Горизонтальная циклонная топка

 

Использование: в химической промышленности для сжигания жидкой серы. Сущность изобретения: горизонтальная циклонная топка выполнена разъемной на две части в вертикальной плоскости у фронтальной стенки с возможностью перемещения этой стенки в осевом направлении, причем разъем выполнен в виде прикрепленных к обечайкам воздушной рубашки каждой из частей топки кольцевых перегородок , перекрывающих сечение рубашки и снабженных отверстиями для прохода воздуха из одной части рубашки в другую и средством для их скрепления, а стык перегородок изнутри уплотнен с помощью прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с возможностью сопряжения торцовых его стенок с футеровкой обеих частей топки при их соединении и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки. 6 ил., 1 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ. (21) 4658793/06 (22) 03.03.89 .(46) 30.03.93. Бюл. ¹ 12 (71) Приморское производственное объединение "Бор" им. 50-летия СССР (72) В.А. Куханов, Н.Я. Сулима, С.А. Хмелева, Н,В. Хлянченко. И.М, Гойзман, B,А. Смирнов и BE. Жилин

; (73) Научно-технический центр "Новатор"

Приморского краевого совета ВОИР (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1218245, кл. F 23 С 5/32, опублик, 1986. (54) ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ЦИКЛОННАЯ ТОПКА (57) Использование: в химической промышленности для сжигания жидкой серы. Сущность изобретения: горизонтальная

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к конструкциям печей для сжигания жидкого топлива, например, жидкой серы.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности путем улучшения ее ремонтнопригодности.

На фиг, 1 изображена предлагаемая топка, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А.на фиг. 1; на фиг. 3 — 5 — варианты узла,l на фиг, 1; на фиг. 6 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Горизонтальная циклонная топка 1 разъемная и содержит две части; камеру горения 2, камеру 3, фронтальную стенку 4, воздушную рубашку 5, разделительную перегородку в виде разъема 6.

„„5U „„1806309 АЗ циклонная топка выполнена разъемной на две части в вертикальной плоскости у фронтальной стенки с воэможностью перемещения этой стенки в осевом направлении, причем разъем выполнен в виде прикрепленных к обечайкам воздушной рубашки каждой из частей топки кольцевых перегородок, перекрывающих сечение рубашки и снабженных отверстиями для прохода воздуха из одной части рубашки в другую и средством для их скрепления, а стык перегородок изнутри уплотнен с помощью прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с воэможностью сопряжения торцовых его стенок с футеровкой обеих частей топки при их соединении и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки, 6 ил., 1 табл, Разьем 6 с кольцевым выступом 7 из огнеупорного кирпича включает в себя скрепляющие струбцины 8, кольцевые перегородки 9 и 10, которые крепятся к обечайкэм 11, 12 воздушной рубашки 5. Разъем 6 разделяет воздушную рубашку

5 на кольцевые камеры 13 и 14, которые снаружи ограничиваются корпусом 15, и имеет отверстия 16 по периметру, а примыкающая к фронтальной стенке 4 кольцевая камера 13 снабжена профилирующими пластинками 17, которые образуют каналы 18. переходящие к центру фронтальной стенки

4 в систему тангенциальных сопел 19.

Топка также имеет ступенчатые фурмы

20 и 21. влет форсунки 22, штуцер 23, два аэродинамических пережимэ 24 и 25.

1806309

10

Фронтальная стенка.4 включает в себя крышку 26 и кожух 27, между которыми расположена воздушная рубашка 5, и катки 28 для ее перемещения.

Горизонтальная циклонная топка работает следующим образом.

Холодный воздух через штуцер 23 и кольцевую камеру 14 поступает к разделительной перегородке 6 и через систему отверстий 16 подается в каналы 18, а из тангенциальных сопел 19 входит в камеру горения 2 в виде тангенциально закрученного потока. Отверстия 16 располо>кены по окружности разделительной перегородки 6, которая представлена в виде разъема, состоящего из разделительных перегородок 9 и 10. Отверстия 16 соединены с воздушной рубашкой кольцевых камер 13 и 14. Кольцевой выступ 7 топки выполнен из огнеупорного материала и является уплотняющим узлом кольцевой камеры 13 и 14. Кольцевая камера 14 имеет возможность перемещаться по каткам 28, .

Поток воздуха поступает в камеру горения горизонтальной циклонной топки частями: через аэродинамические пережимы 24 и 25, фурмы 20 и 21 и тангенциальные сопла 19.

В аэродинамические пережимы поступает 8-10 / общего количества воздуха.

Расход воздуха регулируется при помощи специальных клапанов, изменение расхода воздуха изменяет гидродинамическое сопротивление ее и относительную скорость между частицами топлива и газовым потоком, а также способствует лучшему окислению несгоревших частиц топлива, В тангенциальные ступенчатые фурмы

20 и 21 поступает около 80 / воздуха. Фурмы 21 выполнены ступенчатыми и установлены между аэродинамическими пере>кимами 24 и 25 ближе к аэродинамическому пережиму 24. Такое расположение фурм существенно создает положительный эффект. Когда поток продуктов сгорания топлива выходит через центральное отверстие аэродинамического пере>кима 24, он уже не имеет вращательного движения и скорость движения несгоревших частиц топлива близка к скорости газовой части потока, движение потока поступательное.

Когда в камере дожигания имеется дополнительная ступенчатая фурма, тогда воздух, выходящий из нее со скоростью 35 — 50 м/с. закручивает поток газов и смешивается с ним. Происходит увеличение относительной скорости, т.е. увеличивается разность скорости между частицей топлива и окислителем, возрастает скорость реакции горения, а также увеличивается время нахождения крупных частиц в топке, т,к. под действием центробежных сил потока они отбрасываются от центра к периферии и их путь становится длиннее, Тангенциальные ступенчатые фурмы 20 установлены в камере горения, воздух из них выходит со скоростью 35 — 50 м/с и его кинетическая энергия достаточна для распыла струи топлива и перемешивания его равномерно в своей массе.

Воздух, поступающий к соплам 19, охла>кдает футеровку топки и фронтальной стенки, а также разделительную перегородку 6 от избыточного тепла топочных газов и предотвращает поступление топочных газов в кольцевые камеры 13 и 14, Если отверстий 16 не будет, то воздух не будет перетекать из кольцевой камеры 14 в кольцевую камеру 13, то и кольцевая разделительная перегородка 6 не будет охлаждаться и под действием тепла топочных газов она будет перегреваться и часто выходить из строя, Кроме того, в месте разъема разделительной перегородки 6 топочные газы будут поступать из топочной камеры наружу, так как будет отсутствовать избыточное давление воздуха; поэтому кольцевая разделительная перегородка 6 имеет выступ 7, Если кольцевую разделительную перегородку 6 выполнить неразъемной, тогда нельзя будет отсоединять фронтальную стенку 4 от камеры горения 2 и для осмотра, и ремонтных работ потребуется создание специальных люков и также в этой зоне не будет охлаждаться, повысятся тепловыделения в окружающую среду, снизится срок службы футеровки.

Отверстия 16 расположены равномерно по окружности кольцевой разделительной перегородки 6, поэтому воздух из кольцевой камеры 14 поступает равномерно в кольцевую камеру 13 и заполняет каналы

18, образованные направляющими профилирующими пластинами 17.

По мере приближения к соплам 19 сечение каналов 18 уменьшается и становится минимальным на срезе сопел 19.

Следовательно, на срезе сопел 19 получается самая большая скорость воздуха, причем воздух имеет тангенциальное вращение.

Так как воздух соприкасается с горячими поверхностями топки, то он нагревается. а так как горячий воздух соприкасается с устройством для подачи топлива (форсункой, горелкой), то он подогревает это топливо, горячее топливо лучше горит.

Когда воздух поступает в камеру горения 2, он растекается по футеровке и предо180., 9 храняет футеровку фронтальной стенки 4 от Количество оксидов азота перед входом коксования несгоревшими частицами топ- в котел утилизатор мг/нм 35 — 40

1 лива жидкого или твердого пылевидного, а Межремонтный пробег футеровки также турбулизирует поток и позволяет сжи- фронтальной стенки, мес >24-30 гать топливо с меньшими избытками возду- 5 Относительно известной циклонной ха, что снижает образование оксидов азота. топки по авт. свид, СССР N 1200077, кл. F

Мазут подается втопкуаксиальночерез 23 С 5/06,. принятой в качестве прототипа, форсунку, проходящую через отверстие, об- предложенная барабанная сушильная устаразовэнное системой тангенциальных сопл новка имеет преимущества и положитель19, где он подогревается горячим воздухом, 10 ный эффект, которые отражены в затем перемешивается с ним в топочной нижеследующей таблице. камере и сгорает, Продукты сгорания имеют Таким образом, оборудование фронвращательное движение и поступают вдоль тальной стенки горизонтальной циклонной камеры горения 2 к аэродинамическим пе- топки"с перфорированной разделительной режимам 24 и 25, после чего поступают на 15 перегородкой, состоящей иэ двух сопря-. женных между собой частей с огнеупорным

Оборудование фронтальной стенки 4 выступом, расположенный междуфронталькаткэми 28 позволяет быстро и без особых ной стенкой и ступенчатыми фурмами, а такусилий отсоединять фронтальную стенку 4 же оборудование камеры направляющими от камеры горения 2. 20 пластинами, ограничивающими суживаюПример. Циклонная топка выполнена щие каналы в виде тангенциальных сопел, согласно черт. фиг. 1-3 или 4, или 5, 6, Фрон- позволяет охлаждать фронтальную стенку тальная стенка состоит из кольцевой каме- воздухом, в результате чего повышается ры, образованной крышкой и кожухом, межремонтный пробег циклонной печи в 2

Крышка имеет направляющие пластины, 25 раза, а также интенсифицирует процесс концы которых образуют систему тангенци- окисления топлива, в результате чего сниальных сопел. жается коэффициент избытка. воздуха и коЦиклонная топка имеет воздушную ру- личество образовавшихся окислов азота. башку, штуцер для ввода холодного воздуха По отношению к прототипу для сжигаи соединен с фронтальной стенкой перфо- 30 ния серы предложенная циклонная топка рированной разделительной перегородкой, позволяет повысить межремонтный пробег выполненной из двух частей. Фронтальная . в 1,5 — 2 раза снизить образование оксидов

1 стенка имеет катковые устройства, части азота в 1,5 — 2 раза, снизить выделения в разделительной перегородки крепятся друг окружающую среду и повысить тепловое нак другу струбцинами, В циклонной топке 35 пряжение топочного объема на 5-6%. Раэьсжигают жидкую серу с низшей теплотвор- емнэя разделительная перегородка делает ной способностью 9100 кДж/кг, доступ в топку более безопасным и снижает

Циклонная топка работает со следую- трудозатраты на сборочно-рэзборочные ращими показателями. боты, Количество воздуха поступающего в 40 . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я воздушный зазор, нм /ч, 25000 Горизонтальная циклонная топка, соТемпература воздуха, поступающего в держащая корпус с воздушной рубашкой, воздушный зазор, С, 150 футеровкой и осевым горелочным устройстТемпература воздуха перед раздели- вом, расположенным на фронтальной стентельной перегородкой, С, 190 45 ке и сообщающимся по воздуху с воздушной

Температура воздуха перед форсункой, рубашкой, отличающаяся тем, что, с оС 210 целью повышения эксплуатационной наРасход серы, кг/ч, 4500 дежности путем улучшения ее ремонтоприТепловое напояжение топочного обье- годности, топка выполнена разьемной на

3: „6 ма, кДж/м ц9,6 "1.0 50 две части в вертикальной плоскости у фронКоэффициент избытка воздуха в камере тальной стенки с возможностью перемещегорения, а =1,02 ния последней в осевом направлении, Коэффициент избытка воздуха в камере причем разъем выполнен в виде прикрепдожигания и перед входом в котел-утилиэа-. ленных к обечайкам воздушной рубашки тор, а1 =1,56 55 каждой из частей топки кольцевых перегоТемпература факела в камере горения, родок, перекрывающих сечение рубашки и о

С, 1800 снабженных отверстиями для прохода возТемпература продуктов сгорания на, духа из одной части рубашки в другую и входе в котел-утилизатор, С 1300 средством для их скрепления, а стык перегородок изнутри топки уплОтнен с помощью

1806309

ПЬкаэатели

Тип топки авт)саид, 1200077 предлагаемая

Количество воздух поступающею в воздушный зазор, нм /ч

Температура воздуха, поступающего в воздушный зазор, С

Температура воздуха перед разделительной перегс(родкой ОС

Температура воздуха перед форсункой, С

Расход серы, кг/ч.Тепловое напряжение топочного объема, кДж/м ч. э

Коэффициент избытка воздуха в камере горения

Коэффициент избытка воздуха перед входом в котелутилизатор

Температура факела в камере горения, С

Температура продукта сгорания на входе в котел-утилизатор, С

Количество оксидов азота перед входом в котел- утилизатор, мг/нмэ

Межремонтный пробег футеровки фронтальной стенки,мес.

25000

25000

150

150

4500, 9,6 10

1,02

9,0 10

1,05

1,56,.1,56

1300

1300

60-70

12-18

35-40

24-30 прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с возможностью сопряжения торцевых его стенок с футеровкой обеих частей топки при их соединении, и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки.

180б309

Составитель А.Сидор

Техред М,Моргентал

Корректор И.Шмакова

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 971 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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