Топочное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9 О 1)5 Р 23 С 5/ РЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ объеди тирова ния ен сВ.В. Рыров,вреживапамятнова, 6. геот 4 за-.шлака,грева сстями на я, окн аления ния продуктов с грузки ТВО, окн : испарительные п коллекторами и фронтовой и зад зутные горелки ричного воздуха наклонной части 5 уверхаклоней с ости н ыми ч нах 6 зома евые сопла вто 8 у фро ановлены на овои стены в в .30 к вертикали дин ряд под угод угл й стен два ряда и на зад лом 40-6 к вертикаа сопл к при эт эквивалентному ляет 6-8, а от ий сопл к площ аждения состав ощение я сжиганиярания, мехау 3 охлаждеГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ ВТОРСКОМУ СВИ(56) Термические методы обезния отходов/Под ред. Г.П.БесЛ,: Химия, 1 975, с. 17, рис .(57) Изобретение относится к этике и может быть использованолах для выработки пара при сжиг Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котла для выработки пара при сжигании твер дых бытовых отходов (ТБО),Бель изобретения - повышение надежности путем интенсификации процес са горения.На фиг . 1 схема тически п редста в лен топочное устройство; на фиг,2, 3 и 4 - зависимости коэффициента неравно мерности поля температур от установки сопл вторичного дутья.Топочное устройство длТБО содержит камеру 1 сгоническую решетку 2, камер,ЯО 1564 твердых бытовых отходов, Бель изобретения - повышение надежности путем интенсификации процесса горения. Топочное устройство для сжигания твердых отходов содержит камеру сгорания 1, механическую решетку 2, камеру охлаждения продуктов сгорания 3, окно загрузки 4, окно удаления шлака 5, испарительные поверхности нагрева с коллекторами и фронтовой и задней стенами 6, газомазутные горелки 7, Дутьевые сопла вторичного воздуха 8 установлены на фронтовой стене в дваоряда под углом 10 - 30 к вертикали и на задней стене в один ряд под угломо40-60 к вертикали, Отношение шага сопел к эквивалентному диаметру сопла составляет 6-8, а отношение плошади сечений сопел к площади сечения камеры охлаждения составляет 0,012-0,015.1 табл 4 ил. диаметру сопла состав ношение плошади сечен ди сечения камеры охлгде Й - глубина камеры охлаждения; соотношение динамических напоров вторичного воздуха и сносящего потока дымовых газов; ляет 0,012-0,015, подвод первичного воздуха 9.Топочное устройство работает следующим образом5ТБО загружаются через окно 4 в камеру 1 сгорания, где на механической решетке 2 происходит горение с использованием подвода первичного воздуха 9, Шлак удаляется через окно 5. К нижней части валков подается первичный воздух 9, через сопло 8 подается вторичный воздух для перемешивания и дожигания газообразных продуктов сгорания ТБО, что обеспечива ет получение равномерного поля температур продуктов сгорания на входе в камеру 3 охлаждения и снижает. количество вредных выбросов за счет их дожигания при смешивании, Горелки 7 ра ботают на природном газе или мазуте в период растопки котла, а также при сжигании ТБО с высокой влажностью;При сжигании ТБО вода нагревается в испарительной поверхности 6 нагрева 25 и превращается в парНа аэродинамическом стенде проведено экспериментальное исследование зависимости интенсивности смещениявторичного воздуха с продуктами сго О рания от места установки дутьевых сопл вторичного воздуха, геометрических характеристик сопл и их расположения в топочном устройстве.Основной объем экспериментов по отработке оптимального расположения дутьевых сопл вторичного воздуха был выполнен на изоте рмической воздушной модели топочного устройства для .сжигания твердых бытовых отходов. Ис О следуемая модель выполнена в масштабе 1:10 по отношению к натурным размерам топочного устройства, составляющими по глубине 4000 мм, по ширине 4080 мм. 4ЭкСперименты проводились по общепринятой методике обратного теплового моделирования.Моделирование проводилось с соблюдением критериев подобия в модели и натуре:Ке --- и ц щ ф ф - ;1 й У . Чв7 0 сн 11 сн- плотности вторичного возду 36 тв ф снха и сносящего потока соответственно;И ,У - скорости вторичного воздухаВт,в сни сносящего потока.При изотермическом моделированиисмешения с соблюдением геометрического подобия задача сводилась к нахождению вариантов подачи вторичного воздуха с более полным смешением струйвторичного воздуха со сносящим потоком. Вторичный воздух с целью "подкраски" нагревался до 800.Эксперимент проведен при измененииколичества дутьевых сопл вторичноговоздуха на модели от 6 до 1 0 шт, размеры сопл составляли от 1 0 20 мм до1 632 мм, отношение шага сопл Я к эквивалентному диаметру сопла с 1изменялось в диапазоне 3,9-8,3, при этомотношение общего сечения сопл , Ек полной площади поперечного сечениякамеры охлаждения Ро изменялось вдиапазоне 0,0098-0,025; углн о(, инаклона сопл на наклонной части Фронтовой стены изменялись в диапазонео7-35 , а угол Ы наклона сопл на.задней стенке изменялся в диапазоне 3765 к вертикали,Эффективность модели оцениваласьпри помощи коэффициента неравномерности поля температур в контрольномсечении на входе в камеру охлаждения1:Ь(с,. - с)АР -- - ----- 100,п(ст ссн)где =1-и - количество точек измерения в сечении;с, - среднее значение темпера 1туры при х = сопзс (гдех - расстояние от фронтовой стены по глубине камеры охлаждения);среднее значение температуры в сечении;с - температура вторичноговоздуха;. сс - температура сносящего потока (первичного воздуха;подаваемого под решетку),В таблице приведены варианты установки сопл на исследуемой модели.Результаты испытаний по вариантам установки сопл в соответствии с таблицей представлены на фиг,2, 3 и 4.Как видно иэ графиков Фиг, 2 зависимость величины 1,рс от углов Ф 11564469 6-1 О 6-1 0 6-1 О 6-1 О 2-4 2-4 2-4 2-4 0-2 0-2 0-2 0-2 2-4 "2-4 2-4 2-4 И идостаточно консервативна.Особыми являются диапазоны измененияуглов с, и Ы, меньяе 1 0 и более 30,а угла с( меньше 40 и больше 60 . В5пе рвом с луч а е ст руи нап равляют ся настены пода и Фронта топки и, распространяясь по ним, не смешиваясь сосносяцим потоком, вытекают в камеруохлаждения, Во втором случае при увеличении углов о(и с более 30 иболее 60 струи направляются.непосредственно на входной участок камеры охлаждения, что резко сокращает времяпребывания струй вторичного воздуха 15в топке и поэтому ухудшает качествоперемешивания,На Фиг,3 представлены графики изменения величины о от величиныЯ/йс четко выраженным минимумом20значения сГ в области измененияшагов 5,5-7. механизм зависимости качества смешения от шага установки гсопл связан с оптимизацией таких Факторов, как эжекция сносящего потокаструей, площадью поверхности струи,дальнобойностью струи и геометриейкамеры смешения. Дальнобойность струизависит от параметра РВт В /Р,график влияния которого на значение 30д представлен на фиг,4. Как видно,йз графика, наилучшее качествосмешения достигалось в диапазоне изменения величины ., Р а, /Г = 0,0120,05, когда мщ, не превышает7,5, что соответствует неравномерности поля температур в контрольномосечении 33 Г, и является показателем Размеры сопл АюВ, ммОбщее количество сопл и, вт.Количество сопл на фронтовой стенев первом ряду и; шт,во втором ряду и, шт, .Количество сопл на заднейстене и, шт,Отношение вага к эквивалент 8ному диаметру,ЭОтношение общего сечения соплк полной площади поперечногосечения камеры оклакденияЭХА.ЕеУглы установки сопл, градйронтовая стенапервый ряд 81второй ряд дзадняя стена, дз практически полного перемещивания потоков,В результате анализа данных экспериментального исследования установлено, что интенсивное смешение струй вторичного воздуха с потоком продуктов сгорания (сносящим потоком) происходит при достаточно дальнобойных. струях, расположенных в несколько рядов и смешенных относительно друг друга по ширине топочного устройства и перекрывающих сечение по глубине. Формула изобретенияТопочное устройство для сжигания твердых бытовых отходов, содержащее камеру сгорания, механическую решетку, камеру охлаждения, окно загрузки твердых бытовых отходов, окно удаления шлака, испарительные поверхности нагрева с коллекторами, газомазутные горелки, дутьевые сопла вторичного воздуха и подвод первичного воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса горения за счет повышения полноты перемешивания продуктов сгорания с вторичным воздухом, дутьевые сопла последнего установлены на Фронтовой стене в два . ряда под углом 0-30 к вертикали и на задней стене в один ряд под угломо40-60 к вертикали, при этом отношение шага сопл к эквивалентному диаметру сопла составляет 6-8, а отношение площади сечений сопл к плошади сечения камеры охлаждения составляет О, 012-0,05. 63 52; 4181 Зю 91 О, 098 О, 01 41- О, 01 24- О025 0,0176 0,01661564469 ааМф/е ктор Н,Ревская Редактор М.Не е Заказ 1153 Тираж 455 ПодписноеВНИИПИ Государствен м при ГКНТ СС113 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гаг Составитель Т,ЛепахинаТехред Л,Олийнык ного комитета по изобретениям и открытия 035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 000 О УГ 1, ВРу