Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к организации вихревого топочного процесса, в частности к процессам и устройствам, регулирующим систему нижнего дутья при сжигании пылевидного топлива в вихревой топке. Способ сжигания топлива в вертикальной вихревой топке включает одновременную подачу топлива к пылеугольным горелкам и вторичного воздуха в сопла, расположенные в устье холодной воронки, стенки сопел охлаждают вторичным воздухом. Вторичный воздух после охлаждения стенок сопел подают в зону горения. Объем вторичного воздуха, используемого для охлаждения сопел, составляет 10...90% от общего объема вторичного воздуха, подаваемого на сопла. Вторичный воздух перед подачей в зону горения смешивают с пылевидным топливом. Устройство для сжигания топлива способом по п. 1 содержит вертикальную вихревую топку, оборудованную наклонными пылеугольными горелками и холодной воронкой, в устье которой расположены сопла вторичного воздуха, воздуховоды, источник воздуха, вокруг стенок сопел расположены охлаждающие рубашки, а сопла вторичного воздуха соединены с источником воздуха и транспортом топлива посредством воздуховодов. Охлаждающие рубашки соединены воздуховодом с источником вторичного воздуха. Стенки охлаждающих рубашек являются ребрами жесткости. Стенки охлаждающих рубашек выполнены из жаростойкого металла. Полости сопла и рубашки сообщаются с помощью отверстия или отверстий в смежной стенке. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность и увеличить срок службы сопел вихревой топки. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к организации вихревого топочного процесса, в частности к процессам и устройствам, регулирующим систему нижнего дутья при сжигании пылеугольного топлива в вихревой топке.

Известен способ сжигания топлива в вертикальной вихревой топке, включающий одновременную подачу топлива к пылеугольным горелкам и вторичного воздуха в сопла нижнего дутья, расположенные в устье холодной воронки и выполненные в виде ленты по всей ширине топочной камеры [патент РФ 2079780, 1997], или в виде коробов [а.с. СССР 1394852, 1988].

Длительная работа сопел при высоких температурах изменяет структуру и снижает прочность металла, из которого изготовлены сопла, что ведет к деформации щелевых каналов сопел, короблению конструкций и изменению траектории движения газов и формы факела, и как следствие, способствует нарушению режимов сжигания топлива, снижению срока эксплуатации и надежности сопел.

В качестве прототипа выбрана пылеугольная топка, в которой сжигание топлива производится в вертикальной призматической вихревой топке, причем одновременно производится подача топлива к наклонным пылеугольным горелкам и подача вторичного воздуха от источника воздуха через воздуховоды в сопла нижнего дутья, которые расположены в устье холодной воронки [3], Сопла нижнего дутья образованы зазорами между трубами, экранирующими холодную воронку.

Тем не менее длительная работа сопел при высоких температурах ведет к разрушению сварных швов, изменению структуры и снижению прочности металла, из которого изготовлены сопла, что, в свою очередь, ведет к деформации каналов сопел, короблению конструкции, при этом изменяется траектория движения газов и форма факела, что нарушает режимы сжигания топлива.

Решаемая техническая задача - повышение надежности и увеличение срока службы сопел при работе в зоне высоких температур вихревой топки, а также стабилизация режимов сжигания топлива.

Данная задача решается предлагаемым способом сжигания топлива в вертикальной вихревой топке, включающим в себя одновременную подачу топлива к пылеугольным горелкам и вторичного воздуха в сопла, расположенные в устье холодной воронки. Новым в предлагаемом способе является то, что стенки сопел охлаждают вторичным воздухом, который после охлаждения этих стенок можно подавать в зону горения. Перед подачей в зону горения вторичный воздух можно смешивать с пылевидным топливом. Объем вторичного воздуха, используемого для охлаждения стенок сопел, может составлять 10...90% от общего объема вторичного воздуха, подаваемого на сопла.

Предлагаемый способ сжигания топлива реализован в устройстве, содержащем вертикальную вихревую топку, оборудованную наклонными пылеугольными горелками и холодной воронкой, в устье которой расположены сопла вторичного воздуха, воздуховоды, источник воздуха. Новым является то, что вокруг стенок сопел расположены охлаждающие рубашки, а сопла вторичного воздуха соединены с источником воздуха и транспортом топлива посредством воздуховодов. Охлаждающие рубашки могут быть соединены воздуховодом с источником вторичного воздуха. Лучше, когда стенки охлаждающих рубашек являются ребрами жесткости и выполнены из жаростойкого металла. Полости сопла и рубашки могут сообщаться с помощью отверстия или отверстий в смежной стенке.

Изобретение поясняется схематическим чертежом, на котором показан разрез нижней части вихревой топки. Стрелками показано направление движения воздуха.

Изобретение поясняется примером конкретного выполнения.

Устройство для сжигания топлива содержит вертикальную вихревую топку 1, оборудованную наклонными пылеугольными горелками 2 и холодной воронкой 3, в устье которой расположены сопла 4 вторичного воздуха, соединенные воздуховодами 5 с источником воздуха 7 и транспортом топлива 8. Вокруг сопел 4 выполнены охлаждающие рубашки 9, которые соединены воздуховодом 6 с источником вторичного воздуха 7, и при работе сопел 4 в охлаждающие рубашки 9 поступает холодный вторичный воздух, который понижает температуру нагревания сопел 4, сохраняет структуру и прочность металла, из которого изготовлены сопла 4, предотвращает их коробление и деформацию, повышает их надежность и увеличивает срок эксплуатации. Одновременно с этим стенки охлаждающих рубашек 9 являются ребрами жесткости, препятствующими короблению и деформации сопел 4 при работе в зоне высоких температур. Стенки охлаждающих рубашек 9 выполнены из жаростойкого металла. В стенках сопел 4 выполнено отверстие 11.

При сжигании угольного топлива в вертикальной вихревой топке 1 одновременно подают топливо к пылеугольным горелкам 2 и вторичный воздух в сопла 4, расположенные в устье холодной воронки 3. Стенки сопел 4 охлаждают вторичным воздухом, проходящим через рубашки 9, который затем через отверстие 11 подают в зону горения 10, Перед подачей в зону горения 10 вторичный воздух смешивают с пылеугольным топливом в рубашке 9, подавая пылеугольную смесь через транспорт 8. Объем вторичного воздуха, подаваемого в рубашку 9, составляет 10...90% от общего объема вторичного воздуха, подаваемого на сопла 4.

Формула изобретения

1. Способ сжигания топлива в вертикальной вихревой топке, включающий одновременную подачу топлива к пылеугольным горелкам и вторичного воздуха в сопла, расположенные в устье холодной воронки, отличающийся тем, что стенки сопел охлаждают вторичным воздухом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторичный воздух после охлаждения стенок сопел подают в зону горения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем вторичного воздуха, используемого для охлаждения сопел, составляет 10...90% от общего объема вторичного воздуха, подаваемого на сопла.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что вторичный воздух перед подачей в зону горения смешивают с пылевидным топливом.

5. Устройство для сжигания топлива способом по п.1, содержащее вертикальную вихревую топку, оборудованную наклонными пылеугольными горелками и холодной воронкой, в устье которой расположены сопла вторичного воздуха, воздуховоды, источник воздуха, отличающееся тем, что вокруг стенок сопел расположены охлаждающие рубашки, а сопла вторичного воздуха соединены с источником воздуха и транспортом топлива посредством воздуховодов.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что охлаждающие рубашки соединены воздуховодом с источником вторичного воздуха.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что стенки охлаждающих рубашек являются ребрами жесткости.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что стенки охлаждающих рубашек выполнены из жаростойкого металла.

9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что полости сопла и рубашки сообщаются с помощью отверстия или отверстий в смежной стенке.

РИСУНКИ

Рисунок 1