Способ сжигания твердого топлива и печь для осуществления способа

(51) 24 9/00 (2010.01) 24 13/00 (2010.01) 23 1/10 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ колосниковых решеток, а за счет увеличения его толщины и соответственно увеличению доли объемного горения в толстом слое. Использование более толстого слоя топлива достигается повышением скорости продува первичного воздуха,а механический недожог топлива устраняется вследствие того, что вылетевшие из слоя несгоревшие частицы углерода сначала отражаются от сферического свода топки, изменяют траекторию и задерживают пребывание в топке. Проскочившие в камеру дожигания частицы топлива успевают полностью сгореть в ней благодаря высокой температуре в камере, большой относительной скорости их движения в камере и протяженному по высоте объему камеры. Высокотемпературным потоком полного сгорания топлива разогревают стенки камеры дожигания до температуры близкой к 1300 С и проводят интенсивный радиационный теплообмен с трубами котла. В камере дымохода факельный поток продуктов сгорания на встречных водоохлаждаемых элементах котла резко охлаждают, преобразуют сначала в веерный и затем в кольцевой нисходящий поток. Изобретение позволяет повысить эффективность сжигания твердого топлива, снизить вредные выбросы.(72) Нестеренков Александр Геннадьевич Нестеренков Виктор Александрович Абдуллаев Калык Абдуллаевич(73) Акционерное общество КазНИИ энергетики им. академика Ш.Ч. Чокина(54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И ПЕЧЬ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА(57) Изобретение относится к технике генерирования тепловой энергии из природного твердого топлива и может быть использовано в отопительных водогрейных системах. Способ сжигания твердого топлива основан на слоевом горении с интенсификацией подачи вторичного воздуха за счет увеличенной естественной тяги печи. Эффективность передачи тепла обеспечивают путем перемешивания направленных под углом друг к другу продуктов газификации и частиц несгоревшего топлива. Техническим результатом является увеличение теплонапряженности топки не за счет увеличения площади слоя топлива на Изобретение относится к технике генерирования тепловой энергии из природного твердого топлива и может быть использовано в энергоустановках,районных котельных. Известен способ сжигания топлива (патент РФ 2324110 23 С 10/02), включающий подачу на воздухораспределительный под твердого топлива,аэрацию его до состояния кипящего слоя первичным воздухом и горение при недостатке кислорода с газификацией топлива, вынос продуктов горения и газификации вместе с частицами несгоревшего термически обработанного топлива в камеру дожигания (камерную топку),подачу туда же вторичного воздуха в количестве,необходимом для полного сгорания всех горючих веществ, при этом ожижение слоя осуществляется воздухом, расход которого существенно ниже необходимого для адиабатического горения всего топлива, передачу тепла топлива проводят поверхностям водотрубного котла тепла,размещенным в камерной топке. Недостатком аналога является специальная подготовка топлива,включающая его размол и классификацию по размерам, использование для этого дорогого оборудования, а также сложного воздухораенределительного тракта. Известен способ и устройство сжигания твердого топлива (Исследования двухстадийного сжигания торфа, бурого угля и их смесей. Хлебников О.Е,Коваленко Г.В., Халатов А.А. Промышленная теплотехика. 2005, т.27,2, с. 67-72), включающий слоевое горение твердого топлива в топке с неподвижным колосником при недостатке кислорода, подаваемого через поддувало, вывод продуктов газификации у нижнего торца топки в камеру дожигания и подачу туда же предварительно нагреваемого вторичного воздуха, регулировку расхода вторичного воздуха с помощью вентилятора,перемешивание и дожигание газифицированного топлива с вторичным воздухом в камере дожигания, передачу тепла водогрейному устройству выше камеры дожигания. Недостатком является противоестественное, с точки зрения гидродинамики нагретых слоев газа, направление движения газифицируемого топлива на пути в камеру дожигания и подогреваемого вторичного воздуха в канале подогрева, что увеличивает общее сопротивление движению потоков,снижает естественную тягу печи и увеличивает нагрузку на вентилятор. Недостатками устройства является нижнее размещение канала выхода газифицируемого топлива, что приводит, как показали опыты, к его забиванию стекающими по стенкам печи смолистыми отложениями. Кроме того, конструкция печи не дает получить высокую температуру камеры дожигания из-за теплообмена ее тонких стенок с потоком относительно холодного вторичного воздуха, что снижает эффективность передачи тепла в газоходе. Известно техническое решение (патент РФ 2120083 23 1/00), в котором в предварительно термически подготовленную двухфазную газовзвесь, состоящую из продуктов пиролиза угля в 2 виде горючих и негорючих летучих веществ,коксового остатка и непрореагировавших угольных частиц смешивают с вторичным воздухом,подаваемым по периметру предтопка под углом к потоку газовзвеси и направляют в зону воспламенения топки котла. Соосно с потоком полученной газовзвеси в торцовую часть предтопка подают также часть вторичного воздуха. Это техническое решение позволяет повысить эффективность сжигания твердого топлива за счет распределенного ввода по сечению зоны воспламенения топки всех компонентов газовзвеси и их перемешивания по высоте. Однако, это достигается дорогой ценой - необходимостью приготовления пылеугольной смеси и содержания соответствующего оборудования, использования сложного предтопка для оптимального газораспределения. Требуется использование дополнительного высокореакционного топлива,устройств его хранения и доставки. Вышеперечисленные известные признаки отличаются от совокупности заявляемых в изобретении признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию существенные отличия. Известен способ сжигания твердого топлива в печи Кузнецова///.8168),выбранный в качестве прототипа. Способ включает подачу твердого кускового топлива на неподвижный колосник, слоевое горение на нем кускового топлива с газификацией топлива при недостатке первичного воздуха, подаваемого под колосник,пропускание газифицированного топлива из топки через толстый слой теплоизолятора с отверстиями в камеру дожигания, забор вторичного воздуха под колосником, подогрев его теплом топки в полостях ее боковых стен, вывод подогретого воздуха из полостей боковых стен в камеру дожигания для проведения перемешивания с газифицированным топливом и его высокотемпературного дожигания в вертикальном потоке камеры дожигания,формирование горизонтального выходного потока продуктов полного сгорания топлива из камеры дожигания в колпаковый газоход, передачу тепла конвекцией в нисходящем потоке продуктов полного сгорания размещенным в колпаковом газоходе водогрейным устройствам и вывод охлажденных продуктов сгорания через нижнюю часть газохода в дымовую трубу. Способ осуществляется в печи Кузнецова,состоящей из теплоизолированной топки с неподвижным колосником, установленного над топкой толстого слоя кирпичей с отверстиями для прохода газифицированного топлива в находящуюся выше камеру дожигания, полостей в боковых стенках печи для забора вторичного воздуха из поддувала, подогрева и подачи вдоль этих стенок в камеру дожигания, боковых каналов камеры дожигания для вывода продуктов дожигания в верхнюю часть колпакового газохода,водогрейного устройства, размещенного вокруг камеры дожигания, канала в нижней части колпакового газохода для соединения с дымовой трубой. Недостатком способа и устройства является недостаточная интенсивность нагрева вторичного воздуха в полостях боковых стен топки через большое термическое сопротивление стен топки. Недостатком также является большое гидродинамическое сопротивление при движении газифицированного топлива через отверстия в толстом слое теплоизолятора,а также неравномерное перемешивание газифицированного топлива на входе камеры дожигания из-за ввода вторичного воздуха не по всему периметру камеры,а только у боковых стен топки. Следствием указанных выше недостатков является недостаточная температура в камере дожигания и малая естественная тяга печи, что не дает перейти на более интенсивное горение в более толстом слое топлива. Недостатком является горизонтальный и не охватывающий весь периметр камеры дожигания вывод потока продуктов дожигания, что ведет к ответному неравномерному теплообмену поверхностей водогрейного устройства в сечении газохода и снижению величины передаваемого тепла. Недостатком способа и устройства является отсутствие автоподстройки величины расхода вторичного воздуха к величине теплонапряженности топки, что приводит либо к перерасходу и забаластированности продуктов сгорания холодным воздухом, либо к его недостатку. В качестве прототипа для устройства выбрана не печь Кузнецова, а печь Михеенко как содержащая большее количество ограничительных признаков изобретения. Печь Михеенко (патент 2243450,24 9/00, 24 13/00, 24 1/46 от 2004 г.) содержит выполненную из шамотных кирпичей топку с колосником, установленное под колосником поддувало, расположенный в верхней части торца топки канал для выхода топочных газов,соединенную с топкой посредством этого канала камеру дожигания, выполненную из шамотных кирпичей,проходящий вне топки канал,соединяющий поддувало с камерой дожигания,газораспределительный колодец в виде размещенных в шахматном порядке шамотных кирпичей, открытого торца камеры дожигания соединенного посредством газового канала с торцом теплообменной камеры, установленную в полости теплообменной камеры теплообменную секцию с вертикальным расположением газоходных каналов. В дальнейшем будем, в отличие от братьев Михеенко,употреблять стандартные для теплотехнического оборудования термины. Печь Михеенко работает следующим образом. На колосник загружают топливо и проводят на нем первую стадию слоевого горения - газификацию топлива при недостатке первичного воздуха,подаваемого под колосник. Продукты газификации и несгоревшего мелкодисперсного топлива направляют к своду топки и далее в камеру дожигания через канал в верхнем торце топки. Из поддувала по каналу вне топки транспортируют вторичный воздух и через распределительный колодец, находящийся в объеме камеры дожигания вводят в камеру дожигания, проводят полное сжигание горючих веществ, а продукты дожигания через открытый торец выводят в газоход колпакового типа, в котором проводят передачу тепла теплообменной секции. Недостатком печи Михеенко является малая величина естественного напора первичного воздуха через колосник, обусловленная неоптимальным размещением запатентованных элементов печи несимметричностью расположения камеры дожигания относительно свода топки и камеры газохода, размещением канала подачи вторичного воздуха вне топочной камеры, что не позволяет достичь максимальных теплонапряженности в топке и температур в камере дожигания, которые являются основными технологическими параметроми рождающими тягу в печи. Недостатком является отсутствие элементов устройства для реализации механизма автоподстройки величины расхода вторичного воздуха с величиной теплонапряженности топки,что приводит к перерасходу воздуха и забаластированности продуктов сгорания холодным воздухом и снижению передаваемого тепла поверхностям водотрубного котла. Недостатком является несовпадение продольных осей камеры дожигания и газохода, следствием чего является неравномерный по сечению гидродинамический профиль скоростей и температур нисходящего потока продуктов сгорания и соответствующая ответная неравномерность размещения в нем теплообменных поверхностей,что снижает эффективности передачи тепла водотрубному котлу. Кроме того, увеличивается сложность изготовления и монтажа несимметричной конструкции водяного котла, а также увеличивается стоимость его изготовления. Недостатком печи является плохое охлаждение участка теплообменной камеры в критической точке напротив камеры дожигания, что приводит к кипению воды и нарушению нормального водооборота в водяном контуре. Задачей изобретения является повышение теплонапряженности топки,введение автоподстройки расхода вторичного воздуха к изменению температуры в топке, улучшение процессов перемешивания вторичного воздуха с газифицированным топливом в камере дожигания и повышение ее теплонапряженности. повышение эффективности передачи тепла к водотрубному котлу, снижение его габаритов и стоимости изготовления при сохранении величины снимаемого тепла, устранение кипения воды в точке критического теплообмена с водотрубным котлом. Поставленная задача достигается тем, что 1. В способе сжигания твердого топлива,включающем слоевое горение твердого топлива на неподвижном колоснике, газификацию топлива при недостатке первичного воздуха в топке, в отличие от прототипа, слоевое горение проводят в более 3 толстом слое на естественной печной тяге топлива за счет увеличения расхода первичного воздуха через колосник и использования отражения и фокусировки теплового излучения и несгоревших частиц топлива на сферическом своде. Техническим результатом введения новых признаков способа является следующее. Увеличенный расход первичного воздуха способствует увеличению толщины слоя и переходу к объемному горению в слое. Повышается скорость перемещения масс различных компонентов топлива и соответственно, интенсивность конвективного теплообмена, температура и скорость горения топлива. Фокусировка на сферическом своде теплового излучения выравнивает температуру в объеме и увеличивает скорость нагрева более холодных периодически загружаемых в топку масс свежего топлива. Преждевременный уход частиц из топки устраняется многократным отражением их от свода и возвратом в топку, прежде чем войти в камеру дожигания. Все это увеличивает теплонапряженность топки при сохранении ее объема. Попутным положительным результатом повышения скорости продувания воздуха через слой топлива является устранение прогара теплонапряженных узлов колосника, отсутствие условий для образования на нем жидкого шлака и соответственно шлаковых отвалов на территории котельных. 2. В способе,включающем вывод газифицированного топлива в камеру дожигания, в отличие от прототипа вывод осуществляется под углом к оси камеры дожигания, по всему периметру с использованием уступа для турбулизации потока на входе. Техническим результатом предлагаемого пункта является отрыв турбулентного кольцевого фронта перемешивания от стенок камеры дожигания и распределение его по всему сечению, что значительно усиливает процесс дожигания топлива. 3. В способе, включающем забор вторичного воздуха под колосником и подогрев его теплом топки с последующим вводом в камеру дожигания вдоль периметра, в отличие от прототипа,вторичный воздух транспортируют через горячий поток газифицируемого топлива без их контактного взаимодействия и прогревают его за счет интенсивной конвекции и излучения, после чего веерным потоком вводят в камеру дожигания под углом к потоку подаваемого равномерно вдоль периметра газифицированного топлива. Техническим результатом предлагаемого пункта способа является реализация механизма автоподстройки величины расхода вторичного воздуха к величине теплонапряженности топки, т.е. обеспечение обратной связи между ними. Это происходит следующим образом. Увеличение расхода топлива и первичного воздуха в топке соответственно увеличивает температуру и интенсивность конвективного и радиационного теплообмена с трубой, по которой транспортируют нагреваемый вторичный воздух. Его температура также повышается, что приводит к росту 4 естественной тяги вторичного воздуха из поддувала и соответствующему росту его расхода. При снижении теплонапряженности топки процесс идет в обратном направлении. 4. В способе, включающем проведение перемешивания и высокотемпературного дожигания газифицированного топлива, в отличие от прототипа, перемешивание и дожигание проводят в камере дожигания с объемом, обеспечивающим достижение гидродинамической стабилизации потока, формирование на выходе симметричного относительно оси профиля скорости потока полного сжигания топлива, а также обеспечивающим уровень температуры, при котором радиационная составляющая теплообмена поверхности камеры дожигания преобладает над конвективной. Техническим результатом является повышение теплонапряженности камеры дожигания,увеличение тяги из топки и интенсивности передачи тепла водотрубному котлу за счет излучения поверхности камеры дожигания. 5. В способе, включающем вывод продуктов дожигания в колпаковый газоход,преобразование их в нисходящий поток продуктов дожигания и передачу тепла от водогрейному котлу, новым является то, что в колпаковый газоход вводят вертикально высокотемпературный и высокоскоростной осесимметричный поток продуктов дожигания топлива, тормозят и поворачивают, чтобы веерным потоком направить поперек водотрубных поверхностей котла, снова поворачивают и направляют нисходящим потоком вдоль водотрубных поверхностей котла Техническим результатом является преобразование части кинетической энергии мощной вертикальной струи при торможении в тепло, отводимое тормозящей поверхностью водотрубного котла. Техническим результатом является также обеспечение максимальной интенсивности конвективного теплообмена при поперечном обтекании высокотемпературным и скоростным веерным потоком поверхностей водотрубного котла без опасности осаждения на них сажи и частиц золы. Техническим результатом является также повышение эффективности снятия тепла топлива за счет переноса излучения стенок камеры дожигания на оптически толстые для теплового излучения слои высокодисперсного веерного и нисходящего потока,поглощение его этими слоями и последующую отдачу аккумулированного тепла поверхностям труб котла. Интенсивность радиационного теплообмена пропорциональна четвертой степени температуры излучающей поверхности. В заявляемом изобретении благодаря совокупности новых признаков способа и устройства температура в камере дожигания поднимается выше 1200 С, когда величина радиационной составляющей теплообмена преобладает над конвективной. В этом случае поверхность водотрубного котла компактно охватывает камеру дожигания с полным экранированием ее теплового излучения. Достигнутое снижение конвективной поверхности котла полностью компенсируется повышением теплосъема за счет радиационной составляющей теплообмена. При этом габариты и стоимость водотрубного котла снижаются. 6. Для реализации способа по п.1 в устройстве,содержащем топку с колосником, поддувало, камеру дожигания, канал для выхода топочных газов в камеру дожигания, в отличие от прототипа, камера дожигания выполнена из высокотемпературной керамической трубы, длина которой более, чем на пять калибров превышает ее диаметр, свод топки выполнен осесимметричным относительно продольных осей камеры дожигания и камеры колпакового газохода, и сферическим относительно продольной центральной плоскости топки, а канал выхода газифицируемого топлива установлен осесимметрично своду в верхней его точке, что позволяет провести симметричные относительно периметра камеры дожигания впуск газифицируемого топлива, равномерное по сечению перемешивание его с вторичным воздухом,дожигание и выпуск продуктов дожигания в камеру колпакового газохода. Сферический свод фокусирует тепловое излучение топочных газов в центральной области тонки у жаростойкой трубы,что повышает в ней температуру и ускоряет зажигание и горение свежих загружаемых периодически масс топлива. У входного периметра камеры дожигания сталкиваются и перемешиваются поступающие со всех сторон потоки газифицируемого топлива, что повышает дожигание некоторых компонентов в объеме тонки. На своде частицы топлива постоянно сталкиваются с ним и меняют направление,сохраняя вектор интегрального потока к выходному отверстию топки, что увеличивает время пребывания их в топке и догорание. Осесимметричный выход через свод топочных газов снижает гидродинамическое сопротивление их движению в объеме топки. 7. Для реализации способа по п.3 в печи,содержащей кроме указанных в п.6 признаков также канал, соединяющий поддувало с камерой дожигания, на выходе которого установлен газораспределительный колодец, в отличие от прототипа канат для прохождения и нагрева вторичного воздуха установлен вдоль продольной оси камеры дожигания в центре топки и выполнен в виде жаростойкой трубы, верхний торец которой входит в камеру дожигания и содержит конический рассекатель, поверхность которого установлена под оптимальным углом к оси трубы, а ниже рассекателя осесимметрично установлен конический отражатель частиц несгоревшего топлива,поверхность которого полностью перекрывает зону прямой видимости входного сечения камеры дожигания со стороны поверхности слоя топлива. 8. Для реализации способа по п. 4 и 5 в печи,содержащей кроме указанных в п. 6 и 7 признаков также теплообменную камеру, соединенную посредством газового канала с открытым торцом камеры дожигания, установленную в полости теплообменной камеры теплообменную секцию с вертикальным расположением газоходных каналов,в отличие от прототипа над камерой дожигания на расстоянии не менее ее диаметра установлен водоохлаждаемый дисковый отражатель высокотемпературного потока продуктов сгорания,который по периметру состыкован посредством кольца уплотнения с ответным верхним кольцом водотрубного котла и к центру основания которого подведена труба с открытым торцом для подачи охлаждающей воды, причем продольные оси камеры дожигания,дискового отражателя,водотрубного котла и колпакового газохода совпадают, а по периметру стыковочного верхнего кольца установлены ряды вертикальных труб водотрубного котла равномерно с перекрытием видимости камеры дожигания со стороны стенки газохода, оканчивающиеся нижними стыковочными кольцами-коллекторами. Отличия от прототипа свидетельствуют, что в предлагаемом решении присутствуют существенные полезность (п. 1-5) и новизна (п. 6-8). Авторам не известны из источников патентной и другой научно-технической информации решения технических задач,поставленных в цели изобретения,с заявленной совокупностью отличительных признаков способа двухстадийного сжигания твердого топлива с передачей тепла водогрейному котлу и устройства печи для осуществления способа,что соответствует критерию изобретения по новизне и изобретательскому уровню. Печь для осуществления способа представлена на рисунке на фиг.1 изображена печь в изометрии,на фиг.2 и фиг.3 изображены разрезы печи. Печь состоит из топки 1, колосника 2 , поддувала 3,выложенного из конусного шамотного кирпича арочного свода 4, в вершине которого вдоль оси отформовано отверстие 5 с уступом 6, размещенной на ним камеры дожигания 7, установленной вдоль оси камеры дожигания жаростойкой трубы 8,закрепленных на трубе у торца конусного рассекателя 9 и ниже перед входом в камеру дожигания конусного отражателя 10, дискового водоохлаждаемого отражателя 11 с кольцом уплотнения и установленным на оси водяным соплом 12, водотрубного котла 13, который содержит установочное верхнее кольцо и охватывающие камеру дожигания вертикальные ряды труб, камеры дымохода колпачкового типа 14,снабженной сверху водоохлаждаемым конусом,корневой дымовой трубы 15. Печь собирается из основных узлов последовательно. Сначала выкладываются из шамотных кирпичей стены печи 1 и устанавливаются колосник 2 и жаростойкая труба 8. Затем выкладывается свод 4 , в центре которого выполняется отверстие 5 с уступом 6 и сверху устанавливается камера дожигания 7. Отдельно сваривается водотрубный котел 13 из верхнего стыковочного кольца и труб. Сборку печи и водотрубного котла 13 проводят с помощью установочных верхнего и нижнего колец. Сверху 5 котла устанавливается дисковый отражатель 11 и герметично уплотняется ответным кольцом уплотнения. После чего на верхнем установочном кольце подвешивается через герметичное уплотнение камера газохода 14 посредством сопряжения поверхностей верхнего установочного кольца водотрубного котла 13 и верхнего торца конуса. К нижней части газохода 14 крепится дымовая труба 15. Работа печи осуществляется следующим образом. В камеру топки 1 на колосник 2 загружается топливо, отмеченное на фиг. 2 мелкой штриховкой. В процессе горения газифицированное топливо в виде летучих и частиц несгоревшего топлива поступает через отверстие 5 и уступы 6 в камеру дожигания 7. Потоки топлива и вторичного воздуха на фиг.2 и 3 показаны волнистыми линиями со стрелками. Уступы способствуют турбулизации потока топлива и отделяют фронт топлива от стенок камеры дожигания. Излучение от пламени топки отражается от арочного потолка 4 и фокусируется на поверхности слоя топлива. Самая высокая температура сосредоточена на своде, поэтому излучение свода фокусируется в центре топки и способствует повышению интенсивности его горения. В момент загрузки нового топлива на горящий слой работа печи не прерывается. Поток вторичного воздуха подается в камеру дожигания 7 через жаростойкие трубы (на фиг.2 и 3 изображена одна из них) 8,переходящие у свода в одну трубу, и рассекатель 9 под оптимальным углом встречи с газифицированным топливом. Расход и угол встречи потоков подбирается экспериментально для каждого вида топлива и проводится регулировка оптимального положения рабочих элементов конусного рассекателя 9. Интенсивный радиационный и конвективный теплообмен участков жаростойких труб, усиленный повышением интенсивности конвективного теплообмена с повышением скоростей потоков в объеме топки, подогревает до высокой температуры вторичный воздух. Причем с повышением теплонапряженности топки растет температура, и расход вторичного воздуха через жаростойкие трубы за счет роста в них естественной тяги из поддувала, что обеспечивает автоподстройку расхода топлива и вторичного воздуха. Встреча под углом потоков газифицированного топлива и вторичного воздуха и турбулизация топлива на уступе создает интенсивный турбулентный кольцевой фронт перемешивания, заполняющий равномерно все сечение камеры дожигания, что способствует эффективному дожиганию всех горючих веществ на длине, составляющей согласно экспериментальным данным три-четыре ее диаметра(калибра). Экспериментально установлено, что на этой длине достигается максимальная температура продуктов полного сгорания топлива, доходящая до 1300 0 С. Однако для окончательного формирования симметричного профиля скоростей и температур на выходе требуется более длинная камера дожигания 6 с калибром, равным не менее 5. Высокая температура стенок камеры дожигания 7 обеспечивает передачу тепла при превышении радиационной составляющей теплообмена над конвективной. Высокотемпературный вертикальный поток продуктов дожигания на выходе камеры дожигания 7 тормозится водоохлаждаемым дисковым отражателем 11 и разворачивается в веерный поток,омывающий установочное кольцоводотрубного котла и поперечно ориентированные вертикальные трубы. В критическую точку теплообмена в центре основания дискового отражателя 11 через сопло 12 подается водяная струя,которая веерным потоком растекается по поверхности основания дискового отражателя, снимает тепло и выходит в буферную емкость водотрубного котла (на рисунке не показана). Для совмещения дискового отражателя 11 с водотрубным котлом 13 служат кольцо уплотнения дискового отражателя и установочное верхнее кольцо водотрубного котла, между которыми прокладывается высокотемпературный герметик. Дисковый отражатель 11 свободно под действием собственной тяжести посредством кольца уплотнения через уплотнение опирается на верхнее установочное кольцо водотрубного котла 13,поэтому температурные удлинения практически не влияют герметичность уплотнения дискового отражателя 11. Тормозясь и отдавая тепло поперечно обтекаемым трубам и плоскости установочного кольца котла веерный поток продуктов сгорания трансформируется в нисходящий поток с передачей тепла продольно обтекаемым трубам. Дополнительно тепло топлива снимается излучением с поверхности камеры дожигания 7, и передается высокодисперсному нисходящему в межтрубном пространстве потоку, а через него трубам котла. Кроме того, прошедшее через слои высокодисперсного потока излучение непосредственно поглощается поверхностью рядов вертикальных труб котла 13, которая в совокупности полностью экранирует прохождение излучения к стенке камеры газохода 14. Поток продуктов сгорания, отдав тепло топлива дисковому отражателю 11, водотрубному котлу 13, конусу и стенкам газохода 14, выходит в атмосферу через дымовую трубу 15. С повышением плотности потока в камере дожигания создается повышенная тяга из топки по закону сообщающихся сосудов, что эквивалентно введению дымососа. Оптимальная конструкция колпакового газохода 14 с наличием на входе установочного конуса устраняет образование на углах турбулентных вихрей, что дополнительно снижает гидравлическое сопротивление в дымоходе 14. Хорошая печная тяга, создаваемая за счет использования заявляемых технических решений,вполне достаточна для реализации слоевого горения топлива на колосниковых решетках вплоть до образования кипящего слоя мелкодисперсной фракции твердого топлива в местах прорыва первичного воздуха через слой. Отложения на элементах водотрубного котла не возникают благодаря полному выгоранию всех горючих веществ до устранения сажи, а мелкодисперсный зольный остаток подобно пеплу сигарет не налипает на холодные поверхности труб. В заявляемом изобретении топливные оксиды азота(обычно основная доля оксидов приходится на эту часть) не образуются, т.к. в топке поддерживается температура ниже 900 С при недостатке воздуха и практически весь кислород из топки забирает углерод топлива, а для реакции образования оксидов азота кислорода уже не остается. Поэтому в топке из твердого топлива образуется только молекулярный азот. Из-за низкой химической активности при низкой температуре молекулярный азот воздуха не окисляется в камере дожигания вторичным воздухом, нет образования активного атомарного азота при взаимодействии молекулярного азота с образовавшимися углеводородами топлива. Термические оксиды азотатак же не образуются в камере дожигания т.к. кислород воздуха более активно взаимодействует не с молекулярным азотом, выделившимся из топлива в первой стадии его горения, а с получаемыми газообразными углеводородами и углеродом мелких горящих витающих частиц топлива. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сжигания твердого топлива,включающий слоевое горение твердого топлива на неподвижном колоснике, газификацию топлива при недостатке первичного воздуха в топке и вывод его в камеру дожигания, забор вторичного воздуха под колосником, подогрев его теплом топки и вывод в камеру дожигания,проведение в ней перемешивания газифицированного топлива с подогретым вторичным воздухом и высокотемпературного дожигания, вывод продуктов дожигания в колпаковый газоход, передачу тепла от нисходящего потока продуктов дожигания водогрейному котлу, вывод охлажденных продуктов дожигания из газохода в дымовую трубу,отличающийся тем, что слоевое горение проводят в более толстом слое топлива за счет увеличения расхода первичного воздуха через колосник и использования многократного отражения и фокусировки теплового излучения и несгоревших частиц топлива на сферическом по одной координате своде, вывод газифицируемого топлива осуществляют вдоль всего входного периметра на расстоянии от внутренних стенок и под углом к оси камеры дожигания,вторичный воздух транспортируют через горячий поток газифицируемого топлива без их контактного взаимодействия и прогревают его за счет интенсивной конвекции и излучения, после чего веерным потоком вводят в камеру дожигания под углом к потоку газифицированного топлива,перемешивание и дожигание проводят в объеме камеры,обеспечивающем достижение гидродинамической стабилизации потока полного дожигания топлива с формированием на выходе симметричного относительно оси профиля скорости, а также максимальной температуры и передачи тепла при преобладании радиационной составляющей теплообмена над конвективной,вывод высокотемпературного потока продуктов дожигания проводят вертикально, тормозят и поворачивают, чтобы веерным потоком направить поперек водотрубных поверхностей котла, снова поворачивают и формируют нисходящий поток вдоль водотрубных поверхностей котла, передачу тепла водотрубному котлу осуществляют за счет конвективного теплообмена с потоком продуктов дожигания и радиационного теплообмена с высокотемпературной поверхностью камеры дожигания. 2. Способ сжигания твердого топлива по п.1,отличающийся тем, что коэффициент избытка воздуха в топке держат на уровне не более 0.6, а температуру продуктов газификации топлива в первой стадии сжигания не превышают 900 С т.е держат ниже адиабатной за счет отбора части выделяющегося в процессе горения тепла из объема топки и переноса его в объем камеры дожигания,для поднятия температуры в ней. 3. Способ сжигания твердого топлива по п.1,отличающийся тем, что температуру внешней поверхности камеры дожигания на выходе поддерживают на уровне не ниже 1200 С и осуществляют интенсивный радиационный теплообмен труб котла с поверхностью камеры дожигания. 4. Печь для осуществления способа сжигания топлива, содержащая топку с колосниковой решеткой, поддувало, соединенную с топкой камеру дожигания, выходящий в камеру дожигания канал для подачи вторичного воздуха, камеру дымохода с размещенным в ней водотрубным котлом, дымовую трубу, отличающийся тем, что свод топки выполнен осесимметричным относительно продольных осей камеры дожигания и камеры колпакового газохода, и сферическим относительно продольной центральной плоскости топки, а канал выхода газифицируемого топлива установлен осесимметрично своду в верхней его точке и содержит уступ, камера дожигания выполнена из высокотемпературной керамической трубы, длина которой более, чем на пять калибров превышает ее диаметр, канал для прохождения и нагрева вторичного воздуха установлен в топке и выполнен предпочтительно из двух располагаемых вдоль стен топки жаростойких труб,переходящих у сферического свода в одну трубу, верхний торец которой входит в камеру дожигания и содержит конический рассекатель, поверхность которого установлена под оптимальным углом к оси трубы, а ниже рассекателя осесимметрично установлен конический отражатель частиц несгоревшего топлива,поверхность которого полностью перекрывает зону прямой видимости входного сечения камеры дожигания со стороны поверхности слоя топлива, над камерой дожигания на расстоянии не менее ее диаметра установлен водоохлаждаемый дисковый отражатель высокотемпературного потока 7 продуктов сгорания, который по периметру состыкован посредством кольца уплотнения с ответным верхним кольцом водотрубного котла и к центру основания которого подведена труба с открытым торцом для подачи охлаждающей воды,причем продольные оси камеры дожигания,дискового отражателя, водотрубного котла и колпакового газохода совпадают, а по периметру стыковочного верхнего кольца установлены ряды вертикальных труб водотрубного котла равномерно с перекрытием видимости камеры дожигания со стороны стенки газохода,оканчивающиеся нижними стыковочными кольцами-коллекторами.