ЦИКЛОННЫЙ ПРЕДТОПОК

Заявленное техническое решение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике.
Известен циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку, расположенную в циклонной камере, и тангенциальные сопла. Конструкция топки предусматривает двухстадийное сжигание древесных отходов в нижней и верхней камерах горения. Измельченное топливо из бункера гидравлическим плунжерам подается по трубе большого диаметра на колосниковую решетку через специальное отверстие в ее центре. Образующиеся объемы древесных отходов воспламеняются газовой горелкой, автоматически отключающейся после начала устойчивого горения топлива [Э.Н. Сабуров, С.В. Карпов. Циклонные устройства в деревообрабатывающем и целлюлозно-бумажном производстве. М: Экология, 1993 г., стр. 77… 79].
Недостатком данной конструкции является верхний торцевой выход дымовых газов, что создает трудности при компоновке устройства с котельным агрегатом, а также не позволяет использовать весь рабочий объем топочной камеры котла.
Известен вертикальный циклонный предтопок [Патент RU 2196273 С1], в котором организована схема двухступенчатого сжигания топлива. Это достигается тем, что в устройстве, содержащем циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку и тангенциальные сопла, камеры дожигания смонтированы под циклонной камерой, и снабжено установленным между камерами пережимом с буртиком, колосниковая решетка выполнена конической и распложена в камере дожигания, а выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания.
Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.
Недостатками прототипа является то, что продукты газификации и несгоревшие частицы топлива выносятся из камеры дожигания в значительной степени через выхлопной патрубок, что исключает возможность эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом устройстве - обеспечение возможности полного сжигания топлива с различной влажностью.
Поставленная задача решается с помощью того, что циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, камеру дожигания, разделенные пережимом с буртиком, колосниковую решетку, патрубок для подачи вторичного воздуха, патрубок для подачи топлива, четыре тангенциальных шлица и выходной патрубок, снабжен трубой с аксиальным завихрителем для подачи воздуха в камеру дожигания, обеспечивающей длительное нахождение частиц топлива в камере, их прогрев и полное сгорание.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого циклонного топочного устройства; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А; на фиг. 3 - поперечное сечение В-В.
Циклонный предтопок содержит две камеры: циклонную камеру 1 и камеру дожигания крупных фракций 2 с конической колосниковой решеткой 3, патрубок 4 для подачи вторичного воздуха, парубок 5 для подачи топлива, пережим 6 с буртиком, четыре тангенциальных сопла (шлица) 7, выходной патрубок 8 и трубу 9 с аксиальным завихрителем 11, соединенную с патрубком 10 для подачи воздуха.
Работа циклонного предтопка осуществляется следующим образом.
Подача топлива производится аксиально через патрубок 5. Через четыре тангенциальных сопла 7 в рабочий объем камеры 1, где осуществляется основной процесс горения, вводится первичный воздух. Здесь происходит взаимодействие топлива с закрученным потоком. Для увеличения времени пребывания топливных частиц в объеме циклонной камеры 1, повышения надежности воспламенения и выгорания топлива предусмотрен пережим 6, оборудованный буртиком, благодаря которому удается создать очаги слоевого горения топлива. Продукты газификации и несгоревшие частицы топлива через отверстие в пережиме 6 попадают в камеру дожигания 2, где поток также является закрученным, но в значительно меньшей степени. В камеру дожигания 2 через трубу 9 с аксиальным завихрителем 11 подается закрученный поток воздуха. Вращение центрального и периферийного потоков газа и материала, происходит в одну сторону. Благодаря одностороннему вращению вторичный поток как бы подкручивает периферийный поток, обеспечивая равномерность вращения газов и дисперсного материала по всей высоте аппарата. Частицы топлива за счет центробежной силы отбрасываются в периферийное кольцо вращающегося газа и далее сепарируются на коническую колосниковую решетку 3. При этом движение топливных частиц вниз замедляется, что благоприятствует горению топлива и перемешиванию продуктов сгорания. Для завершения процесса горения крупных фракций организован процесс слоевого их сжигания на колосниковой решетке 3 конического типа, под которую через патрубок 4 подается вторичный воздух. Отверстия колосниковой решетки 3 выполнены таким образом, чтобы обеспечить дополнительную подкрутку газов по направлению основного вращения и повысить полноту и скорость их выгорания. Отвод продуктов сгорания в объем топочной камеры котлоагрегата осуществляется через выходной патрубок 8. Подвод вторичного воздуха в трубу 9 осуществляется через патрубок 10.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить возможность полного сжигания топлива с различной влажностью за счет более длительного нахождения частиц топлива в объеме топки.