Топка для сжигания газомазутного топлива



Топка для сжигания газомазутного топлива
Топка для сжигания газомазутного топлива
Топка для сжигания газомазутного топлива

 


Владельцы патента RU 2613539:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к устройствам топок паровых котлов со встроенной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, и встроенные в стены встречно расположенные горелки. На расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальная, боковые и задняя стены топки выполнены под углом 4-6° с наклоном вовнутрь топки с образованием четырехгранной усеченной пирамиды. Техническим результатом является повышение надежности и срока службы экранных труб топки. 4 ил.

 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к устройствам топок паровых котлов со встроенной компоновкой газомазутных горелок.

Известна топка парового котла, выполненная в форме прямоугольного параллелепипеда, содержащая экраны прямоугольной формы, оборудованная встроенными горелками (Макаров А.Н. Распределение тепловых потоков в топке парового котла ТГМП-204 // Электрические станции. 2003. №1. С. 20-25).

Недостатком данной топки является ее форма в сочетании со встроенными горелками, обеспечивающая неравномерное распределение тепловых потоков по высоте топки.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению относится топка парового котла сверхкритического давления, выполненная в нижней части в форме прямоугольного параллелепипеда, включающая под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, и встроенные в стены встречно расположенные горелки (Макаров А.Н. Излучение больших газовых объемов и теплообмен в топках паровых котлов // Электрические станции. - 2015. №3. С. 19-24).

Недостатком данной топки является неравномерное распределение тепловых потоков по высоте и периметру стен. В нижней объемной зоне топки, составляющей одну третью часть ее объема, выделяется две третьих части мощности факела, сгорает две третьих топлива. Максимальные тепловые потоки наблюдаются в нижней части фронтальной стены по оси ее симметрии на уровне горелок. В верхней части фронтальной стены по оси ее симметрии тепловые потоки в 6-7 раз меньше, чем в нижней части стены. По периметру любого горизонтального сечения топки, то есть по ширине и глубине, тепловые потоки отличаются в 2-3 раза по оси и на периферии фронтальной, задней и боковых стен. Неравномерное распределение тепловых потоков по высоте, ширине и глубине стен приводит к низкому парообразованию на периферии, а также в верхней части стен - к интенсивному парообразованию и росту внутритрубных отложений в нижней части стен на уровне горелок. Повышение тепловых нагрузок увеличивает температуру стенок металла и способствует возникновению и развитию высокотемпературной коррозии экранных труб. Все вышеперечисленное уменьшает срок службы экранных поверхностей нагрева и, соответственно, снижает надежность работы парового котла.

Задачей изобретения является разработка новой конструкции топки для сжигания газомазутного топлива, позволяющей снизить максимальные тепловые нагрузки в нижней части стен, выровнять тепловые потоки и парообразование в трубах по высоте, ширине и глубине стен и увеличить период между кислотными промывками котла.

Техническим результатом является повышение надежности и срока службы экранных труб топки.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, и встроенные в стены встречно расположенные горелки. Согласно изобретению на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальная, боковые и задняя стены топки выполнены под углом 4-6° с наклоном вовнутрь топки с образованием четырехгранной усеченной пирамиды.

При выполнении на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальной, боковых и задней стен в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном под углом 4-6° вовнутрь топки все четыре стены верхней части приближаются к оси факела, средняя длина пути лучей факела до экранных поверхностей уменьшается, теплоотдача от факела к экранным поверхностям увеличивается, тепловые потоки в верхней части стен также увеличиваются.

При выполнении топки в форме прямоугольного параллелепипеда в нижней части и на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальной, боковых и задней стен в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном под углом 4-6° вовнутрь топки выравнивается тепловыделение по объему топки, увеличиваются тепловые потоки в верхней части, уменьшаются тепловые потоки в нижней части стены.

При выравнивании тепловых потоков по высоте, ширине и глубине стен выравнивается парообразование по высоте труб, а также в трубах, расположенных на центральной оси и на периферии стен. При равномерном парообразовании в трубах по их высоте, ширине, глубине снижаются внутритрубные отложения, увеличивается срок службы экранных поверхностей.

Выполнение фронтальной, боковых и задней стен топки в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном 4-6° вовнутрь топки с расстояния, меньшего 0,33 высоты топки, приведет к увеличению тепловых потоков от факела в нижней части топки, увеличению неравномерности распределения тепловых потоков по высоте топки.

Выполнение фронтальной, боковых и задней стен топки в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном 4-6° вовнутрь топки с расстояния, большего 0,33 высоты топки, приведет к незначительному приближению стен топки к оси факела и такому же незначительному увеличению тепловых потоков в верхней части стен. В результате не устраняется основной недостаток топок, выполненных в форме прямоугольного параллелепипеда, не устраняется неравномерное распределение тепловых потоков по высоте и периметру стен.

При выполнении на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальной, боковых и задней стен в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном вовнутрь топки под углом, большим 6°, увеличиваются сопротивление газовоздушного тракта, мощность электроприводов дутьевых вентиляторов, увеличивается расход электроэнергии на электропривод вентиляторов, на собственные нужды парового котла.

При выполнении на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальной, боковых и задней стен в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном вовнутрь топки под углом, меньшим 4°, стены незначительно приближаются к оси факела, снижается равномерность распределения тепловых потоков по высоте стен, уменьшаются тепловые потоки, парообразование в верхней части стен, коэффициент полезного действия топки парового котла.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сбоку (разрез) предлагаемой топки котла и распределение изотерм по объему факела; на фиг. 2 представлен вид сверху в разрезе А-А; на фиг. 3 - распределение тепловых потоков по высоте экранных поверхностей стен топки устройства по прототипу (1 - распределение тепловых потоков по вертикальной оси симметрии фронтальной стены; 2 - распределение тепловых потоков по вертикальной оси симметрии боковой стены; 3 - распределение тепловых потоков по высоте на периферии боковой стены; 4 - распределение тепловых потоков по высоте на периферии фронтальной стены); на фиг. 4 - распределение тепловых потоков по высоте экранных поверхностей предлагаемой топки, выполненной в форме прямоугольного параллелепипеда в нижней части и на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальная, боковая и задняя стены которой выполнены под углом 4-6° с наклоном вовнутрь топки с образованием четырехгранной усеченной пирамиды (1 - распределение тепловых потоков по вертикальной оси симметрии фронтальной и боковой стен; 2 - распределение тепловых потоков на периферии фронтальной и боковой стен).

Топка состоит из пода 1, свода 2, стен 3, экранов 4, повторяющих внутреннюю поверхность топки. Топка выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда в нижней части 5 и на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода 1, фронтальная, боковые и задние стены 3 топки выполнены под углом 4-6° с наклоном вовнутрь топки с образованием четырехгранной усеченной пирамиды. В стены 3 встроены встречно расположенные горелки 6, которые создают факел 7. Верхняя часть 8 топки соединена с конвективной частью котла газоходом 9.

Топка работает следующим образом.

В горелки 6, встречно расположенные во фронтальной и задней стенах 3, подают топливо, газ или мазут. В процессе сгорания топлива образуется вертикальный факел 7, занимающий весь объем топки. Ядро факела 7 ограничено изотермой 1750°С. Ширина топки такова, что экраны 4, расположенные напротив ядра горения факела 7, удалены от него и тепловые потоки на экраны 4 в наиболее теплонапряженной нижней части 5 снижаются. Догорание топлива происходит в верхней части 8 топки и тепловые потоки на экраны 4 недостаточны для интенсивного парообразования. На расстоянии, равном 0,33 высоты от топки, фронтальная, боковые и задняя стены 3 выполнены в форме четырехгранной усеченной пирамиды с наклоном под углом 4-6° вовнутрь печи, экраны 4 приближены к факелу 7, тепловые потоки на экраны 4 в верхней части топки увеличиваются. По высоте и периметру экранов 4 тепловые потоки выравниваются (фиг. 4), парообразование происходит равномерно по периметру и высоте экранов 4. Снижение тепловых потоков на экраны 4 в нижней части 5 уменьшает температуру экранов 4 и количество отложений в трубах, способствует замедлению их коррозии, что в свою очередь увеличивает срок службы и период между кислотными промывками котла.

В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения.

Топка для сжигания газомазутного топлива, выполненная в нижней части в форме прямоугольного параллелепипеда, включающая под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, и встроенные в стены встречно расположенные горелки, отличающаяся тем, что на расстоянии, равном 0,33 высоты топки от пода, фронтальная, боковые и задняя стены топки выполнены под углом 4-6° с наклоном вовнутрь топки с образованием четырехгранной усеченной пирамиды.



 

Похожие патенты:

Топочные устройства всех типов, используемые в качестве топлива мазут, газ и угольную пыль, имеют камеру сгорания для стабилизации горения и распределения воздуха. Настоящее изобретение представляет камеру сгорания с принудительным реверсированием потока, которая включает в себя корпус, выполненный в форме полости изогнутой формы, подобной кисти руки с пальцами, согнутыми в сторону ладони и симметрично расположенными относительно ее центра.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания жидкого топлива содержит удлиненное отделение для сгорания, содержащее боковые стенки, имеющие внешнюю поверхность и внутреннюю поверхность, определяющие радиальную периферию отделения для сгорания, имеющего центральную ось, проходящую от ближнего конца к дальнему концу этого отделения в продольном направлении, при этом дальний конец является открытым, обеспечивая сообщение по текучей среде изнутри отделения для сгорания и наружу этого отделения; средство для создания воздушного потока для обеспечения потока воздуха в направлении от ближнего конца отделения для сгорания к дальнему концу в направлении, параллельном центральной оси этого отделения; топливную форсунку для аэрации жидкого топлива внутри отделения для сгорания; средство для подачи топлива для подачи жидкого топлива в топливную форсунку; средство обеспечения давления для приложения давления к жидкому топливу, поданному через средство для подачи топлива; слой тепловой изоляции, расположенный радиально между центральной осью отделения для сгорания и боковыми стенками отделения, уменьшающий передачу тепла в направлении от центральной оси отделения для сгорания к боковым стенкам; термопоглощающий слой, расположенный радиально между центральной осью отделения для сгорания и изолирующим слоем, обеспечивающий поглощение тепловой энергии, созданной внутри отделения для сгорания, и ее излучение назад в отделение для сгорания в направлении к центральной оси, когда между отделением для сгорания и термопоглощающим слоем достигнуто тепловое равновесие.

Изобретение относится к области энергетики, в частности устройствам топок паровых котлов со встречной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, выполненной в виде двух обращенных друг к другу большими основаниями усеченных пирамид, и встроенные в стены встречно расположенные горелки.

Изобретение относится к способам газификации твердых видов углеродсодержащего топлива: бурых и каменных углей, сланцев и торфа. При газификации углеродсодержащих твердых видов топлива, включающей нагрев, пиролиз подаваемого в ванну с расплавленным шлаком герметичной электродной электропечи твердого углеродного топлива при пропускании через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом газифицирующих агентов, а также пропускании электрического тока с помощью сформированной электрической цепи, включающей электроды, введенный в ванну электропечи и подину электропечи, удаление из рабочего пространства печи синтез-газа, шлака и металлического сплава, через расплавленный шлак с твердым углеродным топливом пропускают трехфазный электрический ток, величина которого определяется в соответствии с расходом твердого топлива и с учетом необходимой мощности, определяемой из выражения: P a = G ⋅ w э л 3600 ,     М В т , где G - расход твердого топлива в электропечи, кг/ч, wэл - удельный расход электроэнергии.

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидкого, в том числе водоугольного топлива (ВУТ), в различных котельных установках промышленной теплоэнергетики, жилищно-коммунального хозяйства и других теплогенерирующих системах.

Изобретение относится к системе крепления газовых труб. Система крепления газовой трубы в регуляторе или диффузоре газовой плиты содержит зажим с двойным соединением, центральная часть которого охватывает конец трубы, вставляемый в газовый регулятор или диффузор.

Рекуператор тепла для радиационной трубчатой горелки содержит трубу горелки и выпускную трубу. Горелка установлена на входе трубы горелки.

Изобретение относится к камере сгорания, которая нагревает горючий газ посредством сжигания горючего газа, который испускается из первой трубы через отверстия, которые находятся в пределах расстояния пламегашения в зоне горения внутри второй трубы, и также посредством передачи тепла отработанного газа, который возникает при сгорании горючего газа, к горючему газу посредством первой трубы.

Изобретение относится к горелкам, которые применяются в способах формирования минеральных волокон и в которых вытягивание этих волокон является следствием только лишь течений газовых потоков, производимых упомянутыми горелками.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания с организацией циклов химических реакций твердых частиц углеводородного сырья, в котором кислородсодержащий материал циркулирует в форме частиц и который включает контакт частиц углеводородного сырья с частицами кислородсодержащего материала в восстановительной зоне R0, контакт частиц кислородсодержащего материала (1) из восстановительной зоны R0 с потоком газообразного окислителя (2) в реакционной окислительной зоне R1, направление подвижной фазы (5) из реакционной зоны R1, которая включает газовую и твердую фазы, в разделяющую газовую и твердую фазы зону S2 таким образом, чтобы разделить преимущественно газообразную подвижную фазу (6), включающую летучую золу и мелкие частицы кислородсодержащего материала, и твердофазный поток (7), включающий основную массу мелких частиц, летучую золу и основную массу частиц кислородсодержащего материала, направление твердофазного потока (7) из разделяющей газовую и твердую фазы зоны S2 в отделяющую плотную фазу декантационную зону S3, псевдоожиженную невосстанавливающим газом (8), что позволяет отделять мелкие частицы и летучую золу от частиц кислородсодержащего материала таким образом, чтобы направлять поток частиц (10), включающий основную массу кислородсодержащих частиц, в восстановительную зону R0 и выпускать через выпускную линию преимущественно газообразный выходящий поток (9), включающий основную массу летучей золы и мелких частиц кислородсодержащего материала.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания углеводородной загрузки из твердых частиц в химическом контуре, в котором циркулирует материал-носитель кислорода в виде частиц, при этом упомянутый способ включает, по меньшей мере, приведение в контакт частиц твердой загрузки и частиц материала-носителя кислорода в первой реакционной зоне R1, работающей в плотном кипящем слое; сжигание газообразных отходов, выходящих из первой реакционной зоны R1, в присутствии частиц материала-носителя кислорода во второй реакционной зоне R2; разделение несгоревших частиц твердой загрузки, летучих зол и частиц материала-носителя кислорода внутри смеси, выходящей из зоны R2, в зоне быстрого разделения S3 для перемещения вместе с дымами горения (13) основной части несгоревших частиц твердой загрузки и летучих зол и направления основной части частиц материала-носителя кислорода в зону окисления R0; очистку от пыли дымов (13), выходящих из зоны быстрого разделения S3, в зоне очистки дымов от пыли S4 для удаления потока очищенных от пыли газов (14) и потока частиц (15), содержащего золы и плотные частицы, в основном образовавшиеся из частиц носителя кислорода и из частиц несгоревшей твердой загрузки; разделение потока частиц (15), отделенных на этапе пылеулавливания S4, на два потока в зоне разделения потока D7, при этом один из них рециркулируют в реакционную зону R1, работающую в плотном кипящем слое, а другой направляют в зону разделения S5 посредством декантации; разделение посредством декантации в упомянутой зоне S5 для рекуперации зол и рециркуляции плотных частиц в первую реакционную зону R1.

Заявляемая пылегазомазутная топка относится к области тепловой энергетики и может быть использована на паровых котлах, снабженных шаровыми барабанными мельницами.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к технологии каталитического сжигания газообразного углеводородного топлива с целью генерации тепловой энергии.

Изобретение относится к области энергетики. Детонационное устройство для сжигания топлива содержит систему подачи топлива и окислителя, кольцевую камеру сгорания, систему смешения топлива с окислителем, размещенную в начале камеры сгорания, включающую равномерно расположенные отверстия форсунки для топлива и входное отверстие в виде кольцевой щели для окислителя, а также выходное отверстие для продуктов горения.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций при сжигании природного газа и угольной пыли. Вертикальная призматическая топка содержит фронтовую, заднюю и боковые стены, потолочное и подовое перекрытия, установленные на фронтовой стене в горизонтальных и вертикальных рядах с разделением вертикальной плоскостью симметрии топки на две симметричные группы многофункциональные горелки, имеющие по три вертикальных щелевых сопла с собственными вертикальными плоскостями симметрии соответственно, для подачи пылеуглевоздушной смеси, газовоздушной смеси и вторичного воздуха, разделенные простенками, размещенные с образованием вертикального ряда на каждой из боковых стен топки и с наклоном к задней стене дополнительные вертикальные щелевые сопла для подачи третичного воздуха, а также окна для вывода газообразных и твердых продуктов сгорания, причем каждая симметричная группа состоит из горелок двух соседних вертикальных рядов, примыкающих соответственно к боковым стенам и вертикальной плоскости симметрии топки, вертикальные плоскости симметрии сопл для подачи пылеуглевоздушной смеси горелок вертикальных рядов, примыкающих к боковым стенам топки, наклонены к вертикальной плоскости симметрии топки, в горелках вертикальных рядов, примыкающих к боковым стенам топки, сопла для подачи вторичного воздуха установлены со стороны боковых стен топки, а сопла для подачи газовоздушной смеси размещены со стороны вертикальной плоскости симметрии топки, в горелках вертикальных рядов, примыкающих к вертикальной плоскости симметрии топки, сопла для подачи вторичного воздуха установлены со стороны плоскости симметрии топки, а сопла для подачи газовоздушной смеси размещены со стороны боковых стен топки, сопла для подачи пылеуглевоздушной смеси во всех горелках установлены в центре соответственно между соплами для подачи вторичного воздуха и газовоздушной смеси.

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим при горении перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит корпус с топкой.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих установках, работающих на природном газе. Комплексное устройство для подготовки и сжигания газообразного топлива, включающее турбулентную горелку, помещенную в амбразуру топки, в которой коаксиально расположен конвертер, состоящий из цилиндрической капсулы, выполненной из жаропрочного металла, соединенной с наружного торца камеры смешения с газовым патрубком и присоединенным к нему коаксиально паровым патрубком, фронтальная часть капсулы помещена в зону факела, внутри капсулы коаксиально помещена труба, выполненная из жаропрочного металла, состоящая из зоны конвертированного газа, с наружного торца заглушенной коническим днищем и соединенной с каналом первичного воздуха тангенциальными эллиптическими патрубками выпуска конвертированного газа и зоны риформинга, где труба выполнена перфорированной и покрытой с наружной и внутренней сторон слоем никелевого катализатора на керамической основе, причем тангенциальные эллиптические патрубки выпуска конвертированного газа проходят через кольцевую камеру нагрева парогазовой смеси, расположенную между внутренней поверхностью капсулы и наружной поверхностью трубы, на входе в которую расположены лопатки завихрителя.

Изобретение относится к области энергетики. Способ осуществления рассредоточенного горения включает следующие этапы: инжектируют топливо в печь вдоль оси инжектирования топлива из топливной форсунки, расположенной в узле горелки; инжектируют окислитель в печь из форсунки первичного окислителя, при этом топливная форсунка и форсунка первичного окислителя расположены концентрично относительно друг друга; сжигают топливо и первичный окислитель в печи; уменьшают количество окислителя, инжектируемого из форсунки первичного окислителя; инжектируют первую и вторую струи окислителя в печь из первой и второй динамических фурм, расположенных с противоположных сторон топливной форсунки в узле горелки; инжектируют первую и вторую струи рабочего тела под углами к первой и второй струям окислителя соответственно, так что первая и вторая струи вторичного окислителя направляются под углом от оси инжектирования топлива.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к области энергетического машиностроения, и позволяет обеспечить эффективность и экологичность сжигания жидкого и газообразного топлива.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в топливосжигающих установках, в частности в котлах тепловых электростанций и промышленных котельных, а также в обжиговых печах при совмещении выработки пара, производства стройматериалов, металлоизделий и активирования угля. Способ получения активного фракционированного угля в камере на решетке путем предварительного подключения камеры к газовому тракту топливосжигающего устройства и заполнения решетки слоем фракционированных угольных частиц, их последующего активирования нагревом пропускаемым через слой потоком дымовых газов с содержанием кислорода до 16% и температурой 900-1300 К и отделением влаги и летучих горючих веществ, подачи последних в топливосжигающее устройство, продувки слоя паром, охлаждения подаваемым под решетку и пропускаемым через слой снизу потоком дымовых газов с содержанием кислорода до 16% и температурой 400-500 К и вывода с решетки термообработанных, освобожденных от влаги и летучих веществ активированных угольных частиц. При активировании нагревающий поток дымовых газов направляют в слой сверху, а под решетку одновременно с расходом V1=(0,4-0,6)Vнагр подают охлаждающие дымовые газы, кроме того, этими же газами с расходом V2=(0,8-1,2)Vохл периодически продувают слой снизу при одновременном прекращении в период продувки подачи в слой нагревающих газов, где Vнагр и Vохл - расходы нагревающего и охлаждающего газов в периоды активирования и охлаждения угольных частиц, нм3/с. Изобретение позволяет повысить надежность используемого оборудования, эффективность активирования. 4 ил.
Наверх