RU2586638C1 - Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases - Google Patents

Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases Download PDF

Info

Publication number
RU2586638C1
RU2586638C1 RU2015113881/03A RU2015113881A RU2586638C1 RU 2586638 C1 RU2586638 C1 RU 2586638C1 RU 2015113881/03 A RU2015113881/03 A RU 2015113881/03A RU 2015113881 A RU2015113881 A RU 2015113881A RU 2586638 C1 RU2586638 C1 RU 2586638C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
isolated
main stream
area
main
Prior art date
Application number
RU2015113881/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артур Павлович Ферингер
Original Assignee
Артур Павлович Ферингер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Артур Павлович Ферингер filed Critical Артур Павлович Ферингер
Priority to RU2015113881/03A priority Critical patent/RU2586638C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586638C1 publication Critical patent/RU2586638C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J11/00—Devices for conducting smoke or fumes, e.g. flues 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
    • F24B7/00—Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for convection heating 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

FIELD: design of furnaces; methods of fuel combustion.
SUBSTANCE: method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases consists in turbulization of the main flow and mixing of boundary laminar sublayer with the main flow. Main flow of furnace gases passing through the furnace tube with an inlet and outlet parts is decelerated in an expander with a passage area exceeding the passage area of the main stream, after which the said flow is divided into several streams isolated from each other, while the total area of the said flows is equal to or exceeding the area of the main stream. Every isolated flow in the channel is revolved by fitting a swirler in the channel. After that, the isolated flows are connected in an accumulator with a passage area exceeding the passage area of the main stream, the formed by main flow is turbulized due to residual rotation of the isolated streams having arrived into the accumulator, after which the main flow of furnace gases is directed from the accumulator into the outlet part of the tube.
EFFECT: higher heat emission of furnace by lowering temperature of exhaust flue gases.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям печей и способам сжигания топлива и может быть использовано при разработке печей для сжигания любого вида топлива.The invention relates to designs of furnaces and methods of burning fuel and can be used in the development of furnaces for burning any type of fuel.

Известно устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания (патент RU 2276755, МПК: F24B 5/00, F23J 15/00, опубл. 20.05.2006).A device for afterburning flue gases of a furnace, comprising a housing, a furnace, a chimney, a source of superheated steam and a flue gas afterburner in the form of a pipe located in the furnace and connected at one end to the chimney and the other to a vortex generator and air duct, while the source is overheated the steam is connected to the flue gas afterburner by means of a pipe equipped with a vapor atomizer (s) installed (s) inside the afterburner tube (patent RU 2276755, IPC: F24B 5/00, F23J 15/00, published on 05/20/2006).

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи, значительная температура выходящих продуктов сгорания топлива в печи.Its disadvantage is the low energy performance of the furnace, a significant temperature of the exhaust products of fuel combustion in the furnace.

Известно устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания, при этом источник перегретого пара выполнен в виде камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, расположенной над топкой и снабженной влагоподающим устройством и выпускной трубой, при этом источник перегретого пара содержит дополнительный вихреобразователь, установленный с торца выпускной трубы, расположенной в топке или над топкой с возможностью выхода пара через отверстие в ней, и распылитель(и) в трубу камеры дожигания дымовых газов.A device for afterburning flue gases of a furnace, comprising a housing, a furnace, a chimney, a source of superheated steam and a flue gas afterburner in the form of a pipe located in the furnace and connected at one end to the chimney and the other to a vortex generator and air duct, while the source is overheated the steam is connected to the flue gas afterburner by means of a pipe equipped with steam atomizer (s) installed (and) inside the afterburner tube, while the source of superheated steam is made in the form of a chamber with heat storage a load located above the furnace and equipped with a moisture supply device and an exhaust pipe, while the source of superheated steam contains an additional vortex generator installed from the end of the exhaust pipe located in the furnace or above the furnace with the possibility of steam leaving through the hole in it, and a spray gun (s) into the pipe flue gas afterburners.

Известен способ дожигания дымовых газов, реализуемый при помощи указанного устройства, при использовании которого дымовые газы, образующиеся при сгорании топлива в топке, и подогретый воздух с помощью вихреобразователей закручивают в одну и ту же сторону и направляют в камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, воду подают в камеру с теплоаккумулирующей загрузкой, где производят парообразование, полученный пар подают в разогретую выпускную трубу, предварительно закрутив в дополнительном вихреобразователе, полученный после прохождения выпускной трубы перегретый пар подают через тангенциально установленные распылители в трубу камеры дожигания в направлении, совпадающем с направлением закрутки и перемещения дымовых газов и подогретого воздуха в трубе камеры дожигания (патент РФ №2419747, заявка №2009145534/03 от 08.12.2009, МПК: F24B 5/00, F23J 15/00 - прототип)A known method of afterburning flue gases, implemented using the specified device, using which the flue gases generated during the combustion of fuel in the furnace and heated air with the help of vortex generators are twisted in the same direction and sent to the flue gas afterburner in the form of a pipe, water fed into a chamber with heat storage loading, where steam is produced, the resulting steam is fed into a heated exhaust pipe, having previously been twisted in an additional vortex generator obtained after passage The exhaust pipe is supplied with superheated steam through tangentially mounted nozzles into the afterburner tube in the direction coinciding with the direction of swirling and movement of flue gases and heated air in the afterburner tube (RF patent No. 2419747, application No. 20099145534/03 dated 08.12.2009, IPC: F24B 5/00, F23J 15/00 - prototype)

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи, значительная температура выходящих продуктов сгорания топлива в печи, сложность конструкции.Its disadvantage is the low energy performance of the furnace, the significant temperature of the exhaust products of fuel combustion in the furnace, the complexity of the design.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа повышения теплоотдачи печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов.The task of the invention is to remedy these disadvantages and create a method of increasing the heat transfer of the furnace by lowering the temperature of the exhaust flue gases.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе повышения эффективности теплоотдачи печных газов, заключающемся в турбулизации основного потока и перемешивании пограничного ламинарного подслоя с основным потоком, согласно изобретению основной поток печных газов, проходящий через печную трубу, имеющую входную и выходную части, замедляют в расширителе, имеющем проходную площадь, превышающую площадь проходного сечения основного потока, затем указанный поток разделяют на несколько изолированных друг от друга потоков, при этом обеспечивают суммарную площадь упомянутых потоков равной или превышающей площадь основного потока, при этом каждому изолированному потоку в канале сообщают вращательное движение путем установки в канале завихрителя, после чего изолированные потоки соединяют в накопителе, имеющем проходную площадь, превышающую площадь проходного сечения основного потока, дополнительно турбулизируют образованный основной поток за счет остаточного вращения изолированных потоков, поступивших в накопитель, после чего основной поток печных газов направляют из накопителя в выходную часть трубы.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed method of increasing the heat transfer efficiency of the furnace gases, which consists in turbulizing the main stream and mixing the boundary laminar sublayer with the main stream, according to the invention, the main furnace gas stream passing through the chimney having input and output parts is slowed down a reamer having a flow area greater than the flow area of the main stream, then the specified stream is divided into several isolated from each other stream c, at the same time, the total area of the mentioned flows is equal to or greater than the area of the main stream, while each isolated stream in the channel is informed of rotational motion by installing a swirler in the channel, after which the isolated streams are connected in a drive having a passage area exceeding the area of the main flow passage section additionally turbulize the formed main stream due to the residual rotation of the isolated streams received in the drive, after which the main stream of furnace scratch fed from the hopper to the outlet of the pipe.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана печь с предложенной трубой, на фиг. 2 - вид сбоку предложенной трубы в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - поперечное сечение предложенной трубы.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a furnace with the proposed pipe, FIG. 2 is an enlarged side view of the proposed pipe; FIG. 3 is a cross section of the proposed pipe.

Предложенный способ может быть реализован в печи, имеющей следующую конструкцию.The proposed method can be implemented in a furnace having the following design.

Дымовая труба для печи содержит вертикально ориентированный корпус 1, состоящий из нижней входной части 2 и верхней выходной 3. В центральной части корпуса 1 трубы ее нижняя входная 2 и верхняя выходная части 3 соединены между собой при помощи нескольких изолированных друг от друга каналов 4 круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Каналы 4 установлены в ступенчатых расширениях 5 и 6, выполненных на частях трубы 2 и 3 соответственно. В каждом канале 4 установлен завихритель 7, представляющий собой полосу металла, сдеформированную путем вращения ее концов в противоположные стороны. Труба устанавливается на печь 8.The chimney for the furnace contains a vertically oriented housing 1, consisting of a lower inlet part 2 and an upper outlet 3. In the central part of the pipe body 1, its lower inlet 2 and upper outlet part 3 are interconnected by means of several round cross channels 4 isolated from each other sections with a total passage area equal to or greater than the passage area of the chimney. Channels 4 are installed in step extensions 5 and 6, made on pipe parts 2 and 3, respectively. In each channel 4, a swirler 7 is installed, which is a strip of metal deformed by rotating its ends in opposite directions. The pipe is installed on the furnace 8.

Предложенный способ может быть реализован в указанной печи следующим образом.The proposed method can be implemented in the specified furnace as follows.

Поток продуктов сгорания топлива, сжигаемого в печи 8, поступает в нижнюю входную часть 2 и поднимается вверх, к ступенчатому расширению 5. В ступенчатом расширении 5 поток продуктов сгорания разделяют по каналам 4 и направляют далее, к ступенчатому расширению 6 верхней выходной части 3 трубы. При прохождении завихрителей 7 продукты сгорания приобретают вращательное движение и поступают в ступенчатое расширение 6. При вращении продуктов сгорания происходит разрушение ламинарного слоя, образовывающегося у стенок каналов 4 и верхней выходной части 3 дымовой трубы. Разрушение ламинарного слоя приводит к интенсификации теплообмена между потоком горячих продуктов сгорания топлива и частями трубы, последующему повышению температуры стенок трубы и соответственно улучшению условий прогревания помещения, в котором установлена печь.The flow of combustion products of fuel burned in the furnace 8 enters the lower inlet part 2 and rises upward to stepwise expansion 5. In the stepwise expansion 5, the flow of combustion products is separated along the channels 4 and then directed to the stepwise expansion 6 of the upper outlet part 3 of the pipe. With the passage of the swirls 7, the combustion products acquire a rotational motion and enter a stepwise expansion 6. When the combustion products rotate, the laminar layer formed at the walls of the channels 4 and the upper outlet part 3 of the chimney is destroyed. The destruction of the laminar layer leads to the intensification of heat transfer between the flow of hot products of fuel combustion and parts of the pipe, a subsequent increase in the temperature of the pipe walls and, accordingly, improvement of the heating conditions of the room in which the furnace is installed.

Проведенные испытания полноразмерной печи с предложенной трубой подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений. При испытаниях печи с обычной трубой разница температур потока продуктов сгорания топлива на входе и выходе из трубы составила примерно 50°С, в то время как при испытаниях печи с предложенной трубой упомянутая разница температур на входе и выходе составила примерно 250°С. Увеличение разницы температур примерно в 5 раз свидетельствует о значительном улучшении условий теплообмена между нагревательными элементами печи, в частности трубой, и потоком продуктов сгорания.The tests of a full-sized furnace with the proposed pipe confirmed the correctness of the laid design and technological solutions. When testing a furnace with a conventional pipe, the temperature difference between the flow of products of fuel combustion at the inlet and outlet of the pipe was approximately 50 ° C, while when testing a furnace with the proposed pipe, the mentioned temperature difference at the inlet and outlet was approximately 250 ° C. An increase in the temperature difference of about 5 times indicates a significant improvement in the heat transfer conditions between the heating elements of the furnace, in particular the pipe, and the flow of combustion products.

Использование предложенного технического решения позволит повысить теплоотдачу печи путем понижения температуры выходящих дымовых газов.Using the proposed technical solution will increase the heat transfer of the furnace by lowering the temperature of the exhaust flue gases.

Claims (1)

Способ повышения эффективности теплоотдачи печных газов, заключающийся в турбулизации основного потока и перемешивании пограничного ламинарного подслоя с основным потоком, характеризующийся тем, что основной поток печных газов, проходящий через печную трубу, имеющую входную и выходную части, замедляют в расширителе, имеющем проходную площадь, превышающую площадь проходного сечения основного потока, затем указанный поток разделяют на несколько изолированных друг от друга потоков, при этом обеспечивают суммарную площадь упомянутых потоков равной или превышающей площадь основного потока, при этом каждому изолированному потоку в канале сообщают вращательное движение путем установки в канале завихрителя, после чего изолированные потоки соединяют в накопителе, имеющем проходную площадь, превышающую площадь проходного сечения основного потока, дополнительно турбулизируют образованный основной поток за счет остаточного вращения изолированных потоков, поступивших в накопитель, после чего основной поток печных газов направляют из накопителя в выходную часть трубы. A method of increasing the heat transfer efficiency of furnace gases, which consists in turbulizing the main stream and mixing the boundary laminar sublayer with the main stream, characterized in that the main stream of furnace gases passing through the furnace pipe having inlet and outlet parts is slowed down in an expander having a passage area exceeding the flow area of the main stream, then the specified stream is divided into several isolated from each other streams, while providing a total area referred to currents equal to or greater than the area of the main stream, while each isolated stream in the channel is informed of rotational movement by installing a swirler in the channel, after which the isolated streams are connected in a drive having a passage area exceeding the area of the main flow passage section, the formed main stream is additionally turbulent due to the residual rotation of the isolated flows entering the accumulator, after which the main stream of furnace gases is directed from the accumulator to the outlet of the pipe.
RU2015113881/03A 2015-04-14 2015-04-14 Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases RU2586638C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015113881/03A RU2586638C1 (en) 2015-04-14 2015-04-14 Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015113881/03A RU2586638C1 (en) 2015-04-14 2015-04-14 Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2586638C1 true RU2586638C1 (en) 2016-06-10

Family

ID=56115541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015113881/03A RU2586638C1 (en) 2015-04-14 2015-04-14 Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2586638C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2099972A (en) * 1981-05-29 1982-12-15 Mariani Battista Spa A chimney having smoke conduits consisting of suspended sections connected by joints
RU2276755C1 (en) * 2004-11-10 2006-05-20 Владимир Александрович Степанов Furnace, air duct, and chimney
RU2419747C1 (en) * 2009-12-08 2011-05-27 Владимир Александрович Степанов Device for afterburning of flue gas of stove and method for it
RU2490550C2 (en) * 2011-03-15 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Завод "Ферингер и К" Method for supply and heating of steam
RU2490548C2 (en) * 2011-03-15 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Завод "Ферингер и К" Stack
RU145321U1 (en) * 2014-04-29 2014-09-20 Алексей Витальевич Масютин CHIMNEY

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2099972A (en) * 1981-05-29 1982-12-15 Mariani Battista Spa A chimney having smoke conduits consisting of suspended sections connected by joints
RU2276755C1 (en) * 2004-11-10 2006-05-20 Владимир Александрович Степанов Furnace, air duct, and chimney
RU2419747C1 (en) * 2009-12-08 2011-05-27 Владимир Александрович Степанов Device for afterburning of flue gas of stove and method for it
RU2490550C2 (en) * 2011-03-15 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Завод "Ферингер и К" Method for supply and heating of steam
RU2490548C2 (en) * 2011-03-15 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью Завод "Ферингер и К" Stack
RU145321U1 (en) * 2014-04-29 2014-09-20 Алексей Витальевич Масютин CHIMNEY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104633655B (en) Utilize the ultralow nitrogen oxide burning equipment and its method of operation of the interior recirculation of burning gases
RU2589587C1 (en) Burner for gaseous fuel with high energy saving and combustion efficiency with low emission of pollutants and high heat transfer
RU2642971C1 (en) Location of combustion chamber burners
WO2010108386A1 (en) Pulverized coal concentrating device and pulverized coal burner including same
US20190093948A1 (en) Burner unit and device for the temperature control of objects
EP0193601A1 (en) Method and apparatus for conducting a substantially isothermal combustion process in a combustor
RU2514575C1 (en) Boiler with circulating layer
RU2016111620A (en) METHOD FOR CARRYING OUT THE COMBUSTION PROCESS IN FURNACE INSTALLATIONS WITH A GRAVE GRID, AND ALSO A FURNACE INSTALLATION WITH A GRAVE GRID
US9945555B2 (en) Multi-air chamber burner with swirl generator
EP3563095B1 (en) Boiler for generating hot water or steam
RU2586638C1 (en) Method of increasing efficiency of heat emission of furnace gases
JP2017044391A (en) Air flue structure of combustion apparatus
CN105889980A (en) Novel Method For Air Entry In Liner To Reduce Water Requirement To Control Nox
RU2582136C1 (en) Flue for furnace
RU2586642C1 (en) Flue for furnace
RU2586641C1 (en) Flue for furnace
JP5865970B2 (en) Improved intake arrangement in a gas turbine power plant.
KR102055182B1 (en) The industrial boiler system with roaster of two way pipe type and tube header
CN107702134A (en) Air preheater and its four points of storehouse method of ventilations
RU2585771C1 (en) Flue for furnace
RU159497U1 (en) GAS AIR HEATER
RU2499187C1 (en) Flame-tube hot-water boiler
RU2682214C1 (en) Recuperative burner unit
RU2419747C1 (en) Device for afterburning of flue gas of stove and method for it
CN105864814B (en) High-efficiency cyclone superposing type combustion furnace