CS244766B1

CS244766B1 - Equipment for secondary combustion of volatile combustibles

Info

Publication number: CS244766B1
Application number: CS842830A
Authority: CS
Inventors: Karel Nebesky; Pavel Spicka; Jaroslav Suchy
Original assignee: Karel Nebesky; Pavel Spicka; Jaroslav Suchy
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1986-08-14
Also published as: CS283084A1

Abstract

Zařízení pro sekundární spalování prchavých hořlavin je určeno zejména pro efektivní spalování tuhých paliv v teplovodních kotlech. Zařízení tvoří litinová směrovací deska, rozdělená vertikálně vedenými dělicími žebry do samostatných sekcí, tvořícími společně sací kanál sekundárního vzduchu. V horní části sekcí jsou vytvořeny průduchy pro sekundární vzduch a spodní konec směrovací desky je spuštěn do prostoru přívodu vzduchu. Směrovací deska je zavěšena na stěnu vodní lamely kotle. Κ zvýšení účinku zařízení lze směrovací desku opatřit na straně přivrácené topeništi teplosměnným žebrováním.The device for secondary combustion of volatile combustibles is intended primarily for the efficient combustion of solid fuels in hot water boilers. The device consists of a cast iron baffle plate, divided by vertically guided dividing ribs into separate sections, which together form a secondary air intake channel. In the upper part of the sections, secondary air vents are created and the lower end of the baffle plate is lowered into the air supply area. The baffle plate is hung on the wall of the boiler water plate. To increase the efficiency of the device, the baffle plate can be provided with heat exchange ribs on the side facing the firebox.

Description

Vynález se týká zařízení pro sekundární spalování prchavých hořlavin, zejména k teplovodním kotlům na tuhá paliva.The invention relates to a device for the secondary combustion of volatile combustibles, in particular to hot-water solid fuel boilers.

Topná zařízení na tuhá paliva se sekundárním spalováním staršího typu měla na obvodu topného tělesa vestavěny přívodní vzduchové kanály pro nasáváni druhotného vzduchu do proudu spalin za topeništěm, kde docházelo k jejich dodatečnému vznícení a spálení. Cílem řešení bylo především zvýšit účinnost a ekonomičnost spalovacího procesu. Tato zařízení byla výrobně náročná, poněvadž vyžadovala speciální provedení obvodového pláště topného tělesa a kromě toho nevykazovala dostatečnou účinnost, protože sekundární vzduch, vedený na obvodu topného tělesa, se při průchodu kotlem neohřál a proud spalin ochlazoval, takže nedocházelo k dokonalému jejich spálení. Novější topná zařízení, zejména teplovodní kotle na tuhá paliva mají přívod druhotného vzduchu proveden výměnnou vzduchovou trubicí, která protíná vnitřní prostor kotle v prostoru, kde se tvoří proud prchavých nořlavin a vzduch je z ní vyváděn výpustními otvory v její stěně. Přívod vzduchu nesmí být nedostatečný, poněvadž se nedostaví sledovaný účinek, tj. dokonalé spalování zplynovaných hořlavin. Nesmí být ani nadbytečný, poněvadž v takovém případě způsobuje nežádoucí ochlazování unikajících prchavých hořlavin, což má stejný důsledek jako v případě předešlém. Nastavování regulačních klapek se provádí obsluhou na základě vizuální kontroly zabarveni plamene průzorem v horní časti kotle. Poněvadž vstup primárního vzduchu prostorem pod roštem kotle je regulován dusivkou a děje se nezávisle na popsané regulaci přívodu sekundárního vzduchu, je u tohoto typu kotlů problém vzájemné koordinace primárního i sekundárního prouděni a důsledkem toho jsou i běžné ztráty na účinnosti kotle. Provoz zařízení si vyžaduje častou přítomnost obsluhy. Kromě toho umístění trubice sekundárního vzduchu v aktivní Části kotle, kde je vys-Solid-fuel secondary-fired solid fuel heaters had built-in air ducts at the periphery of the heater for sucking in secondary air into the flue gas stream downstream of the furnace where they were subsequently ignited and burned. The aim of the solution was primarily to increase the efficiency and economy of the combustion process. These devices were labor-intensive because they required a special design of the heater peripheral shell and, moreover, did not show sufficient efficiency because the secondary air guided on the heater perimeter did not heat up during the boiler passage and cooled the flue gas flow so that they did not burn perfectly. Newer heating devices, especially hot-water solid fuel boilers, have a secondary air supply through a replaceable air tube which intersects the interior of the boiler in a space where a stream of volatile materials is generated and air is discharged from it through the outlet openings in its wall. The air supply must not be inadequate, as the observed effect, ie perfect combustion of the gaseous combustibles, does not occur. It must not be redundant either, since in such a case it causes undesirable cooling of the volatile volatile substances which are leaking, which has the same effect as in the previous case. Adjustment of the control flaps is performed by the operator based on visual inspection of the flame color through the sight glass in the upper part of the boiler. Since the primary air inlet under the boiler grate is controlled by a choke and is independent of the described regulation of the secondary air supply, there is a problem of co-ordination of the primary and secondary flow with this type of boilers and consequently common losses in boiler efficiency. Operation of the equipment requires frequent operator presence. In addition, the location of the secondary air tube in the active part of the boiler

- 2 244 766 tavována nadměrnému žáru, má negativní vliv na její životnost, takže výměna trubice se provádí v praxi běžně po jednom roce provozu.- 2,244,766 is melted by excessive heat, it has a negative effect on its life, so that the tube replacement is in practice normally after one year of operation.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro sekundární spalování prchavých hořlavin podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sací kanál sekundárního vzduchu tvoří alespoň jedna směrovací deska, zavěšená na stěně vodní lamely teplovodního kotle a opatřená dělicími žebry, tvořícími ve směrovací desce samostatné sací sekce, zakončené v horní části prúdho&y, přičemž spodní konec směrovací desky je spuštěn do prostoru přívodu vzduchu.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the apparatus for secondary combustion of volatile combustibles according to the invention, characterized in that the secondary air suction channel is formed by at least one deflector plate suspended on the wall of the water lamella of the hot water boiler and provided with dividing fins forming separate suction sections in the deflector plate. terminated at the top of the stream, the lower end of the direction plate being lowered into the air intake area.

Za účelem zvýšeni účinku zařízení je výhodné směrovací desku na straně převrácené ke spalovacímu prostoru opatřit teplosměnným žebrováním.In order to increase the effect of the device, it is advantageous to provide the heat exchange fins on the side facing the combustion chamber.

Hlavní výhody zařízení podle vynálezů spočívají v tom, že v důsledku dokonalého předehřátí sekundárního vzduchu se dosahuje dokonalejšího spalováni paliva a tim i zvýšené účinnosti kotle. Snižuje se tim i měrná spotřeba paliva ve srovnání s provozem kotlů, provedených podle současného stavu techniky.The main advantages of the device according to the invention are that, due to the perfect preheating of the secondary air, improved combustion of the fuel and thus an increased boiler efficiency are achieved. This also reduces the specific fuel consumption compared to the operation of boilers made according to the prior art.

Další podstatnou výhodou zařízeni je snížení škodlivých exhalací, zejména jedovatého kysličníku uhelnatého, čímž se přispívá ke zlepšení životního prostředí. Zvýšená účinnost kotle opatřeného zařízením podle vynálezu má výhody i při konstrukci kotlů, a to zmenšením potřebné výhřevné plochy a tím i úsporou materiálů, výhodou je i zvýšená životnost desky pro směrováni sekundárního vzduchu ve srovnáni s dosud užívanou trubicí.Another significant advantage of the device is the reduction of harmful emissions, in particular of the toxic carbon monoxide, thereby contributing to the improvement of the environment. The increased efficiency of the boiler provided by the device according to the invention also has advantages in the construction of the boilers by reducing the required heating surface and thus saving materials, the advantage being the increased life of the secondary air routing plate compared to the pipe used up to now.

Kromě toho směrovací deska je snáze vyměnitelná než dosud užívaná trubice sekundárního vzduchu.In addition, the direction plate is easier to replace than the secondary air tube used hitherto.

Při zkouškách kotle* s novým zařízením podle vynálezu bylo zjištěno, že účinnost kotle se zvýšila v závislosti na daném výkonu v rozsahu od 2,7 až 5,2 %.In the tests of the boiler * with the new device according to the invention, it was found that the boiler efficiency increased in the range from 2.7 to 5.2% depending on the output.

Zařízení podle vynálezu je zobrazeno na připojeném výkresu, kde na obr.l je znázorněn celkový pohled na zařízení pro sekundární spalování uvnitř kotle ve schematickém řezu v nárysu. Na obr. 2 je zobrazena v detailu deska sekundárního vzduchu v nárysu, a na obr. 3 tatáž deska v bokoryse.The device according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a general view of a device for secondary combustion inside a boiler in a schematic sectional elevational view. Fig. 2 shows in detail the secondary air plate in front view, and Fig. 3 shows the same plate in side view.

244 766244 766

Zařízení podle vynálezu představuje směrovací desku 1 ze žáruvzdorné litiny, pro přívod sekundárního vzduchu, která je umístěna v teplovodním kotli £. V horní části je směrovací deska X opatřena průduchy 2 ^{a nad} nimi zakončena výztužnou hranou £ (obr.l). Směrovací deska 1 je zavěšena pomoci vybrání 4a (obr.2) na neznázorněných držácích, zakotvených ve stěně lamely £ teplovodního kotle 2» takže mezi ní a přivrácenou stěnou směrovací desky vznikne sací kanál 2 pro přívod sekundárního vzduchu. Směrovací desku 1 lze zavěsit na stěnu vodní lamely 6 i jinými běžnými mechanickými prostředky. Průduchy 2 ve směrovací desce 1 směřují do proudu 8 prchavých hořlavin, stoupajících z paliva 2, ve spalovacím prostoru £. Spodní konec směrovací desky 1 je spuštěn do prostoru 10 přívodu vzduchu, kde je umístěn stavitelný rošt 11. Na strapě přivrácené ke stěně vodní lamely 6 je směrovací deska 1 opatřena dělicími žebry 12 přiléhajícími ke stěně lamely <3 a rozdělujícími sací kanál 2 ůo samostatných sekcíThe device according to the invention is a refractory cast iron directing plate 1 for the supply of secondary air, which is located in a hot water boiler. In the upper part, the deflector plate X is provided with vents 2 ^{and above} them terminates with a reinforcing edge 6 (FIG. 1). The baffle plate 1 is suspended by means of a recess 4a (FIG. 2) on the brackets (not shown) anchored in the slat wall 4 of the hot water boiler 2 so that a suction channel 2 for secondary air supply is formed between it and the baffle plate wall. The baffle plate 1 can be hung on the wall of the water fin 6 by other conventional mechanical means. The vents 2 in the baffle plate 1 are directed into a stream 8 of volatile combustible gases rising from the fuel 2 in the combustion chamber 6. The lower end of the baffle plate 1 is lowered into the air inlet space 10, where an adjustable grate 11 is located.

13. odpovídajících svojí šíří jednotlivým průduchům 2 ^v sací desce 1. Ta je na straně přivrácené spalovacímu prostoru 2 opatřena teplosměnným žebrováním 14 (obr.2 a 3). Při uzávěru 15 do pros toru 10 přívodu vzduchu je umístěna dusivka 16 k regulaci přívodu společného vzduchu do kotle 2· ^Na ůně prostoru 10 přívodu vzduchu je uložen popelník 12· Výstup 18 odpadních spalin do kouřového prostoru je proveden v horní části stěny kotle 2·13 corresponding to their widths to the individual vents 2 ^{in the} suction plate 1. This is provided on the side facing the combustion chamber 2 with heat exchange fins 14 (FIGS. 2 and 3). At the closure 15 in the air intake space 10, a choke 16 is provided to regulate the supply of common air to the boiler 2 · ^The ash of the air intake space 10 is arranged as an ash pan 12 ·

Funkce zařízení pro sekundární spalování prchavých hořlavin probíhá podle schematického řezu z obr.l . Společný proud vzduchu .vniká při spalovacím procesu dusivkou 16 do prostoru 10 pro přívod vzduchu, kde se dělí na vzduch primární (znázorněn plnou čarou), vnikající v podstatě dvěma proudy stavitelným roštem 11 do spalovacího prostoru £ a na vzduch sekundární (znázorněn přerušovanou čarou), který proudí dále prostorem mezi popelníkem iy a stavitelným roštem 11 až za spodní hranu směrovací desky X· Jakmile dosáhne jeho proud spodní hrany směrovací desky X. je nasáván za ni do sekci 13 sacího kanálu 2 účinkem podtlaku, vyvolaného proudem £ prchavých hořlavin, stoupajících vzhůru ze spalovacího prostoru 2 ^a tepelným sáláním desky 1, jímž se sekundární vzduch na své vzestupné dráze ohřívá. Členěním sekundárního vzduchu v sacím kanále 2 ^do oddělených sekcí lýThe function of the apparatus for secondary combustion of volatile combustibles is according to the schematic section of FIG. In the combustion process, a common air stream enters the air inlet chamber 10 through the choke 16, where it is divided into primary air (represented by a solid line) entering essentially two streams through the adjustable grate 11 into the combustion chamber 6 and into secondary air (shown by dashed line). which flows further through the space between the ashtray 1y and the adjustable grate 11 beyond the lower edge of the baffle plate X as soon as its stream reaches the lower edge of the baffle plate X. upwardly from the combustion chamber 2 ^{and by} thermal radiation of the plate 1 by which the secondary air is heated on its upward path. By dividing the secondary air in the suction channel 2 ^into separate sections 11a

244 788244 788

dochází k jeho stejnoměrné distribuci do proudu § prchavých hořlavin a zabrání se tak nežádoucí turbulenci. Předehřívání sekundárního vzduchu sáláním desky 1 za jeho průchodu sacím kanálem £ má ten podstatný účinek, že proudem sekundárního vzduchu se prchavé hořlaviny neochlazují a doohází tak k účinnějšímu jejich spalování. Ke zvýšeni termodynamického účinku saoího kanálu 2 přispívá podstatně i teplosměnné žebrování které je přímo ve styku s hořícím palivem 2· Průduchy 2 proudí ohřátý sekundární vzduch do proudu 8 prchavých hořlavin, které svým oxidačním účinkem vzněcuje a dochází tím k sekundárnímu spalování, jímž se odstraňují i škodlivé látky, které by jinak vycházely do kouřovodu. Kromě již uvedeného teplosměnného účinku, žebrování 14 zvyšuje pevnost, tuhost a tím i odolnost desky i a souěásně brání vypadávání paliva 2 ^ze stavitelného roštu 11 při roštování. Ekonomičnost a účinnost spalování lze pro celý provozní rozsah výkonu kotle £ zajistit již konstrukčním propočtem velikosti průduchů 2 v desce 1. Za provozu se provádí navíc i operativně regulací přívodu celkového množství vzduchu dusivkou 16. Poněvadž na rozdíl od dosud užívaných kotlů je primární i sekundární vzduch do zařízení podle vynálezu přiváděn zvenčí společně, zůstává zachován i konstatni poměr mezi množstvím primárního a sekundárního vzduchu během orovosního režimu kotle 2.it is evenly distributed into the stream of volatile combustible streams, thus avoiding undesirable turbulence. Preheating of the secondary air by radiation of the plate 1 as it passes through the suction channel 6 has the essential effect that the secondary air stream does not cool the volatile combustibles and thus burns them more efficiently. The heat exchange fins, which are directly in contact with the burning fuel 2, significantly contribute to the increase of the thermodynamic effect of the sauna channel 2. The vents 2 flow heated secondary air into a stream 8 of volatile combustibles, harmful substances that would otherwise enter the flue. In addition to the heat transfer effect already mentioned, the ribs 14 increase the strength, stiffness and hence the resistance of the plate 1 and at the same time prevent the fuel 2 ^from falling ^{off the} adjustable grate 11 during grating. The economy and efficiency of combustion can be ensured for the whole operating range of boiler output £ by design calculation of the size of vents 2 in the plate 1. In operation, it is additionally carried out operatively by regulating the total air volume by the choke 16. supplied to the plant according to the invention together from outside, a constant ratio between the amount of primary and secondary air is maintained during the orosity mode of the boiler 2.

Claims

Apparatus for the secondary combustion of volatile combustibles, in particular to hot-water solid fuel boilers, based on a thermo-air flow in a suction channel supplying secondary air to an ascending flow of volatile combustibles, characterized in that the secondary air suction channel (7) forms at least one directional a plate (1) suspended on the wall of the water fin (6j of the hot water boiler (2) and provided with separating ribs (12) forming in the direction plate (1) a separate suction section (13) * terminated in the upper part of the vents (3); the deflector plate (1) is lowered into the air intake area (10).

Device according to claim 1, characterized in that the deflector plate (1) is provided with a heat exchange fin (14) on the side facing the combustion chamber (5).