Топка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ЯО 1239452 и 4 Г 23 С 5/О ым установлено шлакоприемное а также воздушные и топливные ижней части камеры сгорания, яся тем, что, с целью повышения и путем снижения шлакования кания, холодная воронка сообщена риемным устройством вертикальом шириной 0,04 - 0,07 и высотой рины канала, а на выходе канал ффузором с углом раскрытия 25 - ом воздушные и топливные сопчены к диффузору с торца, прик стенкам шлакоприемного устНоающаяся тем, сопла объедистенкой между и 1 отл топливны елительно а пшные К ПКА преимущест шлакующихся угл льную призматич с холодной ворон е окно для вьво(54) (57) 1. ТОсжигания бурыжащая вертикмеру сгоранияющей щелевид енно для ей, содерскую какой, имеа шлака,о тафиг.1 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Сибирский филиал Всесоюзного дваждьордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательскогоинститута им, Ф. Э. Дзержинского и Красноярский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР1017876, кл. Г 23 С 5/08, 1983,Авторское свидетельство СССР992906, кл. Г 23 С 5/08, 1981. под котор устройство сопла в н отличающа надежност меры сгора со шлакоп ным канал 1,8 - 2,3 ши снабжен ди 37, при эт ла подклю мыка ющего ройства.2. Топк что возду нены в бло соплами.3. Топк тем, что по бойная пли диффузора пп. 1 и 2, отличающаяся иффузора установлена от сота которой равна высотеИзобретение относится к энергетике, аименно к топочным устройствам для сжигания преимущественно шлакующихся бурыхуглей в котельных агрегатах с твердым шлакоудалением,Цель изобретения - повышение надежности путем снижения шлакования камерысжигания.На фиг. 1 изображена предлагаемаятопка; на фиг. 2 - то же, разрез.Топка содержит вертикальную призматическую камеру 1 сгорания с холодной воронкой 2, имеющей щелевидное окно 3 длявывода шлака, под которым установленошлакоприемное устройство 4, а также воздушные 5 и топливные 6 сопла, расположенные в нижней части камеры 1 сгорания.Холодная воронка 2 со шлакоприемнымустройством 4 вертикальным каналом 7, шириной 0,04 - 0,07 и высотой 1,8 - 2,3 шириныканала 7, На выходе канал 7 снабжен диффузором 8 с углом раскрытия 25 - 37, приэтом. воздушные 5 и топливные 6 сопла подключены к диффузору 8 с торца, примыкающего к стенкам 9 шлакоприемного устройства 4. Воздушные 5 и топливные 6 сопла объединены в блок 1 О с разделительнойстенкой 11 между соплами 5 и 6. По осидиффузора 8 установлена отбойная плита 12,высота которой равна высоте диффузора 8.Топка работает следующим образом.Вторичный воздух по коробам (не показаны) поступает в расположенные один навстречу другому под углом 50 - 74 плоскиевоздушные сопла 5 вторичного воздуха соскоростями 40 - 100 м/с, а пылевидное топливо с первичным воздухом (аэросмесь)в плоские топливные сопла 6 аэросмеси (соскоростями 10 - 20 м/с), расположенные аналогично воздушным соплам 5 вторичного воздуха. В результате относительной разностискоростей вторичный воздух за счет частичного перемешивания разгоняет поток аэросмеси возле плоскостей диффузора 8, в сужающейся горловине которого происходит соударение пылевоздушных потоков и дальнейшее их перемешивание в вертикальномгорелочном канале 7, в результате чего обеспечивается выравнивание концентраций топлива и окислителя по выходному сечениюгорелочной струи, а также доизмельчениекрупных частиц.В случае необходимости получения болеевысокой интенсификации доизмельчениякрупных частиц топлива следует перед соударением сообщить аэросмеси более высокиескорости, что в предлагаемой конструкциитопки реализуется путем объединения выходных участков топливных сопл 6 аэросмесии воздушных сопл 5 в общий блок 10, чтопозволяет за счет высоких скоростей воздуха дополнительно разгонять аэросмесь, получая при встречном соударении пылевоздушных струй дополнительный измельчающий эффект. 5 О 15 20 25 ЗО 35 4 О 45 50 55 По сравнению со струйными мельницами, струи у которых ориентированы встречно или под тупым углом, эффективность измельчения топлива при соударении пыле- воздушных струй в предлагаемой топке в любых случаях меньше вследствие направленности струй одна к другой под острым углом. Однако этот эффект от соударения струй является для топки побочным, но он может быть использован для улучшения зерновых характеристик пыли, облегчая тем самым работу сепараторов мельниц. Выбор же направленности пылевоздушных потоков под острым углом 50 - 74 один к другому продиктован необходимостью получения,результирующей скорости только вверх, что с внешней подачей вторичного воздуха, а также установкой отбойной плиты 12 предотвращает сепарацию топлива в шлакоприемное устройство 4.Оптимальный диапазон изменения угла раскрытия диффузора 8 и угла наклона сопл 5 и 6 выбирается из условия направленности вверх всего пылевоздушного потока, что реализуется тем успешней, чем острее угол между ориентированными один к другому потоками. Нижний предел угла наклона плоских сопл 5 и 6 и угла,раскрытия диффузора составляющей 25, выявлен конструктивно из условия возможности,.твода плоских сопл 5 и 6 через боковые стенки 9 шлакоприемного устройства 4, а верхний предел этого угла (37) к вертикальной оси - из условия, что при таком угле наклона сопл 5,и 6 с учетом бокового расширения воздушной струи в 8 пылевоздушные потоки будут встречаться под углом 90 один к другому (45 к вертикальной оси), что является предельным углом, когда согласно сложению векторов весь скоростной поток будет направлен только вверх, а в случае угла между ними больше чем 90 часть потока будет ответвляться вниз, вызывая сепарацию в шлакоприемное устройство 4. Более жесткой вертикальной ориентации соударяющих пылевоздушных потоков, особенно при аварийных отключениях подачи пыли по каким-нибудь пылепроводам или при неравенстве скоростей противоположных потоков (что всегда имеет место при эксплуатации), способствует также установленная в центре диффузора 8 отбойная плита 12, которая омывается с двух сторон чистым воздухом, получаемым за счет расширения под углом 8 периферийных слоев струй, выходящих из воздушных сопл 5 вторичного воздуха, создавая для частиц топлива движущуюся вверх воздушную подушку.Быстрое падение скорости в потоке, обусловленное аэродинамическим торможением и турбулентным расширением горящего факела, вызывает увеличение относительного перемещения пылинок в потоке, ускоряя тепломассообменные процессы. При этом некоторые крупные несгоревшие частицы сепарируют вниз на скаты холодной воронки 2 и затем благодаря наклонным скатам вовлекаются вновь в основной поток факела, пока не произойдет их выгорание.Как известно, золовые частицы значительно мельче, чем крупные частицы топлива, поэтому практически вся зола выносится в конвективные газоходы котла, а наиболее крупные куски шлака, падающие с поверхностей нагрева, преодолевая динамическое воздействие пылевоздуш ной струи, через вертикальный канал 7 падают в шлакоприемное устройство 4. Кроме того, после профилактических очисток топки целесообразно поочередное на каждом отсеке кратковременное закрытие регулирующих органов подачи вторичного воздуха. Такая операция легко осуществима (достаточно нажать соответствующую кнопку на щите управления на несколько секунд) и в то же время практически не сказывается на топочном процессе, позволив быстро спустить в шлакоприемное устройство 4 возможное скопление золы в зоне устья холодной воронки 2.Вертикальный канал 7, являясь каналом шлакоудаления и камерой предварительного перемешивания аэросмеси и вторичного воздуха, полностью защищает нижние сопла горелок от забивания шлаком и от излучения из топки. Оптимальный размер высоты вертикального экранированного канала Ь ра вен 1,8 - 2,3 его ширины в. Если отказаться от выполнения вертикального канала 7 (т. е. Ь = О), а топливные сопла 6 аэро- смеси и воздушные сопла 5 расположить сразу под скатами холодной воронки 2, то они, особенно при отключении подачи пыли на некоторые секции, будут подвергаться нагреву от косого излучения, направленного вдоль скатов. Но самое опасное при таком расположении плоских сопл 5 и 6 наблюдается при включении обдувочных аппаратов для проведения профилактической очистки топки и ширмовых поверхностей нагрева (щирмовые поверхности нагрева, расположены вверху топки, в области высоких температур, которые выше температуры деформации золы, поэтому при самой современной аэродина относится к топкам котлов большой паропроизводительности, а большее значение (0,07) - к топкам котлов малой паропроизводительности. 45 мике топки подвергаются шлакованию); в .этом случае основная масса шлака падает на скаты и, разгоняясь по их наклонным плоскостям, попадает в плоские сопла 5 и 6.Такое попадание шлака исключается, если выполнить вертикальный канал 7 с достаточной высотой Ь, при которой скользящий шлак по скатам будет ударяться в противоположную экранированную вертикальную стенку канала 7 и затем падать вниз в 10 шлакоприемное устройство 4. Кроме того,такое решение также защищает плоские сопла 5 и 6 и от излучения факела со стороны скатов. Величина высоты канала 7, необходимая для исключения попадания в 15сопла скользяшего по скатам шлака, может быть вычислена как произведение ширины в канала 7 на тангенс угла наклона ската холодной воронки 2 к горизонтальной плоскости. Учитывая, что этот угол наклона составляет 50 - 60, отношение высоты Ь канала 7 ъ 0 к его ширине в составляет величину ф== 1,2 - 1,7, т. е. диапазон изменения этих соотношений исключительно зависит от угла наклона скатов холодной воронки 2, а с учетом того, что траектория шлака под воздействием различных возмущающих сил в 25 топке может иметь отклонения от расчетной, необходимо для надежности увеличить высоту канала 7 на 300 мм и тогда отношение высоты вертикального канала 7 к его ширине - должно лежать в предеЪлах 1,8 - 2,3. Ширина вертикального канала 7 строго ограничена известными предельными размерами для тонкоструйных щелей 300 - 450 мм (большие размеры относятся к большей производительности котла), причем эта ширина, в свою очередь, должна относиться к ширине а камеры 1 сгорания в пределах 0,04 - 0,07, что позволяет выбрать необходимую ширину камеры 1 сгорания, в которую может вписаться суммарная длина выходных сечений вертикальных плоскопараллельных горелок, сло женных боковыми поверхностями в один ряд.Диапазон изменения этого соотношенияв основном зависит от мощности парогенератора, а именно меньшее значение (0,04).г Сост Техр Тира Редактор А.Заказ 3378/3 ориз утяга ВНИИПпо13035,иал ПП витель В. Круглянскийд И. Верес Корректорж 514 Подписноественного комитета СССРобретений и открытий- 35, Раушская наб д. 4/5г. Ужгород, ул. Проектная Госудаелам исква, ЖПатент