Циклонный предтопок (варианты)

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в вихревых камерах. Циклонный предтопок содержит камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива с периферийным завихрителем, короба для тангенциальной подачи воздуха и низкореакционного топлива через окна в стенке камеры сгорания, причем окна являются смежными, а окно для подачи воздуха расположено первым по ходу тангенциальной закрутки потока. Предтопок содержит по окружности поперечного сечения как минимум два окна для подачи воздуха, причем смежные окна расположены в нижней части камеры сгорания, и содержит торцевую вихревую камеру. Циклонный предтопок содержит камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива, короб подвода воздуха вокруг стенок камеры сгорания, торцевую вихревую камеру, и проходящее через нее и торцевую часть камеры сгорания устройство для подачи низкореакционного топлива в виде осевого кольцевого канала, который дополнительно содержит осевой периферийный завихритель и лопаточный завихритель внутри канала, а в стенках камеры сгорания выполнены окна для тангенциальной подачи воздуха из короба в камеру сгорания. Задача изобретения: стабилизация воспламенения факела и оптимизация регулирования процесса горения, что позволяет избежать пульсации и обрыва факела пламени, повысить качество смесеобразования и турбулентность потока внутри камеры сгорания, уменьшить шлакообразование. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в вихревых камерах.

Наибольшее распространение получили циклонные предтопки с тангенциальной подачей топлива. Так, известен циклонный предтопок, содержащий камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива с периферийным завихрителем, короб для тангенциальной подачи воздуха через окна в стенке камеры сгорания (см. SU 1508048, F 23 С 5/32, 1989).

Данный предтопок не предназначен для сжигания пылевидного топлива.

Известен циклонный предтопок, содержащий камеру сгорания, торцевую вихревую камеру, радиально расположенные отверстия для подачи воздуха и короб для тангенциальной подачи низкореакционного топлива через окна в стенке камеры сгорания, причем окно для подачи топлива располагается выше отверстий для подачи воздуха (US 4351251, F 23 D 1/02, 1982).

Указанное изобретение не позволяет избежать пульсаций и обрыва факела пламени.

Наиболее близким аналогом к первому варианту изобретения является циклонный предтопок, содержащий камеру сгорания с осевой горелкой высокореакционного топлива с периферийным завихрителем, короба для тангенциальной подачи воздуха и низкореакционного топлива через окна в стенке камеры сгорания, причем окна являются смежными, а окно для подачи воздуха расположено первым по ходу тангенциальной закрутки потока (SU 1185015, F 23 С 1/10, 1985).

Недостатками указанного изобретения являются нестабильность воспламенения факела и слабое регулирование процесса горения и, как следствие, пульсирующий характер горения вплоть до срыва факела, плохое смесеобразование из-за низкой турбулентности, недостаточная самоочистка и оседание шлака на стенках камеры.

Наиболее близким аналогом для второго варианта является циклонный предтопок, содержащий камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива, короб подвода воздуха вокруг стенок камеры сгорания, торцевую вихревую камеру, и проходящее через нее и торцевую часть камеры сгорания устройство для подачи низкореакционного топлива в виде осевого кольцевого канала (US 4492171, F 23 D 1/02, 1985).

Недостатками указанного изобретения являются нестабильность воспламенения факела и слабое регулирование процесса горения и, как следствие, пульсирующий характер горения вплоть до срыва факела, плохое смесеобразование из-за низкой турбулентности, недостаточная самоочистка и оседание шлака на стенках камеры.

Задачей заявляемого изобретения является стабилизация воспламенения факела и улучшение регулировки процесса горения, что позволит избежать пульсации и обрыва факела пламени, повысить качество смесеобразования и турбулентность потока внутри камеры сгорания, уменьшить шлакообразование.

Задача решается тем, что циклонный предтопок содержит камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива с периферийным завихрителем, короба для тангенциальной подачи воздуха и низкореакционного топлива через окна в стенке камеры сгорания, причем окна являются смежными, а окно для подачи воздуха расположено первым по ходу тангенциальной закрутки потока, кроме того, предтопок содержит по окружности поперечного сечения как минимум два окна для подачи воздуха, причем смежные окна расположены в нижней части камеры сгорания, и содержит торцевую вихревую камеру.

Окна для подвода воздуха расположены равномерно по окружности камеры сгорания.

По длине камеры окна разделены на отдельные участки.

Предтопок содержит устройство регулирования площади сечения окон.

Участки окна снабжены отдельными устройствами регулирования площади сечения окна.

Указанная задача решается также тем, что циклонный предтопок содержит камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива, короб подвода воздуха вокруг стенок камеры сгорания, торцевую вихревую камеру, и проходящее через нее и торцевую часть камеры сгорания устройство для подачи низкореакционного топлива в виде осевого кольцевого канала, который дополнительно содержит осевой периферийный завихритель и лопаточный завихритель внутри канала, а в стенках камеры сгорания выполнены окна для тангенциальной подачи воздуха из короба в камеру сгорания.

Периферийный завихритель выполнен лопаточным.

Предтопок содержит кольцевое окно для подачи воздуха, расположенное вокруг осевого кольцевого канала для подачи низкореакционного топлива.

Кольцевое окно содержит периферийный лопаточный завихритель.

На фиг.1 показан продольный разрез циклонного предтопка с тангенциальной подачей топлива.

На фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 показан продольный разрез циклонного предтопка с осевой подачей топлива.

На фиг.4 - поперечный разрез В-В на фиг.3.

На фиг.5 - устройство регулирования площади сечения окон.

Циклонный предтопок по первому варианту (с тангенциальной подачей топлива) содержит футерованную изнутри камеру 1 сгорания с осевой мазутной форсункой 2 и с периферийным лопаточным завихрителем 3, короб 4 для тангенциальной подачи воздуха через окна 5, выполненные в стенке камеры 1 сгорания, торцевую вихревую камеру 6.

Низкореакционное пылеугольное топливо подается через окна 7, выполненные в стенке камеры 1 сгорания, из коробов 8 тангенциальной подачи. Окна 5 и 7 являются смежными и расположены в нижней части камеры 1 сгорания. Окна 5 для подачи воздуха располагаются равномерно по окружности камеры 1 сгорания. Окна 5 и 7 разделены по длине камеры 1 сгорания на отдельные участки. Расширение возможности регулирования процесса горения может осуществляться с помощью регулировки площади сечения окон 5 для подачи воздуха с помощью устройства регулирования, в частности с помощью поворотной заслонки 20.

При работе предтопка воздух подается в короб 4, торцевую вихревую камеру 6 и периферийный лопаточный завихритель 3, а также через окна 5 и попадает в камеру 1 сгорания, где смешивается с подогретой пылеугольной воздушной смесью, подаваемой по коробам 8 через окна 7.

Циклонный предтопок по второму варианту (с осевой подачей топлива) содержит камеру 9 сгорания с осевой мазутной форсункой 10, короб 11 подвода воздуха вокруг стенок камеры 9 сгорания, торцевую вихревую камеру 12, устройство для подачи низкореакционного топлива (пылеугольной воздушной смеси) в виде осевого кольцевого канала 13 с приемным бункером 14 для подачи пылеугольной воздушной смеси. Канал 13 выполнен вокруг осевой форсунки 10 и снабжен осевым периферийным лопаточным завихрителем 15. Окна 16 для тангенциальной подачи воздуха выполнены в футерованных стенках камеры 9 сгорания. Внутри осевого кольцевого канала 13 располагается дополнительный лопаточный завихритель 17, а вокруг осевого кольцевого канала выполнено кольцевое окно 18 для подачи воздуха с собственным периферийным лопаточным завихрителем 19.

При работе предтопка воздух подается в короб 11 подвода воздуха, где разделяется и попадает в торцевую вихревую камеру 12 и через окна 18 и 16 - в камеру 9 сгорания, где смешивается с пылеугольной смесью, подаваемой из бункера 14.

Запуск вышеприведенных предтопков производится на мазуте, после прогрева футерованных стенок камеры сгорания подается пылеугольное топливо. Причем возможно одновременное и попеременное сжигание мазута и угольной пыли.

Формула изобретения

1. Циклонный предтопок, содержащий камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива с периферийным завихрителем, короба для тангенциальной подачи воздуха и низкореакционного топлива через окна в стенке камеры сгорания, причем окна являются смежными, а окно для подачи воздуха расположено первым по ходу тангенциальной закрутки потока, отличающийся тем, что содержит по окружности поперечного сечения как минимум два окна для подачи воздуха, причем смежные окна расположены в нижней части камеры сгорания, и содержит торцевую вихревую камеру.

2. Предтопок по п. 1, отличающийся тем, что окна для подвода воздуха расположены равномерно по окружности камеры сгорания.

3. Предтопок по п. 1, отличающийся тем, что по длине камеры окна разделены на отдельные участки.

4. Предтопок по п. 1, отличающийся тем, что содержит устройство регулирования площади сечения окон.

5. Предтопок по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что участки окна снабжены отдельными устройствами регулирования площади сечения окна.

6. Циклонный предтопок, содержащий камеру сгорания с осевой форсункой высокореакционного топлива, короб подвода воздуха вокруг стенок камеры сгорания, торцевую вихревую камеру, и проходящее через нее и торцевую часть камеры сгорания устройство для подачи низкореакционного топлива в виде осевого кольцевого канала, отличающийся тем, что осевой кольцевой канал для подачи низкореакционного топлива дополнительно содержит осевой периферийный завихритель и лопаточный завихритель внутри канала, а в стенках камеры сгорания выполнены окна для тангенциальной подачи воздуха из короба в камеру сгорания.

7. Предтопок по п. 6, отличающийся тем, что периферийный завихритель выполнен лопаточным.

8. Предтопок по п. 6, отличающийся тем, что содержит кольцевое окно для подачи воздуха, расположенное вокруг осевого кольцевого канала для подачи низкореакционного топлива.

9. Предтопок по п. 8, отличающийся тем, что кольцевое окно содержит периферийный лопаточный завихритель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5