Вихревая топка

 

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ж)5 F 23 С 5/08

°л

° Ф 4> л

1 °

ЪФ

М фь, О, О (Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4841793/06 (22) 18.06.90 (46) 23,07.92. Бюл, N. 27 (71) Томский политехнический институт им.

С.M.Кйрова (72) А.Н,Жемчугов и А.С.Заворлн (56) Хэмалян Д,М. и др. Теория гбрения и топочные устройства, — M.: Энергия, 1976, с,459.

Митер В,В. и др. Перспективы развития конструкций топочных устройств для сжигания низкосортных твердых топлив; — Труды

ЦКТИ. вып. 19.1, 1981, с.3-11, Авторское свидетельство СССР

М 804999, кл. F 23 С 5/10, 1981.

Авторское cвидетел ьство СССР

М 288218, кл. F 23 В 1/1.2, 1970.

Жемчугов А.Н. и др. Условия выгорайия в вихревой камере ЦКТИ при сжигании канско-ачинских углей. — В кн.: Проблемы теп. лоэнергетики: Материалы Vfll Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. — Черно головка, ИХФ AH СССР, 1986, с.38-40.

Жемчугов А;Н. и др. Преобразовайие минеральной части канско-ачинских углей в вихревой топке ЦКТИ. — В кн. Влияние минеральйой части энергетических топлив на условия работы паровых котлов . Тез. докл. IV

Всесоюзной конф. т.1, — Таллин: ТаллинСкий . политехйический институт, 1986, с. 12-18. .Лебедев И.К, и др. Плаваощие шлаки при сжигании канско-ачинСких углей, — Теплоэнергетика, 1978, М 8, с.21-23.

Лебедев И.Н. и др. К течению вспененного жидкого шлака. — Теплоэнергетика, 1981, М 6, с.24 — 26, Болычев Е.А. и др, Опыт эксплуатации i» результаты испытаний реканструированн0- го котла П-49. — Теплоэнергетика, l986, М

5, с.18-19.

Я0, 1749615 А1 (54) ВИХРЕВАЯ ТОПКА (57) Использование: в теплоэнергетике с целью повышения надежности; Сущность . изобретейия: летка 7 смещена от вертйкальной оси камеры сгорания 1 в сторону направления вращения вихря, а стенки 3 камеры сгорания 1. расположеййые за леткой 7 по йаправлению вращения вихря, выполнены с большим радиусом кривизны, чем. и ротиволежащая стенка 2, Это позволяет улучшить удаление Шлака через летку 7. 1 ил..

1749615

20

30

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к топочным устройствам паровых котлов тепловых электростанций для сжигания твердого топлива 8 режиме жидкого шлакоудаления.

Известны вихревые топки с горизонтальной цилиндрической камерой сгорания, в которых образуется вихрь с горизонтальной осью вращения за счет тангенциального ввода топлива и воздуха по касательной к внутренней поверхности камеры и радиального отвода дымовых газов.

Общим недостатком этих топочных устройств является понижение надежности устойчивого вытекания шлака через летку при возрастании шлакоулавливания, Наиболее близким техническим решением к изобретению является вихревая топка с жидким шлакоудалением, содержащая экранированную горизонтальную цилиндрическую камеру сгорания с выходным окном и леткой, расположенными соответственно в верхней и нижней частях камеры, и тангенциальные сопла ввода топливовоздушной смеси.

Недостатком известной вихревой топки является различие в условиях шлакообразо вания для стенок камеры сгорания, расположенных по обе стороны летки, которое установлено при исследовании работы топки на котле П вЂ” 49 Назаровской ГРЭС и подтвер>кдено на котле ТПŠ— 427

Новосибирской ТЭЦ-3. Оно вызвано различными режимами течения шлака, причиной чего являются отличия в характере гидродинамического взаимодействия вихревого потока со стекающим к летке шлаком, На той стенке, где направление течения шлака совпадает с направлением нисходящей ветви вихревого потока, происходит ускоренный сход шлака в летку. На этом участке вихря в шлак попадают частицы в начальных стадиях горения, которые усиливают процессы газообразования в шлаковом слое. B некоторых условиях сжигания, в частности при пониженной нагруз.ке и при поступлении угля с повышенной зол ьн остью, времени, затрачи ваемого на перемещение шлака к летке под спутным воздействием вихревого потока, оказывается недостаточно для образования однородного расплава. В результате этого создаются условия для нарушения бесперебойной эвакуации шлака. На противоположной стенке камеры сгорания течение шлака происходит при встречном противодействии восходящей ветви вихревого потока.

Возникающий при этом эффект торможения течения также является фактором ухудшения эксплуатационных воэможностей топки, так как на нижней наиболее слабонаклонной части стенки образуются зоны застаивания шлакового расплава, создающие повышенную опасность металлизации пода (образование восстановленного железа из расплава) и возникновения очагов подшлаковой коррозии. Совокупность перечислен- . ных процессов при шлакообразовании снижается надежность работы топки и котлоагрегата в целом.

Целью изобретения является повышение надежности вихревой топки по условиям шлакоудаления за счет устранения различий в шлакообразовании на стенках камеры сгорания, расположенных по обе стороны летки.

Указанная цель достигается тем, что вихревая топка с жидким шлакоудалением, содержащая экранированную горизонтальную цилиндрическую камеру сгррания с выходным окном и леткой, расположенными соответственно в верхней и нижней частях камеры, и тангенциальные сопла ввода топливовоздушной смеси. содержит также летку, смещенную от вертикальной оси камеры сгорания в сторону направления вращения вихря, причем стенка камеры сгорания, расположенная за леткой по направлению вращения вихря. выполнена с большим радиусом кривизны, чем противолежащая стенка, На чертеже показана вихревая топка, поперечный разрез (в плоскости, параллельной плоскости вихревого потока).

Вихревая топка содержит экранированную горизонтальную цилиндрическую камеру 1 сгорания, образованную стенкой 2 меньшего радиуса кривизны и стенкой 3 большего радиуса кривизны, а также двумя плоскими торцовыми экранами. Горелка 4 для ввода топлива и воздуха направлены по касательной к внутренней поверхности стенки 2. В верхней части камеры 1 сгорания имеется выходное окно 5 для вывода дымовых газов в камеру 6 охлаждения. LLjnaковая летка 7 смещена относительно вертикальной оси камеры сгорания к стенке 3 (в сторону направления вихревого потока) так, что противолежащая стенка 2 выходит за вертикальную ось камеры сгорания. Стрелками изображены линии тока вихревого движения среды, пунктирной линией — зона аэродинамической тени вблизи летки, Предлагаемая вихревая топка работает следующим образом, Топливо из пылесистемы и горячий воздух подаются через горелки 4 в камеру 1 сгорания. 3а счет цилиндрической поверхности экранированных стенок 2, 3 и тангенциальной направленности по отношению к

1749615

Составитель А.Заворин

Техред М.Моргентал Корректор О,Кундрик

Редактор H.Ãóíüêî

Заказ 2583 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул .Гагарина. 101 ней горелочных струй вблизи стенок 2. 3 создается интенсивный вихревой поток с горизонтальной осью вращения. В пристенной части вихря развивается высокая температура,,обеспечивающая выгорание 5 крупных частичек топлива на пленке жидкого шлака, покрывающей стенки 2, 3, и течение шлака к летке 7, Шлак, стекающий при содействии нисходящей ветви вихря по стенке 2, проходит по сравнению с прототи- 10 пом увеличенный путь до входа в летку 7 и соответственно этому увеличивается время, в течение которого расплав дегазирует и проплавляется, С другой стороны, шлак, стекающий при воздействии восходящей 15 ветви вихря по стенке 3, за счет большей крутизны поверхности испытывает меньшее замедление, чем в прототипе, и попадая в ее нижнюю часть, где скорость ньютоновского течения уменьшается эа 20 счет снижения крутизны поверхности, не испытывает встречного динамического воздействия вихревого потока, поскольку эта часть стенки 3 находится в аэродинамической тени,. создаваемой нижней частью 25 стенки 2.

Применение изобретения в сравнении с прототипом позволит повысить надежность работы вихревой топки по условиям шлакоудаления за счет того, что и ри течении 30 шлака по стенкам с разной кривизной поверхности в условиях спутного и встречного аэродинамического взаимодействия шлакового слоя с вихревым потоком устраняются различия в шлакообразовании. Факторами 35 повышения надежности работы вихревой топки являются улучшение дегазации и проплавления до получения гомогенного расплава для шлака, стекающего к летку при спутном взаимодействии с нисходящей ветвью вихря, что устраняет условия для нарушения бесперебойной эвакуации шлака (в частности, при образовании вспененного, или так называемого плавающего, плака); устранение застоя шлака, стекающего к летке при встречном взаимодействии с восходящей ветвью вихря, что предотвращает подшлаковую коррозию и восстановление металлического железа из расплава, тем самым исключая взрывы в шлаковом комоде при контакте расплавленного железа с водой.

В качестве положительного эффекта от применения изобретения следует назвать также улучшение условий труда при обслуживании вихревой топки за счет сокращения тяжелого ручного труда по расшлаковке летки и за счет повышения безопасности в связи с исключением взрывов в шлаковом комоде, Формула изобретения

Вихревая топка с жидким шлакоудалением, содержащая экранированную горизонтальную цилиндрическую камеру сгорания с выходным окном и леткой, расположенными соответственно в верхней и нижней частях камеры, и тангенциальные сопла ввода топливовоздушной смеси, отличающаяся. тем, что, с целью повышения надежности, летка смещена от вертикальной оси камеры сгорания в сторону направления вращения вихря, причем стенки камеры сгорания, расположенные за леткой по направлению вращения вихря, выполнены с большим радиусом кривизны, чем противолежащая стенка.