периферийный поток, обеспечивая равномерность вращения газов и дисперсного материала по всей высоте аппарата. Дисперсные частицы за счет центробежной силы отбрасываются в периферийное кольцо вращающегося газа и далее сепарируются в золосборник 6. Зола выводится через устройство 9, а очищенные отходящие газы через трубу 4 в дымовую трубу 10.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить возможность полного сжигания древесного топлива с различной влажностью и неравномерным гранулометрическим составом топлива за счет более длительного нахождения частиц топлива в объеме топки, снизить химический и механический недожог, а также снизить выбросы золы и образование оксидов азота при горении топлива за счет реализации схемы двухступенчатого сжигания топлива.