Топка котла

 

ТОПКА КОТЛА, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонными горелками, а в нижней части задней стенки пережимом с газоотводящим окном образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима, а также сопла подачи вторичного воз духа, установленные под газоотводящим окном и направленные вдоль фрон тового ската камеры, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьшения полнота сгорания грубодроблеиного топлива, участок трубчатого, экрана/ обрамляющий верхнюю -образукадую пережима, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами, причем последние выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гофр, а ребра труб экрана верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образsno- { щих гофр и с образованием целевых КО каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превыиает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл подачи вторичного воздуха. to vi 4 ffi CD

СОКИ СОВЕТСНИХ

KINl

РЕСОУБЛИН (21) 3453299/24-06 (22) 01. 07. 81 (46) 07.07.83. Бюл. 9 25 (72) В. В. Померанцев, Л. Т.Дуль нева, С.М.Шестаков, Ю.A. Рундыгин, Д. Б.Ахмедов, Ф.Ç.Финкер, Н.А ° Туморина и И.Б.Кубышкин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Калинина (53) 621 . 18(088. 8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1218650,,кл..24 6 8, опублик. 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 93306951 кл. 23 С 5/24,1981 ° (54)(57) ТОПКА КОТЛА, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонны-: ми горелками, а в нижней части задней стенки пережимом с газоотводящим окном образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экра-. на в зоне нижней образующей пережима,,.Я0„„1027469 А

4Ю,F 23 В 5/00; F 23 М 9/10; .F 23. С 5/24 а также сопла подачи вторичного воз. духа, установленные под газоотводящим окном и направленные вдоль Фрон. тового ската камеры, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыаения полноты сгорания грубодробленно го топлива, участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю:образукщую пережима, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами, причем последние выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гоФр, а ребра труб экрана Верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острьм углсм относительно образую- ф щих гоФр и с образованием щелевых каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превышает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл подачи вторичного воздуха.

lan@

1027469

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для генерации пара при сжигании немолото

ro топлива.

Известна топка котла, содержащая камеру, в нижней части которой расположено .соединенное с газоходом окна для выхода топочных газов. В последнем установлены лопатки, лобовые кромки которых наклонены под острым углом к заднему скату пода топки.. Котел предназначен для работы на пылевидном топливе 1) .

Однако угрубление помола топлива, сжигаемого в этом котле, приведет к увеличению потерь, связанных с его механическим недожогом, так как сепарационная способность лопаток в этом котле невелика.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является топ« ка котла, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонными горелками, а в нижней часТи задней стенки — пережимом с газоотводящим окном, образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима, а также сопла подачи вторичного воздуха, установленные под газо. отводящим окном н направленные вдоль фронтового ската камеры.

В окне для выхода топочных газов установлены лопатки, в газоходе— воздушные сопла. Лобовые кромки лопаток расположены в пЛоскости, перпендикулярной заднему скату пода. Сами лопатки наклонены к заднему скату пода камеры P) .

Однако все частицы топлива, отсепарированные лопатками, расположенными в верхней части окна для выхода топочных газов, уносятся, не дос. тигая воздушной струи, выходящей из группы сопел, установленных за лопатками в газоходе.

Большие скорости топочных газов в момент разворота нисходящей ветви факела в окне для выхода топочных газов и большие размеры поперечного сечения этой ветви факела в связи с тем, что все топочные газы выходят через окно, не позволяют этим частицам топлива преодолеть сопротивление потока топочных газов, пересечь его и попасть на задний скат пода топки. Причем, связанные с этим потери топлива, возрастают с .увеличением габаритов окна для выхода топочных газов, т.е. с увеличением производительности парового котла.

Кроме того, инерционная сепарация в этом котле в нисходящей ветви факела начинается только в момент ее разворота вдоль заднего ската позадней стенки 5 пережимом 6 с газоотводящим окном 7, образованным развеценными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима 6, а также сопла 8 подачи вторичного воздуха, установленные под газоотводящим окном 7 и направленные вдоль фронтового ската. 9 камеры 1.

Участок 10 трубчатого экрана 2, обрамляющий верхнюю образующую пережима 6, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка 10 снабжены продольными ребрами 11, причем последние выполне60 ны общими для смежных труб экрана 2 в нижней части гофр, а ребра 11 труб экрана 2 верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образующих гофр, и с обра5

40 да топки. Все это в целом снижает эф-! фективность сжигания грубодробленного топлива.

Целью изобретения является повышение полноты сгорания грубодробленного топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в топке котла, содержащей камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонныли горелками, а в нижней части задней . стенки пережимом с газоотводящим окном, образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима, а также сопла подачи вторичного ,. воздуха, установленные под газоотво.дящим окном и направленные вдоль фронтового ската камеры, участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю образуюЩую пережима, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами, причем последние.выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гофр, а ребра труб экрана верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образующих гофр и с образованием щелевых каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превышает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл поцачи вторичного воздуха.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемой топки котла; на фиг.2 — вид на участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю образующую пережима., Топка котла содержит камеру 1 сгорания, обрамленную трубчатыми экранами 2 и снабженную в верхней части фронтовой стенки 3 наклонными горелками 4, а в нижней части

1027469 зованием щелевых каналов 12 с ребрами 11 соседних труб, причем расстояние 13 от задней стенки 5 камеры 1 до края пережима б превышает соответствующее расстояние 14 до выходных срезов сопел 8 подачи.вторичного воздуха.

Кроме того, окно 7 соединено с конвективным газоходом 15.угол наклоыа на верхней образующей пережима 6 равен углу естественного откоса и составляет P --" "50-60 . Угол наклона ребер 11 трубчатого экрана 2 верхней части гофр относительно образующих равен g = 10-15, а оребренные трубы экрана 2 нижней части гофр об" разуют газоплотный желоб с углом между ними, равным 1 = 50-60 °

Устройство работает следующим образом.

Немолотое топливо с содержанием частиц КSooo = 10%,R2oooo 1% в смеси с воздухом подается через горелки 4 в камеру 1, где воспламеняясь., горит в факеле, который развернувшись у

1 о задней стенки 5 на угол (p = 120-150 опускается вдоль нее к пережиму, образуя нисходящую ветвь факела. При выходе из горелки 4 самые крупные частицы топлина размером более

1000 мкм, скорость витания которых велика, опускаются, подсушиваясь и термодробясь через поток горячих топочных газов к воздушным соплам 8.

Через последние в камеру 1 поступает вторичный воздух, который вдоль фронтового ската 9 поднимается к горелкам 4. Попадая в струю вторичного воздуха, крупные частицы топлива воспламеняются и горят, образуя восходящую к горелкам ветвь факела. !

При развороте факела вдоль задней стенки 5 на угол у = 120-150 в.нем за счет центробежного эффекта возникает большая неравномерность концентраций топлива в потоке топочных газов. Иаксимальное количество несгоревших частиц топлива, в основном крупных и средних размеров, концентри .руется у задней стенки 5 и вместе с факелом опускается к пережиму б,. над которым факел вторично разворачивается на острый угол с = 30-40. При этом за счет центробежного эффекта и сил гравитации частицы выпадают в гофры. Щелевые каналы 12 для прохода топочных газов в каждой из гофр обеспечивают деление факела на три потока, из которых два крайних за счет разрежения в конвективном газоходе 15 разворачиваются днажды на угол 90 +. P - ), .равный 130-140 огибая ребра 11, и уходят через каналы 12 в конвектинный газоход 15.

При этом из этих потоков под действием центробежного эффекта и сил гравитации дополнительно сепарируются несгоревшие частицы топлива, которые ссыпаются по желобам в нижнюю часть гофр. Так как максимальная концентрация несгоревших частиц в факеле к моменту его разворота у пережима 6 оказываетСя около задней стенки 5, то максимальное количество частиц отсепарируется в те части гофр, которые примыкают к этой стенке 5 и в виде потока топлива под дейстt0 вием сил тяжести начнет двигаться по наклонному желобу внутрь камеры 1.

Причем наиболее крупные частищы, вьшавшие из нисходящего газового по:тока, будут обладать наибольшей потен иь

an ной энергией и при движении по наклонЯ ному желобу приобретут наибольшую ско-, и с рость, увлекая в своем движении мел е кие редние отсепарированные частицы топлива.

20 Третий, центральный поток факела, попавшего . в каждую и з гофр, направляется н их нижнюю газоплотную часть, доходит до движущегося в, ней потока топлива и, развернувшись над ним

g5 на угол К = 30 — 40, направляется спутно с этим потоком топлива вдоль желоба к окну 7 для выхода топочных газов. В момент разворота центрального потока факела на угол а = 30-40

30 от него также отделяются несгоревшие частицы топлива и выпадают в движущийся под ним поток топлива. У окна 7 центральный поток огибает пережим 6 по всей его ширине и, при этом полностью освободившись от несгоревших частиц топлива, уходит через окно 7 в конвективный газоход 15 в виде струи топочного газа, равномерно рассредоточенных по всей ширине пережима 6 и по всей площади ок40 на 7. Поток топливных частиц, движущийся н нижней части гофр увлекаетт ся спутно движущимся над ним центральным потоком факела, приобретая скорость, близкую к его скорости.

45 3а счет превращения потенциальной энергии в кинетическую поток топлива в виде сплошной кназитвердой струи пересекает центральный поток, разворачивающийся к окну 7, и по50 падает в струю вторичного воздуха, выходящего из сопел 8, При пересечении центрального потока крупные частицы топлива, обладающие наибольшим запасом кинетической энергии, ныполняют роль своеобразного аэродинамического экрана, в след за которым движутся мелкие и средние частицы, в других условиях не способные преодолеть сопротивление потока газон и поэтому вынесенные по60 следним в конвектинный газоход. От- сепарированные частицы топлива, попавшие в струю вторичного воздуха, выносятся ею в камеру 1, где полностью сгорают в восходящей к горелкам 4 ветви факела и затем в

1027469 процессе многократной циркуляции в вихревой зоне.

Выполнение наклоненного под острым углом к задней стенке 5 пережима б, выполненного в виде гофр, в верхней части котор х имеются 5 каналы 13 для прохода топочных газов и ребра 11, дважды разворачивающие Факел на угол 130-140О позволило полностью. отделить от потока топочных газов несгоревшие части- 10 цы топлива, а выполнение нижней части гофр в вице газоплотного желоба,.наклоненного под углом естественного откоса — сконцентрировать эти отделенные частицы топлива 15 и в виде сплошного потока направить их со скоростью, близкой к скорости топочных газов в факеле, на дожигание, в струю вторичного воздуха.

Выполнение пережима 6 длиной, в пла не равной расстоянию 13, превышающее расстояние 14, позволяет ссыпающимся с пережима 6 частицам топлива гаранти. роваHAO nonacTb в струю вторичного воздуха, выходящего из сопла 8, даже в случае некоторого отклонения траекторий частиц топлива потоком топочных.газов, выходящим в окно 7.

В предлагаемой топке котла многосту.-. пенчатая сепарация несгоревших частиц топлива из факела осуществляется в самой топочной камере в результате вы» полнения пережима б в поперечном сече. нии гофрированньм, что повышает эфФективность улавливания недогоревших частиц немолотого топлива всех размеров и эффективность их сжигания.

Более того, осуществление выхода то" почных газов не только через окно 7, но и через каналы 12 с одновременной сепарацией топлива позволяет подбором проходного сечения каналов 12 и окна 7 ликвидировать потери топлива, связанные с его механическим недожогом при работе парового котла на топливе любого фракционного состава и ликвидировать зависимость этих потерь от мощности котла.

В предлагаемой топке котла осуществляется надежная сепарация несгоревших частиц грубопомолотого топлива в поток вторичного воздуха с последующим полным их догоранием в камере в процессе многократной циркуляции. 1027469

4Рж. 8

Составитель Н . Белякова

Техред Т.фанта Корректор С.Шекмар

Редактор Г.ус

Заказ 4712/41 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4