RU2664887C2 - Heat exchanging device with lined furnace for the solid, loose fuels and waste processing into the heat energy - Google Patents

Abstract

FIELD: instrument making.SUBSTANCE: heat exchanging device with the lined furnace for the solid and loose fuels, and waste processing into thermal energy relates to devices for the solid and loose fuels, including waste, simultaneous or separate processing into the thermal energy, with different humidity and calorific value in the heat exchanging device furnace in continuous mode, with reduction of the thermochemical reaction products emissions and the generated heat energy entrainment by the balanced amount of air intake. Heat exchanging device with the fuel supply hopper at the top has minimum amount of the heat transfer to reduce its heating costs. In the furnace filled volume high temperature conducting accumulators and channels for the air supply provide the maximum possible area and the fuel of different degrees of humidity and calorific value combustion or pyrolysis intensity. Adjusting doors and the slide allow the combustion modes establishment with pyrolysis or pyrolysis with the combustible gases depletion for the used fuel all calorific properties most complete use. Grates with holes and high temperature accumulators with air intake channels allow the fuel with air mixing, gases movement throughout the furnace volume and the required temperature mode. Increase in the heat exchanging device power and efficiency due to the heat exchange enhancement is achieved by all the heat exchange surfaces finning in the form of metal ribs periodically integrally joined together with their body. Heat exchanging device service life extension is achieved by the presence in the combustion chamber of accumulating, active and ribbed lining for the heat-receiving elements protection against the aggressive processes in the furnace harmful effects. Installation of exposed to the high temperatures heat exchanging device elements onto the heat-receiving elements with the heat carrier allows to provide their long working capacity with the design preservation. Formed in the furnace smoke and pyrolysis gases are advanced through the afterburning chambers cascade, where they are mixed with the incoming from the distribution chamber air and are oxidized, and after the heat energy transfer they exit into the chimney.EFFECT: invention allows to increase the furnace adjustable power with the most complete recycling of all the calorific values of the used as fuel materials with the device certain dimensions and harmful emissions into the atmosphere reduction, and also to enable the heat exchanging device elements protection against aggressive chemical effects and destructive temperatures, occurring in the furnace during the fuel into thermal energy processing.5 cl, 12 dwg

Description

Теплообменный аппарат с футерованной топкой для переработки твердых, сыпучих видов топлива и отходов в тепловую энергию относится к устройствам для переработки твердых и сыпучих видов топлива, в том числе биологических и синтетических углеродосодержащих отходов производственной и бытовой деятельности, в тепловую энергию при эффективном использовании топлива и объема теплообменного аппарата, а так же обеспечении защиты поверхностей теплообменного аппарата от воздействия возникающих внутри его термохимических агрессивных сред и снижении вредных выбросов.A heat exchanger with a lined furnace for processing solid, bulk fuels and waste into thermal energy refers to devices for processing solid and loose fuels, including biological and synthetic carbon-containing waste from industrial and domestic activities, into thermal energy with efficient use of fuel and volume the heat exchanger, as well as ensuring the protection of the surfaces of the heat exchanger from the effects of thermochemical aggressive media inside and below reduction of harmful emissions.

Практическое применение находит при создании экономичных автоматических механизированных систем для выработки тепловой энергии из низкокалорийных твердых и сыпучих видов топлива при снижении загрязнения окружающей среды.Finds practical application in creating cost-effective automatic mechanized systems for generating thermal energy from low-calorie solid and bulk fuels while reducing environmental pollution.

Известна топка пароводогрейного котла с рабочим объемом, ограниченном объемом нагревательного элемента котла с аккумуляторами высокой температуры для обеспечения стабильного режима горения отходов деревоперерабатывающей промышленности с различной степенью влажности, заполняющего весь объем топки. (см. патент Российской Федерации на изобретение №2310124, МПК F23B 50/06 (2006.01), F23B 90/00 (2006.01.); RU 2426028 С1; RU 2483246 С2; а так же заявка на изобретение №2013133225/06(049650) от 16.07.2013.Known fire chamber of a steam boiler with a working volume limited by the volume of the heating element of the boiler with high-temperature batteries to ensure a stable combustion regime of waste wood processing industry with varying degrees of humidity, filling the entire volume of the furnace. (see patent of the Russian Federation for invention No. 2310124, IPC F23B 50/06 (2006.01), F23B 90/00 (2006.01.); RU 2426028 C1; RU 2483246 C2; as well as application for invention No. 2013133225/06 (049650) from 07/16/2013.

Недостатком указанной топки является недостаточно эффективное использование элементов теплообменного аппарата, унос горючих газов, отсутствие защиты теплообменных элементов от агрессивного воздействия процесса переработки топлива в тепловую энергию.The disadvantage of this furnace is the insufficiently efficient use of the elements of the heat exchanger, the entrainment of combustible gases, the lack of protection of the heat exchange elements from the aggressive effects of the process of processing fuel into thermal energy.

Это приводит к ограничению возможностей выработки тепловой энергии с минимальными затратами и снижению сроков эксплуатации устройства.This leads to a limitation of the possibilities of generating thermal energy with minimal costs and reducing the life of the device.

Техническим результатом данного изобретения является.The technical result of this invention is.

1. Возможность как одновременной, так и раздельной переработки в тепловую энергию широкого набора топливных элементов от имеющих максимально возможные для безпрепятственной загрузки в топку габаритные размеры до сыпучих материалов и отходов, имеющих минимальную фракцию до пылеобразной с различной теплотворной способностью.1. The possibility of both simultaneous and separate processing into thermal energy of a wide range of fuel cells from those having the maximum possible dimensions for unhindered loading into the furnace to bulk materials and waste having a minimum fraction of dusty with different calorific value.

2. Эффективное использование объема теплообменного аппарата компановкой конструктивных элементов с обеспечивающими их неизменяемость теплообменными элементами с применением оребрения поверхностей теплообменных элементов, а так же обеспечение их защиты от агрессивного воздействия термохимических процессов в топке аккумулирующей футеровкой, активной футеровкой, ребристой футеровкой.2. Effective use of the volume of the heat exchanger by the arrangement of structural elements with heat exchange elements ensuring their immutability with the use of ribbing of the surfaces of heat exchange elements, as well as ensuring their protection against the aggressive effects of thermochemical processes in the furnace by accumulating lining, active lining, ribbed lining.

3. Ограничение нерационального продува топки регулированием поступления только необходимого для смешения с заполняющим весь объем топки топливом с пористой структурой и различной влажностью и сбалансированного эффективного горения с пиролизом количества воздуха является одним из факторов достижения и поддержания требуемого уровня температуры в топке и уменьшения выбросов тепловой энергии и остатков продуктов горения в атмосферу.3. The restriction of inefficient blowing of the furnace by regulating the intake of only the fuel necessary for mixing with the fuel with a porous structure and various humidity and balanced efficient combustion with pyrolysis of the amount of air is one of the factors for achieving and maintaining the required temperature level in the furnace and reducing thermal energy emissions and residues of combustion products into the atmosphere.

4. Вертикальная конструкция теплообменного аппарата обеспечивает механизированное непрерывное заполнение объема топки твердыми видами топлива, предварительный нагрев и частичную сушку топлива, организацию процесса горения топлива и дожига горючих пиролизных газов при распределении высоких температур и воздуха по всей глубине объема топлива в топке до полной переработки топлива в тепловую энергию, золоудаление в непрерывном режиме.4. The vertical design of the heat exchanger provides mechanized continuous filling of the furnace volume with solid fuels, preliminary heating and partial drying of the fuel, the organization of the fuel combustion process and the burning of combustible pyrolysis gases during the distribution of high temperatures and air throughout the depth of the fuel volume in the furnace until the fuel is completely processed into thermal energy, ash removal in a continuous mode.

5. Расширение арсенала топок водогрейных котлов, использующих низкокалорийные твердые и сыпучие виды топлива, в том числе отходы.5. Expansion of the furnace arsenal of boilers using low-calorie solid and bulk fuels, including waste.

Технический результат достигается посредством: 1. Теплообменного аппарата с футерованной топкой для переработки твердых, сыпучих видов топлива и отходов в тепловую энергию, снабженного приборами контроля и механизмами управления, для преобразования в тепловую энергию твердых, в том числе сыпучих видов топлива с аналогичным конфигурации основания различной геометрической формы наружным теплообменным элементом с верхом и боковыми поверхностями из огибающих меньший контур большим металлических листов с имеющимся между листами пространством для циркуляции жидкостей или газов и соединенных между собой за одно целое обеспечивающими теплообмен, герметичность и неизменяемость конструкции с технологическими проемами и патрубками для подвода и отвода теплоносителя металлическими полосами-ребрами, имеющий над топкой с верхним загрузочным устройством каскад камер дожига недоокислившихся в топке горючих газов, состоящий из камеры первичного дожига с имеющей температуру воспламенения горючих газов полкой топки внизу и вверху нижней сменной панелью с жиклерами камеры распределения воздуха, в которую поступает подогретый воздух из расположенной под зольной камерой воздухозаборной камеры по вертикальному каналу, а также камеры последовательного дожига горючих пиролизных газов, образованной верхней панелью с жиклерами камеры распределения воздуха снизу и стенками и верхом поверхностей наружного теплообменного элемента, с топочной дверкой в нижней части топки для загрузки и розжига топлива, регулирования процесса горения и чистки колосников, имеющих необходимую массу для аккумулирования достаточного количества тепловой энергии для стабильного поддержания температуры воспламенения расположенного на них топлива и являющихся также распределителями только необходимого количества воздуха, дозируемого регулировочной дверкой находящейся под топкой зольной камеры и содержащий аккумуляторы высокой температуры с каналами для поступления воздуха, отличающийся тем, что имеет ребристую футеровку в виде выполненных за одно целое с телом теплообменных элементов периодически расположенных к ним торцем металлических полос-ребер для защиты элементов теплообменного аппарата путем линейной теплопередачи и обеспечения их неизменяемости самофутерованием;The technical result is achieved by: 1. A heat exchanger with a lined firebox for processing solid, bulk fuels and waste into thermal energy, equipped with control devices and control mechanisms, for converting solid, including bulk fuels with the same configuration of base, into thermal energy a geometrical shape with an external heat-exchange element with a top and side surfaces from envelopes; a smaller contour of large metal sheets with a space between sheets a system for circulating liquids or gases and interconnected to ensure heat transfer, tightness and immutability of the structure with technological openings and nozzles for supplying and discharging the coolant with metal strips-ribs having a cascade of afterburning chambers under-oxidized in the combustion chamber above the firebox with the upper loading device consisting of a primary afterburner with a combustible gas ignition temperature of a furnace shelf at the bottom and at the top with a lower interchangeable panel with nozzles of the chamber air distribution, into which heated air enters from the vertical intake channel located under the ash chamber, as well as the sequential afterburning chamber of combustible pyrolysis gases, formed by the upper panel with the nozzles of the air distribution chamber below and the walls and the top of the surfaces of the external heat exchange element, with a combustion door in the lower part of the furnace for loading and igniting fuel, regulating the combustion process and cleaning the grates, which have the necessary mass to accumulate sufficient the amount of thermal energy for stable maintenance of the ignition temperature of the fuel located on them and which are also distributors of only the required amount of air dosed by the adjustment door located under the furnace of the ash chamber and containing high-temperature batteries with channels for air intake, characterized in that it has ribbed lining in the form of in one piece with the body of the heat-exchange elements of the metal strip-ribs periodically located to them by the end face for protection lementov heat exchanger by a linear heat and ensure their immutability samofuterovaniem;

оребрение теплообменных поверхностей в виде периодически соединенных торцами под различными углами за одно целое с теплообменными поверхностями металлических полос-ребер для увеличения площади теплопередачи произведенной в топке тепловой энергии через теплообменные поверхности циркулирующему в теплообменном аппарате теплоносителю;finning of heat-exchange surfaces in the form of periodically connected by ends at different angles in one piece with the heat-exchange surfaces of metal strip-ribs to increase the area of heat transfer produced in the furnace of thermal energy through heat-exchange surfaces to the heat carrier circulating in the heat exchanger;

2. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что имеет устанавливаемые для обеспечения неизменяемости и длительной работоспособности конструкций теплообменного аппарата дополнительные теплообменные элементы с теплоносителем;2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that it has additional heat exchanger elements with a heat carrier that are installed to ensure the immutability and long-term performance of the structures of the heat exchanger;

3. Теплообменный аппарат с по п. 2, отличающийся тем, что имеет выполненные из способного выдерживать воздействие высоких температур и агрессивных сред без изменения своих свойств материала при восприятии высоких температур сжигаемого топлива, их передаче и распределении тепловой энергии аккумулирующую футеровку в виде решетки из брусков с каналами по периметру топки и контуру наружного теплообменного элемента.3. The heat exchanger according to claim 2, characterized in that it is made of a material capable of withstanding the effects of high temperatures and aggressive media without changing its material properties while absorbing high temperatures of the burned fuel, transferring them and distributing thermal energy, an accumulating lining in the form of a grid of bars with channels around the perimeter of the furnace and the contour of the external heat exchange element.

4. Теплообменный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что имеет так же активную футеровку из соединенных за одно целое с теплообменными поверхностями теплообменного аппарата металлических профилей образующих охлаждаемые поступлением воздуха к сыпучему топливу каналы-газоходы для перемещения горючих пиролизных газов и отвода продуктов горения.4. The heat exchanger according to claim 3, characterized in that it also has an active lining of metal profiles connected in one piece with the heat exchange surfaces of the heat exchanger apparatus forming ducts and ducts cooled by the flow of air to the bulk fuel for conveying combustible pyrolysis gases and removing combustion products.

5. Теплообменный аппарат с топкой по п. 4, отличающийся тем, что имеет в верхней части загрузочное устройство и газоходы в бункере с конусом, обеспечивающим прохождение топлива в находящуюся под ним топку, а так же установленные над топкой по внутреннему периметру наружного теплообменного элемента образованные поверхностью конуса бункера топлива устройство для каскадного дожига недоокислившихся в топке горючих газов, состоящее из камеры первичного дожига, которая образована полкой топки и вверху нижней панелью с жиклерами камеры распределения воздуха, в которую поступает подогретый воздух из расположенной под зольной камерой воздухозаборной камеры по вертикальному каналу и последовательной камеры дожига горючих пиролизных газов, состоящей из верхней панели с жиклерами камеры распределения воздуха и поверхностей конуса бункера и газохода.5. A heat exchanger with a furnace according to claim 4, characterized in that it has a charging device in the upper part and flues in a hopper with a cone that allows fuel to pass into the furnace underneath, as well as formed above the furnace along the inner perimeter of the external heat exchange element by the surface of the fuel hopper cone, a device for cascading afterburning of combustible gases unoxidized in the furnace, consisting of a primary afterburner chamber, which is formed by the furnace shelf and at the top of the lower panel with the nozzles ELENITE air, which is supplied from the preheated air chamber beneath the ash chamber in the vertical intake channel and consistent chamber afterburning combustible pyrolysis gases, consisting of a top panel with jets of air distribution chamber and the cone surfaces of the hopper and duct.

Теплообменный аппарат с футерованной топкой для переработки твердых, сыпучих видов топлива и отходов в тепловую энергию согласно фигур 1, 2, имеет в качестве ограждающей конструкции герметичный наружный теплообменный элемент 26 снабженный приборами контроля 39, состоящий из крыши - верха и стенок с внутренними и наружными поверхностями с имеющимся между ними расстоянием, достаточным для свободного движения теплоносителя, причем меньший контур 41, образующий внутренний объем теплообменного аппарата 1, содержащего наружный теплообменный элемент 26, выполненный из металлического листа, огибается большим контуром 40, также выполненным из металлического листа, с повторением формы меньшего контура 41 и образованием между ними пространства для свободной циркуляции теплоносителя. Металлические листы внутреннего меньшего контура 41 соединены между собой за одно целое металлическими полосами-ребрами 9 с металлическими листами большего контура 40, причем металлические полосы-ребра 9 направляют движение теплоносителя. Наружный теплообменной элемент 26 имеет обеспечивающую размещение его внутренних устройств геометрическую форму и объем и повторяет по своей высоте конфигурацию находящейся в нижней части в качестве основания прямоугольной, овальной, круглой или другой формы воздухозаборной камеры 17. Теплообменный аппарат 1 содержит бункер 22 с газоходами 3 и загрузочным устройством 2 для непрерывной загрузки топлива 25 в топку 23 с топочной дверкой 18 и элементами активной футеровки 11 с каналами-газоходами 12 и устанавливаемую по контуру защищаемой поверхности наружного теплообменного элемента 26 аккумулирующую футеровку 13, устанавливаемых для обеспечения неизменяемости подвергающихся воздействию высоких температур конструкций теплообменного аппарата 1 дополнительных теплообменных элементов 8, а так же ребристой футеровки теплообменных поверхностей из ребер 9, с колосниками 15, имеющими отверстия 14, аккумуляторами высокой температуры 10 с каналами для поступления воздуха 19 из зольной камеры 16, под которой расположена воздухозаборная камера 17, через отверстия 14 в колосниках 15. В верхней части топки в конусе 38 так же расположены камера первичного дожига 7 горючих газов, камера распределения воздуха 6 с жиклерами 5, последовательная камера дожига 4. На фиг. 2 так же показана теплоизолирующая облицовка 42 наружной поверхности наружного теплообменного элемента 26.The heat exchanger with a lined firebox for processing solid, bulk fuels and waste into thermal energy according to figures 1, 2, has a sealed external heat exchange element 26 equipped with control devices 39, consisting of a roof - top and walls with internal and external surfaces as a walling with a distance between them sufficient for the free movement of the coolant, with a smaller circuit 41 forming the internal volume of the heat exchanger 1 containing an external heat exchanger ment 26 made of a metal sheet, a large envelope circuit 40, also made of sheet metal, with repetition forms a smaller loop 41 and form between them a free space for coolant circulation. The metal sheets of the inner smaller circuit 41 are connected together in one piece by metal strips-fins 9 with the metal sheets of the larger circuit 40, and the metal strip-fins 9 direct the movement of the coolant. The external heat exchange element 26 has a geometric shape and volume, which ensures the placement of its internal devices, and repeats in its height the configuration of the rectangular, oval, round or other shape of the air intake chamber located at the bottom as a base 17. The heat exchanger 1 contains a hopper 22 with gas ducts 3 and a loading a device 2 for the continuous loading of fuel 25 into the furnace 23 with the furnace door 18 and the elements of the active lining 11 with ducts 12 and installed along the contour of the protected surface The external heat exchanger element 26 has a storage lining 13, which are installed to ensure the invariably exposed to high temperature structures of the heat exchanger 1 additional heat exchange elements 8, as well as ribbed lining of the heat exchange surfaces of the ribs 9, with grates 15 having openings 14, high temperature batteries 10 s channels for the intake of air 19 from the ash chamber 16, under which the air intake chamber 17 is located, through the holes 14 in the grates 15. In the upper part In the cone 38, the primary combustion chamber 7 of combustible gases, the air distribution chamber 6 with nozzles 5, and the serial combustion chamber 4 are also located in the cone 38. In FIG. 2 also shows the insulating lining 42 of the outer surface of the outer heat exchange element 26.

На фиг. 3 изображен разрез 1-1, на котором показан теплообменный аппарат 1 при рабочем режиме пиролиза топлива 25 в топке 23 при закрытой топочной дверке 18, регулировочной дверке 24 зольной камеры 16 и шибере-клапане 27. На фиг. 3 показаны направление движения образующихся в топке 23 пиролизных газов для их смешения с поступающим через жиклеры 5 из воздухозаборной камеры 17 по вертикальному каналу 34 в камеру распределения воздуха 6 в камере первичного дожига 7 и сжигания, а затем доокисление поступающим через жиклеры 5 кислородом продвинувшихся в последовательную камеру дожига 4 пиролизных газов.In FIG. 3 shows a section 1-1, which shows a heat exchanger 1 with the operating mode of fuel pyrolysis 25 in the furnace 23 with the furnace door 18 closed, the adjustment door 24 of the ash chamber 16 and the gate valve 27. In FIG. 3 shows the direction of movement of the pyrolysis gases generated in the furnace 23 for mixing them with the air passing through the nozzles 5 from the air intake chamber 17 through the vertical channel 34 to the air distribution chamber 6 in the primary afterburning chamber 7 and burning, and then the oxygen oxidizing through the nozzles 5 progressing in series afterburner of 4 pyrolysis gases.

Ограниченное количество дымовых газов выходит в атмосферу через газоходы 3 в бункере 22 с смотровым люком 21 в трубу 20. Только необходимый для пиролиза топлива 25 в топке 23 воздух поступает через каналы для поступления воздуха 19 в аккумулирующей футеровке 13. Зола и шлаки удаляются через отверстия 14 в колосниках 15 в выдвижной лоток 37.A limited amount of flue gas enters the atmosphere through the ducts 3 in the hopper 22 with the inspection hatch 21 into the pipe 20. Only the air necessary for the pyrolysis of the fuel 25 in the furnace 23 enters through the air inlets 19 in the storage lining 13. Ash and slag are removed through openings 14 in the grates 15 in the drawer tray 37.

На фиг. 4 изображен теплообменный аппарат 1 в рабочем режиме горения топлива 25 в топке 23 при закрытой топочной дверке 18, открытых регулировочной дверке 24 зольной камеры 16 и шибера-клапана 27. На фиг 4. показано поступление в топку 23 необходимого для горения топлива 25 воздуха из зольной камеры 16 через отверстия 14 в колосниках 15, а так же поступление воздуха к структуре сыпучего топлива 25 через каналы для поступления воздуха 19 в аккумулирующей футеровке 13. Так же показано движение образовавшихся на колосниках 15 горючих газов к топочной дверке 18, причем образованные дымовые газы, как и при первоначальном розжиге, удаляются через каналы-газоходы 12 в активной футеровке 11 через камеру первичного дожига 7 в последовательную камеру дожига 4 через газоходы 3 в бункере 22 с смотровым люком 21 в трубу 20.In FIG. 4 shows the heat exchanger 1 in the operating mode of burning fuel 25 in the furnace 23 with the furnace door 18 closed, the adjustment door 24 of the ash chamber 16 and the gate valve 27 open. FIG. 4 shows the intake of the air 25 necessary for burning fuel 25 from the ash into the furnace 23 the chamber 16 through the openings 14 in the grates 15, as well as the flow of air to the structure of bulk fuel 25 through the channels for air inlet 19 in the storage lining 13. The movement of combustible gases formed on the grates 15 is also shown to the combustion door 18, and about The blasted flue gases, as during the initial ignition, are removed through gas ducts 12 in the active lining 11 through the primary afterburning chamber 7 into the sequential afterburning chamber 4 through the flues 3 in the hopper 22 with the inspection hatch 21 into the pipe 20.

На фиг. 5 изображена ребристая футеровка ребрами 9 дополнительных теплообменных элементов 8 - оребрение труб.In FIG. 5 shows a ribbed lining with ribs 9 of additional heat-exchange elements 8 - finning of pipes.

На фиг. 6 показаны ребра 9 оребрения теплообменных поверхностей наружного теплообменного элемента 26, а так же образованные профилем активной футеровки 11 каналы-газоходы 12.In FIG. Figure 6 shows the ribs 9 of the fins of the heat exchange surfaces of the outer heat exchange element 26, as well as the ducts-ducts 12 formed by the profile of the active lining 11.

На фиг. 7 изображена камера распределения воздуха 6 с направленными в разные стороны жиклерами 5, в которую поступает воздух из вертикального канала 34, установленном на наружном теплообменном элементе 26.In FIG. 7 shows an air distribution chamber 6 with nozzles 5 directed in different directions, into which air enters from a vertical channel 34 mounted on an external heat exchange element 26.

На фиг. 8 по п. 2 формулы изображен теплообменный аппарат 1 без бункера с направлением движения не окислившихся в топке 23 пиролизных газов, с каналами для поступления воздуха 19 в аккумулирующей футеровке 13, отверстиями 14 в колосниках 15 опирающихся на дополнительные теплообменные элементы 8, с зольной камерой 16, с воздухозаборной камерой 17, с активной футеровкой 11, ребристой футеровкой из ребер 9, полкой 30, патрубком подвода теплоносителя 28, патрубком отвода теплоносителя 29 в наружном теплообменном элементе 26, камерой первичного дожига 7, разделенной камерой распределения воздуха 6 с последовательной камерой дожига 4, с выходом дымовой трубы 20.In FIG. 8, p. 2 of the formula shows a heat exchanger 1 without a hopper with the direction of movement of pyrolysis gases not oxidized in the furnace 23, with air supply channels 19 in the storage lining 13, openings 14 in the grid-irons 15 supported by additional heat exchange elements 8, with an ash chamber 16 , with an air intake chamber 17, with an active lining 11, a ribbed lining of ribs 9, a shelf 30, a coolant supply pipe 28, a coolant discharge pipe 29 in the outer heat exchange element 26, the primary afterburner 7, divided Amer air distribution chamber 6 with successive afterburning 4, exit chimney 20.

На фиг. 9 показан теплообменный аппарат 1 без бункера по п. 2 формулы с смотровым люком 21 и загрузочным устройством 2 в верхней части топки 23 и схемой движения топлива 25 и газов. Так же показаны аккумуляторы высокой температуры 10 и аккумулирующая футеровка 13 с каналами для поступления воздуха 19, а так же активная футеровка 11 с каналами-газоходами 12 и ребристой футеровкой из ребер 9. В нижней части топки 23 расположены колосники 15 с отверстиями 14, через которые поступает воздух из зольной камеры 16 с выдвижным лотком 37 через регулировочную дверку 24, управляемую приводом 32 регулятора 31 в зависимости от температуры теплоносителя. Над топкой 23 установлена полка 30, опирающаяся на дополнительные теплообменные элементы 8 с ребристой футеровкой из ребер 9 и образующая камеру первичного дожига 7. Выше расположена последовательная камера дожига 4, отделенная камерой распределения воздуха 6 с жиклерами 5, в которую воздух поступает по вертикальному каналу 34 из воздухозаборной камеры 17. Наружный теплообменный элемент 26 имеет оребрение теплообменных поверхностей из ребер 9.In FIG. 9 shows a heat exchanger 1 without a hopper according to claim 2 of the formula with an inspection hatch 21 and a loading device 2 in the upper part of the furnace 23 and the flow diagram of fuel 25 and gases. High temperature accumulators 10 and storage lining 13 with air inlet channels 19 are shown as well as active lining 11 with gas ducts 12 and a ribbed lining of ribs 9. Grids 15 with openings 14 are located in the lower part of the furnace 23 through which air enters from the ash chamber 16 with the drawer 37 through the adjustment door 24, controlled by the actuator 32 of the controller 31 depending on the temperature of the coolant. A shelf 30 is mounted above the furnace 23, resting on additional heat exchange elements 8 with a ribbed lining of ribs 9 and forming a primary afterburning chamber 7. Above is a sequential afterburning chamber 4, separated by an air distribution chamber 6 with nozzles 5, into which air enters through a vertical channel 34 from the air intake chamber 17. The outer heat exchange element 26 has a fin of heat exchange surfaces from the ribs 9.

На фиг. 10 изображено поперечное сечение колосников 15 в виде двутавров, опирающихся на дополнительный теплообменный элемент 8 с теплоносителем.In FIG. 10 shows a cross section of the grid-irons 15 in the form of I-beams resting on an additional heat-exchange element 8 with a heat carrier.

На фиг. 11 показаны колосники 15 с отсоединяющимся механизмом переворота 35, опирающиеся на дополнительные теплообменные элементы 8.In FIG. 11 shows grates 15 with a detachable flipping mechanism 35, supported by additional heat exchange elements 8.

На фиг. 12 изображена топочная дверка 18 с смотровым окном 36 в топку 23.In FIG. 12 shows a furnace door 18 with a viewing window 36 into the furnace 23.

Работа теплообменного аппарата 1 с каскадом камер дожига и загрузочным устройством 2 в верхней части топки 23 в режиме сжигания топлива 25 осуществляется следующим образом:The operation of the heat exchanger 1 with a cascade of afterburners and a loading device 2 in the upper part of the furnace 23 in the fuel combustion mode 25 is as follows:

Загрузочное устройство 2 обеспечивает в автоматическом режиме непрерывное заполнение топки 23 топливом 25, где оно подвергается розжигу через топочную дверку 18 сухим топливом (фиг. 9). Незаполненные пустоты объема топки 23 являются рабочим объемом теплопередачи, который так же нагревается от сжигания небольшого количества сухого топлива при открытом шибере-клапане 27 и поступлении воздуха через регулировочную дверку 24 из зольной камеры 16 через отверстия 14 в колосниках 15 и каналы для поступления воздуха 19, стимулируя нагрев и горение имеющего пористую структуру сыпучего топлива 25 с образованием продуктов пиролиза в топке 23, что дает начало непрерывной управляемой термохимической реакции окисления органического или синтетического углеродосодержащего сыпучего топлива 25 с целью получения тепловой энергии в режиме горения с пиролизом. Далее в образующихся в объеме сыпучего топлива 25 в топке 23 вокруг накаленных розжигом аккумуляторов высокой температуры 10 и по внутренней поверхности аккумулирующей футеровки 13, имеющих каналы для поступления воздуха 19, локальных реакционных окислительных зонах устанавливается процесс горения с температурой 1000-1300 град. С с передачей части тепла имеющему в своей структуре воздух и находящемуся в непосредственной близости пористому сыпучему топливу 25, что интенсифицирует процесс его автотермического разложения по всему объему топки 23 (фиг. 8, 9). The loading device 2 provides in automatic mode the continuous filling of the furnace 23 with fuel 25, where it is fired through the furnace door 18 with dry fuel (Fig. 9). The empty voids of the furnace volume 23 are the heat transfer volume, which is also heated by burning a small amount of dry fuel with the slide valve 27 open and air entering through the adjustment door 24 from the ash chamber 16 through openings 14 in the grates 15 and air supply channels 19, stimulating the heating and combustion of a porous structure of bulk fuel 25 with the formation of pyrolysis products in the furnace 23, which gives rise to a continuous controlled thermochemical oxidation reaction of organic or thetic carbonaceous particulate fuel 25 to produce combustion heat in the pyrolysis mode. Then, in the bulk fuel 25 formed in the bulk, in the furnace 23 around the ignition-heated high-temperature accumulators 10 and on the inner surface of the accumulating lining 13, having channels for air supply 19, local reaction oxidation zones, a combustion process with a temperature of 1000-1300 degrees is established. C with the transfer of part of the heat to the air having in its structure and being in close proximity to the porous bulk fuel 25, which intensifies the process of its autothermal decomposition throughout the entire volume of the furnace 23 (Fig. 8, 9).

Неокислившиеся в топке 23 твердая и жидкая фракции активного углерода проваливаются на колосники 15, выполнение из жаростойкого материала, способного аккумулировать достаточную для воспламенения топлива 25 тепловую энергию и имеющие вид двутавра для обеспечения одинаковых возможностей при переворачивании элементов колосников 15 механизмом переворота 35 (фиг. 11) при удалении полностью окислившихся шлаков и зольных остатков из топки 23, которые опираются на оребренные ребрами 9 дополнительные теплообменные элементы 8 с теплоносителем для сохранения своей формы (фиг. 10). В условиях недостатка воздуха в реакционной восстановительной зоне, образующейся по слою раскаленного углерода на колосниках 15 при давлении близком к атмосферному проходит процесс восстановления активного углерода в горючие газы (метан, водород) и оксида углерода. Оксид углерода при соединении с парами воды, образующимися при нагреве влажного топлива 25, также образует водород. Образованные при нагреве топлива 25 пиролизные и восстановленные горючие газы, имеющие высокую температуру, выходят к топочной дверке 18 (фиг. 9), снабженной смотровым окном 36 (фиг. 12) для контроля процессов в топке 23 и пропуска дополнительно к поступающему из зольной камеры 16 через отверстия 14 и каналы-газоходы 12 воздуха и воспламеняются, что приводит к дальнейшему нагреву топлива 25 и интенсификации процесса его переработки в тепловую энергию.Solid and liquid fractions of active carbon, which were not oxidized in the furnace 23, fall onto the grates 15, made of a heat-resistant material capable of accumulating thermal energy sufficient to ignite the fuel 25 and having the form of an I-beam to provide the same capabilities when turning the elements of the grid-irons 15 by the turning mechanism 35 (Fig. 11) when removing completely oxidized slag and ash residues from the furnace 23, which are based on finned ribs 9 additional heat exchange elements 8 with a coolant for wounds its shape (Fig. 10). Under conditions of a lack of air in the reaction reduction zone formed by a layer of hot carbon on the grid-irons 15 at a pressure close to atmospheric, the process of reducing active carbon to combustible gases (methane, hydrogen) and carbon monoxide takes place. Carbon monoxide also forms hydrogen when combined with water vapor generated by heating wet fuel 25. The pyrolysis and reduced combustible gases formed by heating the fuel 25 having a high temperature exit to the combustion door 18 (Fig. 9) equipped with an inspection window 36 (Fig. 12) to control the processes in the furnace 23 and pass in addition to coming from the ash chamber 16 through holes 14 and air ducts 12 air and ignite, which leads to further heating of the fuel 25 and the intensification of the process of its conversion into thermal energy.

Процесс высокотемпературного пиролиза и горения топлива 25 с образованием окислов и паров воды создает термохимическую агрессивную среду в топке 23. Установленная в топке 23 аккумулирующая футеровка 13 отделяет топливо 25 от наружного теплообменного элемента 26, обеспечивая прием и распределение высоких температур по своему телу и направляет золу и шлаки через поворотные колосники 15 (фиг. 8) в зольную камеру 16, препятствуя оказанию образующимися из них агрессивными химическими соединениями разрушающего воздействия на элементы теплообменного аппарата 1. Аккумулирующая футеровка 13 выполнена из материала, способного выдерживать и передавать высокие температуры без изменения своих свойств и охлаждается имеющимися в конструкции каналами для поступления воздуха 19 к топливу 25. Поверхности наружного теплообменного элемента 26 так же защищаются активной футеровкой 11, образующей своим профилем каналы-газоходы 12 (фиг. 6) и отделенной от аккумулирующей футеровки 13 каналами для поступления воздуха 19 (фиг. 8). Воспринимаемая от дымовых и пиролизных газов тепловая энергия распределяется по длине профилей активной футеровки 11 со снижением критических температур и передается наружному теплообменному элементу 26 за счет линейной теплопередачи одного тела. Периодически соединенные с телом элементов теплообменного аппарата 1 за одно целое металлические полосы образуют футеровку из ребер 9 (фиг. 6), что дает возможность их защиты самофутерованием при приеме критических температур, а затем распределении их по длине и передаче теплоносителю в наружном теплообменном элементе 26 и оребренным ребрами 9 дополнительным теплообменным элементам 8 (фиг. 5). Имеющие высокую температуру дымовые газы направляются для передачи тепловой энергии теплопринимающим поверхностям теплообменного аппарата 1 через каналы-газоходы 12 (фиг. 9) в элементах активной футеровки 11, камеру первичного дожига горючих газов 7, последовательную камеру дожига 4 и после передачи тепловой энергии при открытом шибере-клапане 27 выходят через дымовую трубу 20 в атмосферу (фиг. 9).The process of high-temperature pyrolysis and combustion of fuel 25 with the formation of oxides and water vapors creates a thermochemical aggressive environment in the furnace 23. The storage lining 13 installed in the furnace 23 separates the fuel 25 from the external heat exchange element 26, ensuring the reception and distribution of high temperatures through its body and directs the ash and slag through the rotary grates 15 (Fig. 8) into the ash chamber 16, preventing the formation of aggressive chemical compounds from them from damaging the heat-exchange elements about the device 1. The storage lining 13 is made of a material that can withstand and transmit high temperatures without changing its properties and is cooled by the channels available in the design for air to enter the fuel 25. The surfaces of the outer heat exchange element 26 are also protected by an active lining 11 forming its profile ducts-ducts 12 (Fig. 6) and separated from the storage lining 13 by channels for air intake 19 (Fig. 8). The thermal energy received from flue and pyrolysis gases is distributed along the length of the profiles of the active lining 11 with a decrease in critical temperatures and is transmitted to the external heat exchange element 26 due to the linear heat transfer of one body. Periodically connected with the body of the elements of the heat exchanger apparatus 1, the metal strips form a lining of ribs 9 in one piece (Fig. 6), which makes it possible to protect them by self-lining at critical temperatures and then distributing them along the length and transferring them to the heat carrier in the outer heat exchange element 26 and finned ribs 9 additional heat transfer elements 8 (Fig. 5). Flue gases having a high temperature are directed to transfer thermal energy to the heat-receiving surfaces of the heat exchanger 1 through gas ducts 12 (Fig. 9) in the elements of the active lining 11, the primary combustible gas afterburner chamber 7, the sequential afterburner chamber 4, and after transferring thermal energy with the gate open the valve 27 exit through the chimney 20 into the atmosphere (Fig. 9).

Для перевода теплообменного аппарата 1 без бункера из режима сжигания топлива 25 в режим переработки сыпучего топлива 25 в горючие газы и их каскадного сжигания прикрытием шибера-клапана 27 и регулировочной дверки 24 в зольную камеру 16 сокращается поступление воздуха и начинается процесс пиролиза при недостатке кислорода в топке 23 (фиг. 9). Стабильность термохимической реакции при низкой теплотворной способности и повышенной влажности сыпучего топлива 25 обеспечивается установленными в топке 23 аккумуляторами высокой температуры 10, аккумулирующей футеровкой 13, колосниками 15, являющимися аккумуляторами высокой температуры, получающими тепловую энергию от горящего сыпучего топлива 25 при только необходимом поступлении воздуха и распределяющими ее по объему топки 23 для получения сыпучим топливом 25 температуры выше 250 градусов С для обеспечения его термического распада при недостатке кислорода и образованию продуктов пиролиза.To transfer the heat exchanger 1 without a hopper from the mode of burning fuel 25 to the mode of processing bulk fuel 25 into combustible gases and cascading them by covering the gate valve 27 and the adjustment door 24 into the ash chamber 16, air intake is reduced and the pyrolysis process begins when there is a lack of oxygen in the furnace 23 (Fig. 9). The stability of the thermochemical reaction at low calorific value and high humidity of bulk fuel 25 is ensured by high temperature accumulators 10 installed in the furnace 23, accumulating lining 13, grid-irons 15, which are high temperature accumulators that receive heat energy from burning bulk fuel 25 with only necessary air intake and distribute its volume of the furnace 23 to obtain bulk fuel 25 temperature above 250 degrees C to ensure its thermal decomposition at lack of oxygen and the formation of pyrolysis products.

Неокислившиеся в топке 23 горючие газы по пустотам и каналам-газоходам 12 (фиг. 8) продвигаются в камеру первичного дожига 7 (фиг. 9) для смешения с поступающим из камеры распределения воздуха 6 в соответствии с установленными в ее сторону жиклерами 5 до 80% всего воздуха, и сжигаются. Камера распределения воздуха 6 (фиг. 7) для дозированной подачи поступающего из воздухозаборной камеры 17 по вертикальному каналу 34 подогретого воздуха разделяет камеру первичного дожига 7 и последовательную камеру дожига 4 (фиг. 9).Non-oxidized combustible gases through voids and ducts 12 (Fig. 8) are moved into the primary afterburner chamber 7 (Fig. 9) for mixing with air 6 coming from the air distribution chamber in accordance with the 5 nozzles installed in its direction, to 80% all air, and burned. The air distribution chamber 6 (FIG. 7) for dosed supply of heated air coming from the air intake chamber 17 along the vertical channel 34 separates the primary afterburning chamber 7 and the sequential afterburning chamber 4 (FIG. 9).

Недоокислевшиеся в камере первичного дожига 7 горючие газы продвигаются в последовательную камеру дожига 4, где так же смешиваются с воздухом, поступающим в нее через жиклеры 5 из камеры распределения воздуха 6 и дожигаются.Flammable gases under-oxidized in the primary afterburning chamber 7 move into the sequential afterburning chamber 4, where they are also mixed with the air entering it through the nozzles 5 from the air distribution chamber 6 and burned out.

Образовавшиеся в объеме топки 23, камере первичного дожига 7, последовательной камере дожига 4 дымовые газы передают тепловую энергию элементам теплообменного аппарата 1, имеющим оребрение всех теплообменных поверхностей в виде периодически соединенных торцами под различными углами с теплообменными поверхностями за одно целое металлических полос-ребер 9 (фиг. 6), а затем выходят в дымовую трубу 20 (фиг. 9).The flue gases formed in the volume of the furnace 23, the primary afterburning chamber 7, and the sequential afterburning chamber 4 transfer heat energy to the elements of the heat exchanger 1 having fins of all heat exchange surfaces in the form of periodically connected ends at different angles with heat exchange surfaces in one piece of metal strip fins 9 ( Fig. 6), and then exit into the chimney 20 (Fig. 9).

Переработка кускового топлива осуществляется аналогично.Lump fuel processing is similar.

Работа теплообменного аппарата 1 с установленным в верхней части загрузочным устройством и газоходами в бункере с конусом, обеспечивающим прохождение топлива в находящуюся под ним топку, а так же установленными над топкой по внутреннему периметру наружного теплообменного элемента образованное поверхностью конуса бункера топлива устройство для каскадного дожига недоокислившихся в топке горючих газов, состоящее из камеры первичного дожига, которая образована полкой топки и вверху нижней панелью с жиклерами камеры распределения воздуха, в которую поступает подогретый воздух из расположенной под зольной камерой воздухозаборной камеры по вертикальному каналу и последовательной камеры дожига горючих пиролизных газов, состоящей из верхней панели с жиклерами камеры распределения воздуха и поверхностей конуса бункера и газохода, в режиме сжигания топлива 25 в топке 23 осуществляется следующим образом:The operation of the heat exchanger 1 with the loading device installed in the upper part and the gas ducts in the hopper with a cone that ensures the passage of fuel into the furnace underneath it, as well as a device for cascading afterburning of under-oxidized fuel formed by the surface of the cone of the fuel hopper above the furnace along the inner perimeter of the external heat exchanger element combustible gas furnace, consisting of a primary afterburner chamber, which is formed by a furnace shelf and at the top of the lower panel with nozzles of the air distribution chamber a, into which heated air enters from the vertical intake channel located under the ash chamber and the sequential chamber for burning combustible pyrolysis gases, consisting of the upper panel with the nozzles of the air distribution chamber and the surfaces of the hopper cone and the gas duct, in the combustion mode 25 in the furnace 23 in the following way:

Автоматизированное загрузочное устройство 2 циклически заполняет образующие при расходе топлива 25 пустоты бункера 22, имеющего по периметру встроенные газоходы 3 а так же камеру первичного дожига 7 и последовательную камеру дожига 4 (фиг. 1), расположенные по контуру периметра конуса 38.The automated loading device 2 cyclically fills the voids of the bunker 22 forming at the fuel consumption of 25, having along the perimeter built-in flues 3 as well as a primary afterburning chamber 7 and a sequential afterburning chamber 4 (Fig. 1) located along the contour of the cone 38.

Затем топливо 25 перемещается в топку 23, где подвергается розжигу через топочную дверку 18 (фиг. 4) сухим кусковым топливом. Незаполненные пустоты объема топки 23 являются рабочим объемом теплопередачи, который нагревается от сжигания небольшого количества сухого топлива при открытом шибере-клапане 27 и поступлении воздуха через открытую регулировочную дверку 24 из зольной камеры 16 через отверстия 14 в колосниках 15 и каналы для поступления воздуха 19 и отводе дымовых газов через каналы-газоходы 12, стимулируя нагрев и горение имеющего пористую структуру сыпучего топлива 25 с образованием продуктов пиролиза в топке 23, что дает начало непрерывной управляемой термохимической реакции окисления органического или синтетического углеродосодержащего сыпучего топлива 25 с целью получения тепловой энергии в режиме горения с пиролизом (фиг. 1-фиг. 3).Then the fuel 25 is transferred to the furnace 23, where it is fired through the furnace door 18 (Fig. 4) with dry lump fuel. The empty voids of the furnace volume 23 are the heat transfer volume that is heated by burning a small amount of dry fuel with the slide valve 27 open and air entering through the open adjustment door 24 from the ash chamber 16 through the openings 14 in the grates 15 and the air inlets 19 and outlet flue gases through ducts-flues 12, stimulating the heating and combustion of a porous structure of bulk fuel 25 with the formation of pyrolysis products in the furnace 23, which gives rise to a continuous controlled thermo nomic oxidation reaction of an organic or synthetic carbonaceous particulate fuel 25 to produce combustion heat in the pyrolysis mode (FIG. 1-FIG. 3).

При работе теплообменного аппарата 1 конус 38 бункера 22 нагревается от прохождения дымовых газов по вмонтированным в него газоходам 3 и камерам дожига, что приводит к первоначальному нагреву топлива 25 в бункере 22 с образованием слоя скольжения из продуктов горящего топлива 25 по наклонной накаленной поверхности конуса 38 бункера 22, способной обеспечить движение топлива 25 в топку 23 без зависания. Далее в образующихся в объеме сыпучего топлива 25 в топке 23 вокруг накаленных розжигом аккумуляторов-проводников высокой температуры 10 и по внутренней поверхности аккумулирующей футеровки 13, выполненных из материала прямоугольных и двутавровых брусков в виде решетки и имеющих каналы для поступления воздуха 19, локальных реакционных окислительных зонах устанавливается процесс горения с температурой до 1300 град. С при передаче части тепла находящемуся в непосредственной близости имеющему в порах структуры воздух сыпучему топливу 25, что интенсифицирует процесс его автотермического разложения по всему объему топки 23. Неокислившиеся в топке 23 твердая и жидкая фракции активного углерода проваливаются на выполненные из способного аккумулировать достаточную для воспламенения топлива 25 тепловую энергию жаростойкого материала, опирающиеся на дополнительные теплообменные элементы 8 с теплоносителем для сохранения своей формы (фиг. 10) колосники 15, имеющие в поперечном сечении вид двутавра для обеспечения одинаковых возможностей при переворачивании элементов колосников 15 имеющим возможность от них отделяться механизмом переворота 35 (фиг. 11) для удаления полностью окислившихся шлаков и зольных остатков из топки 23 в лоток 37 зольной камеры 16. В условиях недостатка воздуха в реакционной восстановительной зоне, образующейся по слою раскаленного углерода на колосниках 15 при давлении близком к атмосферному проходит процесс восстановления активного углерода в горючие газы (метан, водород) и оксида углерода. Оксид углерода при соединении с парами воды, образующимися при нагреве влажного топлива 25, также образует водород. Образованные при нагреве топлива 25 пиролизные, а так же восстановленные горючие газы, имеющие высокую температуру, выходят к топочной дверке 18 (фиг. 9), снабженной смотровым окном 36 (фиг. 12) для контроля процессов в топке 23 и пропуска воздуха дополнительно к поступающему из зольной камеры 16 через отверстия 14 и каналы для поступления воздуха 19 и воспламеняются, что так же приводит к интенсификации процесса горения топлива 25 по всему объему топки 23 (фиг. 4).When the heat exchanger 1 is operating, the cone 38 of the hopper 22 is heated from the passage of flue gases through the mounted flues 3 and the afterburner chambers, which leads to the initial heating of the fuel 25 in the hopper 22 with the formation of a slip layer from the products of the burning fuel 25 along the inclined heated surface of the cone 38 of the hopper 22, capable of providing the movement of fuel 25 into the furnace 23 without hovering. Further, in the bulk fuel 25 formed in the bulk 25 in the furnace 23 around the ignition-accumulated high-temperature battery conductors 10 and along the inner surface of the storage lining 13, made of rectangular and double-tee bars in the form of a lattice and having channels for air supply 19, local reaction oxidizing zones a combustion process is established with a temperature of up to 1300 degrees. C, when part of the heat is transferred to the bulk fuel in the immediate vicinity of the structure having air pores 25, which intensifies the process of its autothermal decomposition over the entire volume of the furnace 23. The solid and liquid fractions of active carbon, which are not oxidized in the furnace 23, fall onto the ones made from the fuel that is able to accumulate enough to ignite 25 thermal energy of the heat-resistant material, based on additional heat exchange elements 8 with a heat carrier to maintain their shape (Fig. 10), grate 15 a cross-sectional view of an I-beam to provide equal opportunities when turning the elements of the grid-irons 15 having the ability to separate the flipping mechanism 35 from them (Fig. 11) to remove completely oxidized slag and ash residues from the furnace 23 into the tray 37 of the ash chamber 16. In the absence of air in the reaction reduction zone formed by a layer of hot carbon on the grid-irons 15 at a pressure close to atmospheric, the process of reduction of active carbon to combustible gases (methane, hydrogen) and carbon monoxide. Carbon monoxide also forms hydrogen when combined with water vapor generated by heating wet fuel 25. The pyrolysis gases formed during heating of the fuel 25, as well as the reduced combustible gases having a high temperature, exit to the furnace door 18 (Fig. 9) equipped with a viewing window 36 (Fig. 12) to control the processes in the furnace 23 and allow air to flow in addition to the incoming from the ash chamber 16 through the holes 14 and the channels for air intake 19 and ignite, which also leads to the intensification of the combustion process of fuel 25 throughout the volume of the furnace 23 (Fig. 4).

Регулировка интенсивности образования тепловой энергии в топке 23 может производится вручную пропуском необходимого воздуха при имеющемся на данный момент разряжении в дымовой трубе 20 регулировочной дверкой 24, или в автоматическом режиме (фиг. 9) приводом 32 регулятора 31 по температуре теплоносителя. Движение воздуха и других газов осуществляется по сообщающимся между собой каналам-газоходам 12 и каналам для поступления воздуха 19.The intensity of the generation of thermal energy in the furnace 23 can be adjusted manually by passing the necessary air when there is currently a discharge in the chimney 20 by the adjustment door 24, or in the automatic mode (Fig. 9) by the drive 32 of the controller 31 for the temperature of the coolant. The movement of air and other gases is carried out through interconnected channels, gas ducts 12 and channels for air 19.

Процесс высокотемпературного пиролиза и горения сыпучего топлива 25 с образованием окислов и паров воды создает термохимическую агрессивную среду в топке 23.The process of high-temperature pyrolysis and combustion of bulk fuel 25 with the formation of oxides and water vapor creates a thermochemical aggressive environment in the furnace 23.

Установленная в топке 23 по контуру периметра наружного теплообменного элемента 26 аккумулирующая футеровка 13 (фиг. 1-фиг. 3) отделяет от него топливо 25, обеспечивая прием и распределение высоких температур по своему телу и направляет золу и шлаки через поворотные колосники 15 (фиг. 1) в лоток 34 зольной камеры 16, препятствуя оказанию образующимся в топке 23 агрессивными химическими соединениями и высокими температурами разрушающего воздействия на элементы теплообменного аппарата 1. Аккумулирующая футеровка 13 выполнена в виде решетки (фиг. 2) из материала прямоугольных и двутавровых брусков, способного выдерживать и передавать высокие температуры без изменения своих свойств и охлаждается имеющимися в ее конструкции каналами для поступления воздуха 19.The storage lining 13 (Fig. 1-Fig. 3) installed in the furnace 23 along the perimeter of the outer heat-exchange element 26 separates fuel 25 from it, providing reception and distribution of high temperatures throughout its body and directs ash and slag through the rotary grates 15 (Fig. 1) in the tray 34 of the ash chamber 16, preventing the formation of aggressive chemical compounds formed in the furnace 23 and high temperatures of destructive effect on the elements of the heat exchanger 1. The storage lining 13 is made in the form of a lattice (Fig. 2) made of m material of rectangular and I-beams, able to withstand and transmit high temperatures without changing its properties and is cooled by the channels for air intake available in its design 19.

Поверхности наружного теплообменного элемента 26 так же защищаются установленной по его периметру активной футеровкой 11 (фиг. 2), образующей своим профилем каналы-газоходы 12 (фиг. 6) и отделенной от аккумулирующей футеровки 13 каналами для поступления воздуха 19 (фиг. 4). Воспринимаемая от дымовых и пиролизных газов тепловая энергия распределяется по длине профилей активной футеровки 11 со снижением критических температур и передается наружному теплообменному элементу 26 за счет линейной теплопередачи одного тела.The surfaces of the outer heat-exchange element 26 are also protected by an active lining 11 (Fig. 2) installed around its perimeter, forming ducts-gas ducts 12 (Fig. 6) with its profile and separated from the storage lining 13 by air channels 19 (Fig. 4). The thermal energy received from flue and pyrolysis gases is distributed along the length of the profiles of the active lining 11 with a decrease in critical temperatures and is transmitted to the external heat exchange element 26 due to the linear heat transfer of one body.

Периодически соединенные с телом элементов теплообменного аппарата 1 за одно целое металлические полосы образуют оребрение и ребристую футеровку из ребер 9 (фиг. 6), имеющих похожую конструкцию. Горизонтальное и вертикальное оребрение выполняет функцию повышения эффективности передачи образованной в топке 23 тепловой энергии теплоносителю теплообменного аппарата 1 при отсутствии необходимости защиты этих теплообменных поверхностей от разрушающих воздействий, а ребристая футеровка кроме их защиты так же способствует эффективности передачи образованной в топке 23 тепловой энергии теплоносителю теплообменного аппарата 1 через наружный теплообменный элемент 26 и дополнительные теплообменные элементы 8 (фиг. 5).Periodically connected to the body of the elements of the heat exchanger 1 in one piece, the metal strips form a ribbing and ribbed lining of the ribs 9 (Fig. 6) having a similar design. Horizontal and vertical fins perform the function of increasing the efficiency of transferring the thermal energy generated in the furnace 23 to the heat transfer medium of the heat exchanger 1 in the absence of the need to protect these heat exchange surfaces from damaging effects, and the ribbed lining, in addition to protecting them, also contributes to the efficiency of transferring the thermal energy generated in the furnace 23 to the heat transfer medium of the heat exchanger 1 through an external heat exchange element 26 and additional heat exchange elements 8 (FIG. 5).

Имеющие высокую температуру дымовые газы из топки 23 направляются для передачи тепловой энергии дополнительным теплообменным элементам 8, а так же наружному теплообменному элементу 26, которые своей имеющей ребристую футеровку из ребер 9 внутренней поверхностью образуют боковые стенки камеры первичного дожига 7, последовательной камеры дожига 4 и газоходов 3 (фиг. 1), через которые после передачи тепловой энергии при открытом шибере-клапане 27 и возможном применении дымососа выходят через дымовую трубу 20 в атмосферу (фиг. 4) с минимальным содержанием вредных веществ. Для быстрого сброса давления взрывной вспышки в топке 23 нижняя лопасть шибера-клапана 27, прикрепленная на шарнире, открывается в дымовую трубу 20.High-temperature flue gases from the furnace 23 are directed to transfer heat energy to additional heat-exchange elements 8, as well as to the external heat-exchange element 26, which with their ribbed lining from the ribs 9, the inner surface form the side walls of the primary afterburner chamber 7, the sequential afterburner chamber 4 and gas ducts 3 (Fig. 1), through which, after the transfer of thermal energy with the open gate valve 27 and the possible use of a smoke exhauster, they exit through the chimney 20 to the atmosphere (Fig. 4) with a minimum of zhaniem harmful substances. To quickly relieve the pressure of the explosive flash in the furnace 23, the lower blade of the gate valve 27, mounted on a hinge, opens into the chimney 20.

Поступление излишнего воздуха в топку 23 так же предотвращается регулятором шибера 33, имеющим датчики анализа среды в трубе 20, уменьшением уноса тепловой энергии и горючих газов изменением проходного отверстия дымовой трубы 20 шибер-клапаном 27 в зависимости от температуры и состава дымовых газов, которые так же не должны иметь кислорода, чем достигается поступление только необходимого для горения воздуха в топку 23. Шибер-клапан 27 имеет ручку, за которую можно вручную устанавливать его положение и требуемый режим работы топки 23.Excess air entering the furnace 23 is also prevented by the gate regulator 33, which has sensors for analyzing the environment in the pipe 20, by reducing the entrainment of thermal energy and combustible gases by changing the passage opening of the chimney 20 by the gate valve 27, depending on the temperature and composition of the flue gases, which also must not have oxygen, which ensures the flow of only the necessary combustion air into the furnace 23. The gate valve 27 has a handle for which you can manually set its position and the required operating mode of the furnace 23.

Для перевода теплообменного аппарата 1 из режима сжигания в режим переработки сыпучего топлива 25 в горючие газы с последующим каскадным сжиганием в камерах дожига регулировочная дверка 24 в зольную камеру 16 прикрывается для блокирования поступления излишнего воздуха и начала процесса пиролиза при недостатке кислорода в топке 23. Так же прикрытием шибера-клапана 27 ограничивается возможность прохода газов в дымовую трубу 20 в обоих направлениях (фиг. 3). Этим обеспечивается приближение процесса окисления топлива 25 к балансу стехиометрической реакции с поступлением только необходимого воздуха в топке 23 с минимальным уносом из объема теплообменного аппарата 1 тепловой энергии и образующихся продуктов окисления. Образование отрицательного давления (до -0,3 атм.) при реакции окисления топлива 25 в топке 23 приводит к движению воздуха только в направлении топки 23, что образует процесс поступления только необходимого воздуха для горения или пиролиза топлива 25. Стабильность пиролиза сыпучего топлива 25 с образованием горючих газов при низкой теплотворной способности и повышенной влажности обеспечивается установленными в топке 23 аккумуляторами высокой температуры 10, аккумулирующей футеровкой 13, колосниками 15, являющимися аккумуляторами высокой температуры, получающими тепловую энергию от горящего сыпучего топлива 25 и распределяющими по всему объему топки 23 температуры его термического распада. При снижении требуемой температуры в теплообменном аппарате 1 привод 32 регулятора 31 открывает регулировочную дверку 24, увеличивая подачу воздуха, чем усиливается процесс выработки тепловой энергии в топке 23.To transfer the heat exchanger 1 from the combustion mode to the processing of bulk fuel 25 into combustible gases, followed by cascade burning in the afterburner, the adjustment door 24 to the ash chamber 16 is covered to block excess air and start the pyrolysis process when there is a lack of oxygen in the furnace 23. Also by covering the gate valve 27, the possibility of the passage of gases into the chimney 20 in both directions is limited (Fig. 3). This ensures that the process of oxidation of the fuel 25 is brought closer to the balance of the stoichiometric reaction with the intake of only the necessary air in the furnace 23 with minimal entrainment of heat energy and the resulting oxidation products from the volume of the heat exchanger 1. The formation of negative pressure (up to -0.3 atm) during the oxidation of the fuel 25 in the furnace 23 leads to the movement of air only in the direction of the furnace 23, which forms the process of entering only the necessary air for combustion or pyrolysis of the fuel 25. The stability of the pyrolysis of bulk fuel 25 s the formation of combustible gases at low calorific value and high humidity is provided by high temperature accumulators 10 installed in the furnace 23, accumulating lining 13, grid-irons 15, which are high-temperature accumulators tours receiving heat from the burning fuel 25 and bulk distributed throughout the volume of the firebox 23 of its thermal decomposition temperature. When lowering the required temperature in the heat exchanger 1, the drive 32 of the controller 31 opens the adjustment door 24, increasing the air supply, which enhances the process of generating thermal energy in the furnace 23.

При нагревании теплообменного аппарата 1 до заданных значений привод 32 регулятора 31 закрывает регулировочную дверку 24, что приводит к выгоранию кислорода и его недостатку в топке 23.When heating the heat exchanger apparatus 1 to the specified values, the drive 32 of the controller 31 closes the adjustment door 24, which leads to the burning of oxygen and its lack in the furnace 23.

Так же регулятором шибера 33 осуществляется прикрытие шибером-клапаном 27 дымовой трубы 20 при сверхнормативной температуре уходящих дымовых газов. Дожиг пиролизных газов осуществляется каскадным методом с применением нескольких камер дожига, расположенных последовательно. Опирающаяся на оребренные ребрами 9 дополнительные теплообменные элементы 8 (фиг. 1) камера первичного дожига 7 расположена по периметру имеющего внутренний проход для свободного продвижения топлива 25 конуса 38 бункера 22 в верхней части топки 23. Образовавшиеся в топке 23 горючие газы по пустотам и каналам-газоходам 12 продвигаются в камеру первичного дожига 7, где смешиваются с большей частью поступающего через жиклеры 5 из находящейся над ней камеры распределения воздуха 6 и сжигаются (фиг 3). Камера распределения воздуха 6 установлена для поступления за счет образующегося при выгорании кислорода в топке 23 разряжения (до - 0,3 атм.) из воздухозаборной камеры 17 по вертикальному каналу 34 подогретого воздуха в количестве до 80% в камеру первичного дожига 7 и около 20% в последовательную камеру дожига 4 в зависимости от количества установленных в направлении каждой камеры жиклеров 5, разделяя их. Недоокислившиеся в камере первичного дожига 7 горючие газы продвигаются в последовательную камеру дожига 4, где так же смешиваются с воздухом, поступающим через жиклеры 5 из камеры распределения воздуха 6 и дожигаются. Образовавшиеся в объеме топки 23, камере первичного дожига 7, последовательной камере дожига 4 дымовые газы передают тепловую энергию имеющим оребрение и ребристую футеровку из ребер 9 элементам теплообменного аппарата 1, а затем выходят через газоходы 3 в бункере 22 в дымовую трубу 20 (фиг. 3), причем при наличии в них горючих газов больше установленного количества для их более полного дожига регулятор шибера 33 прикрывает дымовую трубу 20 шибером-клапаном 27, который так же обеспечивает свободный проход газов при взрывной вспышке в топке 23.Also, the gate controller 33 is used to cover the chimney valve 27 of the chimney 20 at an excess temperature of the flue gases. The pyrolysis gases are burned in a cascade manner using several afterburners arranged in series. Leaning on additional heat-exchange elements 8, finned by ribs 9 (Fig. 1), the primary afterburning chamber 7 is located around the perimeter of the cone 38 of the hopper 22 in the upper part of the furnace 23, which has an internal passage for free movement of fuel 25; combustible gases formed in the furnace 23 through voids and channels the gas ducts 12 are advanced into the primary afterburner chamber 7, where they are mixed with the greater part of the air distribution chamber 6 coming through the jets 5 from above and burned (FIG. 3). The air distribution chamber 6 is installed for intake due to the pressure generated during burnout of the oxygen in the furnace 23 (up to - 0.3 atm.) From the intake chamber 17 through the vertical channel 34 of heated air in an amount of up to 80% to the primary afterburner 7 and about 20% into the sequential afterburner 4, depending on the number of nozzles 5 installed in the direction of each chamber, separating them. Combustible gases that are not oxidized in the primary afterburning chamber 7 move into the sequential afterburning chamber 4, where they are also mixed with the air entering through the nozzles 5 from the air distribution chamber 6 and burned out. The flue gases formed in the volume of the furnace 23, the primary afterburning chamber 7, and the sequential afterburning chamber 4 transfer heat energy to the elements of the heat exchanger 1 having fins and ribbed lining 9, and then exit through the flues 3 in the hopper 22 to the chimney 20 (Fig. 3 ), and if there is more than a set amount of combustible gases in them for their more complete burn-out, the gate regulator 33 covers the chimney 20 with a gate valve 27, which also provides free passage of gases during an explosive flash in the furnace 23.

Все операции по управлению режимами работы теплообменного аппарата 1 могут осуществляться вручную оператором.All operations to control the operating modes of the heat exchanger 1 can be carried out manually by the operator.

Claims (6)

1. Теплообменный аппарат с футерованной топкой для переработки твердых, сыпучих видов топлива и отходов в тепловую энергию, снабженный приборами контроля и механизмами управления, с аналогичным конфигурации основания различной геометрической формы наружным теплообменным элементом с верхом и боковыми поверхностями из огибающих меньший контур больших металлических листов с имеющимся между листами пространством для циркуляции жидкостей или газов и соединенных между собой за одно целое, обеспечивающими теплообмен, герметичность и неизменяемость конструкции с технологическими проемами и патрубками для подвода и отвода теплоносителя металлическими полосами-ребрами, имеющий над топкой с верхним загрузочным устройством каскад камер дожига недоокислившихся в топке горючих газов, состоящий из камеры первичного дожига с имеющей температуру воспламенения горючих газов полкой топки внизу и вверху нижней сменной панелью с жиклерами камеры распределения воздуха, в которую поступает подогретый воздух из расположенной под зольной камерой воздухозаборной камеры по вертикальному каналу, а также камеры последовательного дожига горючих пиролизных газов, образованной верхней панелью с жиклерами камеры распределения воздуха снизу и стенками и верхом поверхностей наружного теплообменного элемента, с топочной дверкой в нижней части топки для загрузки и розжига топлива, регулирования процесса горения и чистки колосников, имеющих необходимую массу для аккумулирования достаточного количества тепловой энергии для стабильного поддержания температуры воспламенения расположенного на них топлива и являющихся также распределителями только необходимого количества воздуха, дозируемого регулировочной дверкой находящейся под топкой зольной камеры, и содержащий аккумуляторы высокой температуры с каналами для поступления воздуха, отличающийся тем, что имеет ребристую футеровку в виде выполненных за одно целое с телом теплообменных элементов периодически расположенных к ним торцем металлических полос-ребер для защиты элементов теплообменного аппарата путем линейной теплопередачи и обеспечения их неизменяемости самофутерованием;1. A heat exchanger with a lined firebox for processing solid, bulk fuels and waste into heat energy, equipped with control devices and control mechanisms, with a similar base configuration of various geometric shapes, an external heat exchanger element with a top and side surfaces from envelopes, a smaller outline of large metal sheets with the space available between the sheets for the circulation of liquids or gases and interconnected as a whole, providing heat transfer, tightness and removability of the design with technological openings and nozzles for supplying and discharging the coolant with metal strips-ribs, having a cascade of combustors under-oxidized in the furnace of combustible gases above the firebox with the upper loading device, consisting of a primary burn-out chamber with an ignition temperature of combustible gases with the firebox bottom and top lower interchangeable panel with jets of the air distribution chamber, into which heated air enters vertically from the air intake chamber located under the ash chamber the main channel, as well as the chamber for the sequential afterburning of combustible pyrolysis gases, formed by the upper panel with the nozzles of the air distribution chamber below and the walls and the top of the surfaces of the external heat exchange element, with a furnace door in the lower part of the furnace for loading and igniting fuel, regulating the combustion process and cleaning the grate, having the necessary mass for accumulating a sufficient amount of thermal energy for stable maintenance of the ignition temperature of the fuel located on them and being so e distributors only the necessary amount of air dosed by the adjustment door located under the ash chamber fire chamber and containing high-temperature batteries with channels for air intake, characterized in that it has ribbed lining in the form of metal heat exchanging elements periodically arranged with one end of them strip-ribs to protect the elements of the heat exchanger by linear heat transfer and ensure their immutability by self-lining; оребрение теплообменных поверхностей в виде периодически соединенных торцами под различными углами за одно целое с теплообменными поверхностями металлических полос-ребер для увеличения площади теплопередачи произведенной в топке тепловой энергии через теплообменные поверхности циркулирующему в теплообменном аппарате теплоносителю.finning of heat-exchange surfaces in the form of periodically connected by ends at various angles in one piece with the heat-exchange surfaces of metal strip-ribs to increase the heat transfer area of the heat energy produced in the furnace through the heat-exchange surfaces to the coolant circulating in the heat exchanger. 2. Теплообменный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что имеет устанавливаемые для обеспечения неизменяемости и длительной работоспособности конструкций теплообменного аппарата дополнительные теплообменные элементы с теплоносителем.2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that it has additional heat exchanger elements with a heat carrier that are installed to ensure the immutability and long-term performance of the structures of the heat exchanger. 3. Теплообменный аппарат по п. 2, отличающийся тем, что имеет выполненные из способного выдерживать воздействие высоких температур и агрессивных сред без изменения своих свойств материала при восприятии высоких температур сжигаемого топлива, их передаче и распределении тепловой энергии аккумулирующую футеровку в виде решетки из брусков с каналами по периметру топки и контуру наружного теплообменного элемента.3. The heat exchanger according to claim 2, characterized in that it is made of a material capable of withstanding the effects of high temperatures and aggressive media without changing its material properties while absorbing high temperatures of the fuel burned, transferring them and distributing thermal energy, an accumulating lining in the form of a grid of bars with channels along the perimeter of the furnace and the contour of the external heat exchange element. 4. Теплообменный аппарат по п. 3, отличающийся тем, что имеет также активную футеровку из соединенных за одно целое с теплообменными поверхностями теплообменного аппарата металлических профилей, образующих охлаждаемые поступлением воздуха к сыпучему топливу каналы-газоходы для перемещения горючих пиролизных газов и отвода продуктов горения.4. The heat exchanger according to claim 3, characterized in that it also has an active lining of metal profiles connected in one piece with the heat exchange surfaces of the heat exchanger apparatus, forming ducts and ducts cooled by the flow of air to the bulk fuel for conveying combustible pyrolysis gases and removing combustion products. 5. Теплообменный аппарат с топкой по п. 4, отличающийся тем, что имеет в верхней части загрузочное устройство и газоходы в бункере с конусом, обеспечивающим прохождение топлива в находящуюся под ним топку, а также установленные над топкой по внутреннему периметру наружного теплообменного элемента образованные поверхностью конуса бункера топлива устройство для каскадного дожига недоокислившихся в топке горючих газов, состоящее из камеры первичного дожига, которая образована полкой топки и вверху нижней панелью с жиклерами камеры распределения воздуха, в которую поступает подогретый воздух из расположенной под зольной камерой воздухозаборной камеры по вертикальному каналу и последовательной камеры дожига горючих пиролизных газов, состоящей из верхней панели с жиклерами камеры распределения воздуха и поверхностей конуса бункера и газохода.5. A heat exchanger with a furnace according to claim 4, characterized in that it has a loading device in the upper part and flues in a hopper with a cone that allows fuel to pass into the furnace below it, and also formed by a surface above the furnace along the inner perimeter of the external heat exchanger element cone of the fuel hopper, a device for the cascade afterburning of flammable gases unoxidized in the furnace, consisting of the primary afterburner chamber, which is formed by the furnace shelf and at the top of the lower panel with the nozzles of the distribution chamber air supply, into which heated air enters from the vertical intake channel located under the ash chamber and a sequential chamber for burning combustible pyrolysis gases, consisting of an upper panel with nozzles of the air distribution chamber and the surfaces of the hopper cone and the gas duct.

Images