Топка котла

 

Использование: на тепловых электростанциях. Сущность изобретения: топка котла содержит настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами на центральную и периферийные камеры сгорания. Двухсветные экраны в нижней части содержат выступы по всей ширине экранов, обращенный внутрь центральной камеры сгорания. Ось горелки периферийной камеры сгорания направлена на середину двухгранного угла, образованного верхним и нижним скатами. Плоскость нижнего ската со стороны периферийной камеры сгорания направлена на срез верхнего торца выходного участка воздушного сопла, направленного внутрь центральной камеры сгорания и расположенного на уровне нижнего перепускного окна, а дополнительные горелки установлены на настенных экранах, свободных от периферийных камер сгорания, над верхними скатами и направлены вдоль их. Под горелками могут быть установлены воздушные сопла, направленные на середину двухгранного угла. Нижний скат покрыт бронеплитой со стороны камеры сгорания, а над соплами установлены бронеплиты. При подаче крупнодисперсной пыли в горелки, она дробится при ударе с бронеплиты и подхватывается соплом, догорая в камере сгорания в тангенциальном вихре, создаваемым горелками. При развороте пыли на двухгранном угле поток сжимается настенными экранами до ширины сопла, что исключает недожог с проводом. Выступ исключает вертикальное перемещение пыли вдоль экранов со стороны камеры сгорания, что увеличивает время пребывания пыли в камере. Сепарация твердых частиц недожога в углах газохода исключена в горелочном поясе, так как углы газохода закрыты экранами. 2 ил.

Изобретение относится к сжиганию топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известна вертикальная топка /авт. свид. СССР N 717493, кл. F23C5/08, 1978/, содержащая настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами на центральную и периферийную камеры сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами, при этом двухсветные экраны установлены с примыканием к смежным настенным экранам, образующим углы газохода.

Недостатком известной топки является отсутствие термоподготовки топлива перед сжиганием, что затягивает процесс горения.

Известна топка котла /авт.свид. СССР N 1298480, кл. F23C5/08, 1985/, содержащая настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами на центральную и периферийные камеры сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами, при этом двухсветные экраны установлены с примыканием к смежным настенным экранам, образующим углы газохода, на которых установлены горелки и воздушные сопла, направленные соответственно внутрь периферийных и центральной камеры сгорания.

Недостатком известной топки является сложность ее изготовления. Известно топочное устройство /авт. свид. СССР N 1740869, кл. F23C5/08/, содержащее настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами на центральную и периферийные камеры сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами, при этом двухсветные экраны установлены с примыканием к смежным настенным экранам, образующим углы газохода, на которых установлены горелки, направленные внутрь периферийных камер сгорания.

Недостатком известного топочного устройства является отсутствие термоподготовки крупнодисперсной пыли, что затягивает горение.

Известна топка котла /авт. свид. СССР N 1379569, кл. F23C5/08, 1986/, содержащая настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами на центральную и периферийные камеры сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами, на уровне которых установлены горелки и воздушные сопла, направленные соответственно внутрь периферийных и центральной камер сгорания, при этом двухсветные экраны в верхней и нижней частях примыкают к настенным экранам, образующим углы газохода, на которых установлены указанные горелки и воздушные сопла, и дополнительные горелки.

Недостатком известной топки является сложность ее изготовления.

Задача изобретения повышение эффективности термоподготовки и упрощение конструкции топки.

Задача решается тем, что в топке котла, содержащей настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами на центральную и периферийные камеры сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами, на уровне которых установлены горелки и воздушные сопла, направленные соответственно внутрь периферийных и центральной камер сгорания, при этом двухсветные экраны примыкают к настенным экранам, образующим углы газохода, на которых установлены указанные горелки и воздушные сопла, и дополнительные горелки, согласно изобретению, двухсветные экраны в нижней своей части содержат выступ, размещенный по всей их ширине, обращенный внутрь центральной камеры сгорания, при этом оси горелок направлены на середину двухгранного угла образованного между верхними и нижними скатами выступов, плоскость которых направлена на верхний торец воздушных сопел, а дополнительные горелки установлены на настенных экранах, свободных от периферийных камер сгорания, над верхними скатами выступов.

Выполнение выступа в нижней части двухсветных экранов, размещенного по всей их ширине, обращенного внутрь центральной камеры сгорания, с направлением осей горелок периферийных камер сгорания на середину двухгранного угла, образованного между верхними и нижними скатами выступов, плоскость которых направлена на верхние торцы воздушных сопел, позволяет организовать термоподготовку крупнодисперсной пыли внутри периферийных камер сгорания с подачей готовой к горению пыли к устью воздушных сопел с помощью разворота ее к воздушному соплу на двухгранном угле, образованном и нижним скатом выступом. После поворота потока пыли на двухгранном угле, поток сжимается настенными экранами смежных стенок периферийной камеры сгорания и сходится в точке над верхним срезом торца воздушного сопла и подхватывается воздушным потоком. Выполнение выступов, обращенных внутрь центральной камеры сгорания, позволяет задерживать на выступах пыль, подаваемую из дополнительных горелок, установленных на настенных экранах, свободных от периферийных камер сгорания, над верхними скатами выступов. Выступы, обращенные внутрь центральной камеры сгорания играют роль пережимов, на которых происходит задержка пыли при ее тангенциальном вращении на одном горизонтальном уровне.

При многоярусной системе горелок двухсветные экраны устанавливаются в горелочном поясе, что увеличивает интенсивность крутки внутрь горелочного пояса, так как исключается сепарация пыли в углы газохода, перекрытые в горелочном поясе двухсветными экранами.

Для обеспечения эффективной термоподготовки при многоярусной системе горелок, внутри периферийных камер сгорания, под горелками, могут быть установлены дополнительные воздушные сопла, направленные, как и горелки, своими осями на середину двухгранного угла, образованного верхним и нижним скатами выступа. Это увеличивает температуру в периферийных камерах сгорания и реализует ступенчатое сжигание пыли, снижающее окислы азота.

На фиг. 1 изображена топка котла, продольный разрез по диагонали; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Топка котла содержит настенные экраны 1, образующие многогранный газоход, разделенный двухсветными экранами 2 на центральную и периферийные камеры 3 и 4 сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами 5 и 6, на уровне которых установлены горелки 7 и воздушные сопла 8, направленные соответственно внутрь периферийных и центральной камер 4 и 3 сгорания, при этом двухсветные экраны 2 примыкают к настенным экранам 1, образующим углы газохода, на которых установлены указанные горелки и воздушные сопла. Двухсветные экраны 2 в нижней своей части содержат выступ 9, размещенный по всей их ширине, обращенный внутрь центральной камеры 3 сгорания, при этом оси горелок 7 направлены на середины двухгранных углов 10, образованных верхними и нижними скатами 11 и 12 выступов 9. Плоскость нижнего ската 12 направлена на верхний срез выходного торца воздушного сопла 8, а дополнительные горелки 13 установлены на настенных экранах 1, свободных от периферийных камер 4 сгорания, над верхними скатами 11 выступов 9. На уровне воздушных сопел 8 могут быть установлены на настенных экранах 1, под горелками 13, горелки 14 для тангенциальной крутки пыли, подхваченной соплами 8. Горелки 7 подсоединены к первому отводу центробежного пыледелителя /на чертеже не обозначен/, а горелки 13 и 14 к последующим отводам по высоте. Под горелкой 7 может быть установлено воздушное сопло 15, направленное на середину двухгранного угла 10 для усиления напора пылевого потока, идущего к соплу 8 и для повышения температуры в камере 4 сгорания. Сопло 15 устанавливается при многоярусной системе горелок при большой высоте экрана 2. Плоскость нижнего ската 12 со стороны периферийной камеры сгорания может быть покрыта бронеплитой 16. Над соплом 8 может быть установлена бронеплита 17.

Топка котла работает следующим образом.

Крупнодисперсная пыль с первого отвода центробежного пыледелителя /не обозначен/ направляется с первичным воздухом в горелку 7, где воспламеняется от горячих топочных газов, засасываемых в периферийные камеры сгорания 4 через верхние перепускные окна 5 при работе горелок 7 и воздушных сопел 8 и 15 за счет эжекции. Аэросмесь ударяется о бронеплиту 16, дробится и рикошетирует на сопло 8, где подхватывается воздухом и выносится в камеру 3 сгорания. В камере 3 сгорания аэросмесь закручивается тангенциальными горелками 13 и 14 и выгорает. Выступ 9 препятствует выносу крупной пыли в верхнюю часть топки, а также опусканию факела от горелок 13 ниже выступа 9. В камерах 4 сгорания выгорает мелкая пыль, а крупная коксуется и выгорает в камере 3 сгорания. Дробление пыли на бронеплитах 16 и 17 способствует ее быстрому выгоранию. Для усиления напора и температуры, через сопло 15 может подаваться дополнительный воздух в камеру 4 сгорания. Это особенно эффективно при многоярусной системе горелок, так как струи от горелки слабеют при значительной высоте экрана 2. Воздух, выходящий из сопла 15, подхватывает пыль из горелки 7 и усиливает разворот струи к соплу 8. При проходе струи к соплу 8 поток сжимается смежными настенными экранами 1 и выходит прямо на сопло 8, что исключает недожог с провалом.

Установка двухсветных экранов 2 с выступом 9 в горелочном поясе поток с многоярусным расположением горелок исключает сепарацию крупной пыли в углы топки, так как углы в предлагаемой конструкции перекрыты двухсветными экранами 2, а выступ 9 предупреждает сепарацию крупной пыли в центральной камере 3 сгорания, так как является стабилизатором, исключающим вертикальную циркуляцию пыли у стенок двухсветных экранов 2 со стороны центральной камеры 3 сгорания. Двухсветные экраны 2 могут быть выполнены из двух C-образных экранов, заведенных внутрь топки через настенные экраны 1 путем вырезки двух труб.

Термоподготовка пыли перед сжиганием обеспечивает стабильную работу топки при меняющихся параметрах углей. Установка двухсветных экранов 2 исключает подачу газов рециркуляции внутрь топочной камеры для снижения температуры на выходе. Это повышает КПД котла на 1 ^oC 1,5% за счет экономии энергии, идущей на дымососы.

Формула изобретения

Топка котла, содержащая настенные экраны, образующие многогранный газоход, разделенный двусветными экранами на центральную и периферийные камеры сгорания, сообщающиеся верхними и нижними перепускными окнами, на уровне которых установлены горелки и воздушные сопла, направленные соответственно внутрь периферийных и центральной камер сгорания, при этом двухсветные экраны примыкают к настенным экранам, образующим углы газохода, на которых установлены указанные горелки и воздушные сопла, и дополнительные горелки, отличающаяся тем, что каждый двухсветный экран в нижней части содержит размещенный по всей его ширине выступ, обращенный внутрь центральной камеры сгорания, при этом ось горелки направлена на середину двухгранного угла, образованного верхними и нижним скатом выступа, плоскость которого направлена на верхний срез выходного торца воздушного сопла, а дополнительные горелки установлены на настенных экранах, свободных от периферийных камер сгорания, над верхними скатами выступов, и направлены вдоль их.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2