Способ сжигания топлива

 

а юлЯр а (и Б7Г7 а 94

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСА

ИЗОБРЕТ к дахОРСНОму С@йД (61) Дополнительное к авт. сви (22) Заявлено 16.04,76 (21) 23 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано05.08.77 Á (4б} Дата опубликования оинс (51) М. К

Г 23 С 5/28

Гаоударстаенный иомитет

Совета Миниотраа СССР оо делам изобретений и отирытий (53) УДК 662 959 3 (088. 8) И. Т. Эльперин> А, И. Любошиц, В Л. Мельцер и Т. И, Эльперин (72) Авторы изобретения

Ордена. Трудового Красного Знамени институт теплс -и массообмена им. A. B. Лыкова (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА сивности процессов горения и теплообмена, связанной с уносом дисперсных частиц из слоя, а также в трудности равномерного распределения топлива в слое.

Известны также способы сжигания топлива., во взвешенном состоянии, путем подвода топливовоздушной смеси встречными соударяющимися струями с одновременным отводом тепла с помощью охлаждающей жидкости, циркулирующей в трубах (21.

Однако в этих способах процессы горения и отвода тепла недостаточно эффективны из=за незначительной турбулизацни п токов в зоне соударения.

Пель изобретения-интенсификация процесса сжигания при низкотемпературном режиме горения с одновременной очисткой топочных газов от вредных примесей.

Это достигается тем, что струи подают импульсами с частотой пульсации 5 10 Гц, а отвод тепла осуществляют в зоне соударения при размещении труб перпендикулярно потокам соударяюшихся струй. Способ за ключается в том что сжигание топлива при 1, „, 1000 С (мелколисперсного твс.рИзобретение относится к способам сжигания топлива, преимущественно мелкодисперсного твердого, в промышленных и энергетических паровых котлах и может найти применение в теплоэнергетике и некоторых 5 других родственных отраслях техники.

Известен способ низкотемпературного сжигания мелкодисперсного твердого толли ва с одновременным охлаждением и очисткой топочных газов от вредных компонентов путем присадки к топливу химических реагентов, например известняка, при котором сжигание топлива осуществляют в точках кипящего слоя с погруженными в слой поверхностями теплообмена 1 .

При этом способе сжигания топлива уменьшаются габариты топки и одновременно снижается загрязнение окружающей среды вредными компонентами, например окьсью азота (в связи с понижением температуры горения до 700-1000 ), сернистым ангидридом и т.п.

Недостатки известного способа заклточаются в большом гидродинамическом сопротивлению кипящего слоя, ограниченной интен- 5

567 Â94 дого, газообразного, жидкого) осуществляе 1 ся во встречных топливовоздушных потоках при одновременном теплообмене с расположенными в зоне соударения поверхьостями нагрева (по которым циркулирует охлаж- 5 дающая жидкость) при импульсном режиме топливовоздушной смеси. Одновременно c ro. рением и теплообменом производится очистка топочных газов от вредных компонентов, например 50 путем присадки к топливу соответствующих реактивов (известняка и т.ц.)

Qm1 дополнительной интенсификации процессов горения и теплообмена зону соударе ния турбулизируют путем поперечного разме щения трубчатых поверхностей теплообмена,.

Частота пульсаций скорости топливовоздушной смеси при импульсном режиме подвода принимается, исходя из условия, чтобы зана соударения потоков не выходила за пределы трубчатой поверхности теплообмена. 20

При практически реализуемых в паровых котлах пределах изменения амплитуды скоростей газа 5-50 м/сек и при длине зоны теплообмена 1-5 м, частота пульсаций лежит в пределах 0,5-10 Гц. Поиеречно омываемая трубчатая поверхность теплообмена, размещаемая в зоне соударения топливовоздушных потокоЬ в коридорном или шахматном порядке, одновременно выполняет роль турбулизирующей решетки для соударяюшихся двухфазных потоков.

Импульсный режим подвода топливовоздушной смеси приводит к непрерывному обновлению слоя газа около частиц топлива у стенок труб и в кормовой зоне и не дает развиваться стационарному пограничному слою, тормозящему процессы тепло-и мас сообмена.

Интенсивное перемешивание топлива с воздухом, колебательное движение частиц 40 топлива в зоне соударения потоков, турбулизация двухфазных потоков трубной решеткой и гидродинамическая нестационарность, реализуемые при предлагаемом способе сжигания топлива, существенно ин- 45 тенсифицируют как процесс горения, так и теплообмен и проводят к уменьшению габаритов топки и конвективных поверхностей котла.

На фиг. 1 представлена схема установки, в которой реализуется предлагаемый способ сжигания топлива; ня фиг. 2 - раз рез. А-А фиг, 1.

Установка предназначается преимущественно для сжигания мелкодисперсного твердого топлива и содержит кяиялы 1 для подводя в топку топливовозпу1иной смеси, каналы 2 для подвода вторичного воздуха, форкамеры 3, каналы 4 для соединения форкямер 3 с основной топкой 5, трубы 6, расположенные в топке 5, клапаны-пульса торы 7, установленные в каналах 1 и 2, сервомоторы 8, командные аппараты 9, отводящие каналы 10.

Установка работает следующим образом.

По каналам 1 и 2 s форкамеры подво.. дится топливовоздушная cMecb и подогретый вторичный воздух. Из форкамер 3 по каналам 4 смесь топлива и воздуха подводится в топку 5, в котврой расположены в поперечном направлении охлаждающие трубы 6, служащие одновременно п.1верхностями нагрева парового котла. !рубы 6 могут быть расположены как в шахматном, так и в корид ори ом п орядке.

Горение топлива происходит в межтрубном пространстве при соударении топливовоздушных, потоков. Подача топлив овоздушной смеси осуществляется в импульсном режиме, достигаемом при помощи клапанов-пульсаторов 7, установленных в каналах 1 и 2.

Клапаны-пульсаторы 7 приводятся в действие от сервомоторов 8, регулируемых командными аппаратами 9.

Охлажденные газы из зоны горения отводятся по каналам 10 и далее поступают в конвективные и хвостовые поверхности нагрева котла (на чертежах не показаны).

За паровым котлом устанавливаются пылеуловители той или иной конструкции, например, циклоны, отделяющие от газов частицы золы и очищающего присадка. Охлаж денные очищенные газы сбрасываются в ат мосферу.

Эффективность предлагаемого способа сжигания топлива определяется высокой интенсивностью процессов теплообмена в зоне горения, уменьшением аэродинамическо- го сопротивления, металлоемкости и габаритов, уменьшением потерь тепла от неполноты горения в окружающую среду, а также уменьшением загрязнения окружакипей среды. формула изобретения

Способ сжигания топлива, преимушеГтвеино твердого мелкодисперсного, во взвешеииол состоянии, путем подвода топливовозлушной смеси встречными соудяряю1иимися струями с одновременным отводом тепла с иомоии.ю охлаждающей жидкости, циркулирующей в трубках, о т л и ч я ю шийся тем, что, C 1ИГЛЬ1О ИИТЕНСИфИКЯЦИИ ПРОПЕГГЯ ГЖИГЯИИЯ при ии зк отем не ратури ом режиме г оре и и H . и одиовремеииой очисткой топочных газов эт вредных примесей, струи подают импульсами с частотой пульсации 5-10 Ги, и отвод теиЛЯ CX:УИ1ЕСтВЛЯЮТ В ЭОИЕ ГОУДЛ ъеИИЯ ИРИ РЯ ° 3

567 894

Составитель Ю. Мартинчик

Редактор М. Васильева Техред M. Левицкая Корректор П. Макаревич

Заказ 2718/27 Тираж 725 . Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 ма ненни труб перпендикулярно потокам с оударюошихся струй

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Доброхотов В.. И. Основные направления в развитии котельной техники на ближайшую перспективу "Теплоэнергетика

1975, М 9, с. 3-4.

2. Авторское свидетельство М 486185, кл. У 23 С 1/10, 1971.