Топка котла

(72) В.В.Померанцев, Л.ТС.М.Шестаков, Ю.А.Рундцгмедов, Ф.З.финкер, Н.А. Ти И.Б.Кубышкин (71) Ленинградский орденполитехнический институт а Ленинанм.М.И.Калинина(53) 621 .18(088.8)56) 1. Патент ФРГ Р 1218650, ,кл, ,24 6 8, опублик. 1966.2. Авторское свидетельство СССР по заявке 93306951,кл. 23 С 5/24,1981 (54) 57) ТОПКА КОТЛА, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхй части Фронтовой стенки наклонныгорелками, а в нижней части задй стенки пережимом с газоотводяокном образованным разведенным в Фестон обрамляющими трубами экра-.а в зоне нижней образующей пережим.Р 23. С 5/24 а также сопла подачи вторичного воз духа, установленные под газоотводящим окном и направленные вдоль Фрон тового ската камеры, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыаения полноты сгорания грубодробленно го топлива, участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю:образукщую пережима, выполнен в поперечном сече нии гоФрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами причем последние выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гоФр, а ребра труб экрана верх ней части гоФр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острыц углом относительно образующих гоФр и с образованием щелевых каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превышает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл подачи вторичного воздуха.Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для генерации пара при сжигании немолото го топлива.Известна топка котла, содержащая камеру, в нижней части которой расположено соединенное с газоходом окна для выхода топочных газов. В последнем установМены лопатки, лобовые кромки которых наклонены под острым углом к заднему скату пода топки Котел предназначен для работы на пылевидном топливе 1 .Однако угрубление помола топлива, сжигаемого в этом котле, приведет к увеличению потерь, связанных с.его механическим недожогом, так как сепарационная способность лопаток в этом котле невелика.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является топ ка котла, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части Фронтовой стенки наклонными горелками, а в нижней часТи задней стенки - пережимом с газоотводящим окном, образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пере- жима, а также сопла подачи вторичного воздуха, установленные под газо отводящим окном н направленные вдоль Фронтового ската камеры.В окне для выхода топочных газов установлены лопатки, в газоходе - воздушные сопла, Лобовые кромки лопаток расположены в плоскости, перпендикулярной заднему скату пода, Сами лопатки наклонены к заднему скату пода камеры 2 .Однако все частицы топлива, отсепарированные лопатками, расположенными в верхней части окна для выхода топочных газов, уносятся, не дос. тигая воздушной струи, выходящей из группы сопел, установленных за лопатками в газоходе.Большие скорости топочных газов в момент разворота нисходящей ветви факела в окне для выхода топочных газов и большие размеры поперечного сечения этой ветви Факела в связи с тем, что все топочные газы выходят через окно, не позволяют этим частицам топлива преодолеть сопротивление потока топочных газов, пересечь его и попасть на задний скат пода топки. Причем, связанные с этим потери топлива, возрастают с увеличением габаритов окна для выхода топочных газов, т.е. с увеличением производительности парового котла. Кроме того, инерционная сепарация в этом котле в нисходящей ветви факела начинается только в момент ее разворота вдоль заднего ската по задней стенки 5 пережимом 6 с газоотводящим окном 7, образованным развеценными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующейпережима 6, а также сопла 8 подачивторичного воздуха, установленныепод газоотводящим окном 7 и направленные вдоль Фронтового ската. 9камеры 1.Участок 10 трубчатого экрана 2,обрамляющий верхнюю образующую пережима 6, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этогоучастка 10 снабжены продольными ребРами 11, причем последние выполне ны общими для смежных труб экрана 2в нижней части гофр, а ребра 11 трубэкрана 2 верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы,расположены под острым углом относительно образующих гофр, и с обра 5 10 1520 25 30 3540 да топки. Все это в целом снижает эффективность сжигания грубодробленноготоплива,Целью изобретения является повышение полноты сгорания грубодробленного топлива,Поставленная цель достигаетсятем, что в топке котла, содержащейкамеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхнейчасти Фронтовой стенки наклонныюигорелками, а в нижней части задней .стенки пережимом с газоотводящим окном, образованным разведенными вФестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима, а также сопла подачи вторичного ,.воздуха, установленные под газоотво.дящим окном и направленные вдоль фронтового ската камеры, участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю образуюЩую пережима, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами, причем последние.выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гофр, а ребра труб экрана верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образующих гофр и с образованием щелевых каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превышает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл поцачи вторичного воздуха.На фиг.1 изображен продольныйразрез предлагаемой топки котла; нафиг.2 - вид на участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю образующую пережима.,Топка котла содержит камеру 1 сгорания, обрамленную трубчатыми экранами 2 и снабженную в верхней части Фронтовой стенки 3 наклонными горелками 4, а в нижней частизованием щелевых каналов 12 с ребрами 11 соседних труб, причем расстояние 13 от задней стенки 5 камеры 1 до края пережима 6 превышает соответствующее расстояние 14 до выходных срезов сопел 8 подачи.вторичного воздуха.Кроме того, окно 7 соединено с конвективным газоходом 15.угол наклоыа на верхней образующей пережима 6 равен углу естественного откоса и составляет Р -" 50-60 . Угол наклона ребер 11 трубчатого экрана 2 верхней части гофр относительно образую-. щих равен= 10-15, а оребренные трубы экрана 2 нижней части гофр об" разуют газоплотный желоб с углом между ними, равным= 50-60Устройство работает следующим образом.Немолотое топливо с содержанием частицКд = 10,8 оооо= 1% в смеси с воздухом подается через горелки 4 в камеру 1, где воспламеняясь., горит в Факеле, который развернувшись у1 о задней стенки 5 на угол= 120-150 опускается вдоль нее к пережиму, образуя нисходящую ветвь факела. При выходе из горелки 4 самые крупные частицы топлина размером более 1000 мкм, скорость витания которых велика, опускаются, подсушиваясь и термодробясь через поток горячих топочных газов к воздушным соплам 8. Через последние в камеру 1 поступает вторичный воздух, который вдоль фронтового ската 9 поднимается к горелкам 4. Попадая в струю вторичного воздуха, крупные частицы топлива воспламеняются и горят, образуя восходящую к горелкам ветвь Факела.При развороте факела вдоль задней стенки 5 на угол у = 120-150 в .нем за счет центробежного эффекта возникает большая неравномерность концентраций топлива в потоке топочных газов. Иаксимальное количество несгоревших частиц топлива, в основном крупных и средних размеров, концентри .руется у задней стенки 5 и вместе с факелом опускается к пережиму б,. над которым факел вторично разворачивается на острый угол с 6 = 30-40. При этом за счет центробежного эффекта и сил гравитации частицы выпадают в гофры. Щелевые каналы 12 для прохода топочных газов в каждой из гофр обеспечивают деление факела на три потока, из которых два крайних за счет разрежения в конвективном газо- ходе 15 разворачиваются днажды на угол 90 +.- равный 130-140 огибая ребра 11, и уходят через кана. лы 12 в конвектинный газоход 15. При этом из этих потоков под действием центробежного эффекта и сил гравитации дополнительно сепарируются несгоревшие частицы топлива,которые ссыпаются по желобам в нижнюю часть гофр. Так как максимальнаяконцентрация несгоревших частиц в Факеле к моменту его разворота у пережима 6 оказывается около задней стенки 5, то максимальное количество частиц отсепарируется в те части гофр,которые примыкают к этой стенке 5Ри в виде потока топлива под действием сил тяжести начнет двигатьсяпо наклонному желобу внутрь камеры 1.Причем наиболее крупные частицы,вьшавшие из нисходящего газового по:тока, будут обладать наибольшей потен и.ьал ной энергией и при движении по наклон ному желобу приобретут наибольшую ско-,и срость, увлекая в своем движении мел екиередние отсепарированные частицытоплива. 20 Третий, центральный поток факела, попавшего . в каждую и з го фр, направл-яетсяя н их нижнюю газоплотную часть,доходит до движущегося в, ней потока топлива и, развернувшись над ним 5 на угол К = 30 - 40 , направляетсяспутно с этим потоком топлива вдольжелоба к окну 7 для выхода топочныхгазов. В момент разворота централь"ного потока факела на угол е = 30-40 З 0 от него также отделяются несгоревшиечастицы топлива и выпадают в движущийся под ним поток топлива. У окна 7 центральный поток огибает пе"режим 6 по всей его ширине и, приэтом полностью освободившись от несгоревших частиц топлива, уходит через окно 7 в конвективный газоход 15в виде струи топочного газа, равномерно рассредоточенных по всей ширине пережима 6 и по всей площади ок на 7. Поток топливных частиц, движу"щийся н нижней части гофр увлекается спутно движущимся над ним центральным потоком факела, приобретаяскорость, близкую к его скорости, 45 За счет превращения потенциальнойэнергии в кинетическую поток топлива в виде сплошной кназитвердойструи пересекает центральный поток,разворачивающийся к окну 7, и по падает в струю вторичного воздуха,выходящего из сопел 8, При пересече"нии центрального потока крупныечастицы топлива, обладающие наибольшим запасом кинетической энергии,ныполняют роль своеобразного аэродинамического экрана, в след закоторым движутся мелкие и средниечастицы, в других условиях не способные преодолеть сопротивление потока газон и поэтому вынесенные по следним в конвектинный газоход. От-сепарированные частицы топлива,попавшие в струю вторичного воздуха, выносятся ею в камеру 1, гдеполностью сгорают в восходящей кгорелкам 4 ветви факела и затем впроцессе многократной циркуляциив вихревой зоне,Выполнение наклоненного под острым углом к задней стенке 5 пережима б, выполненного в виде гофр,в верхней части которых имеются5каналы 13 для прохода топочных газов и ребра 11,дважды разворачивающие Факел на угол 130-140 О позволило полностью. отделить от потока топочных газов несгоревшие частицы топлива, а выполнение нижнейчасти гофр в вице газоплотного желоба,. наклоненного под углом естественного откоса - сконцентрировать эти отделенные частицы топлива 15и в виде сплошного потока направитьих со скоростью, близкой к скороститопочных газов в Факеле, на дожигание,в струю вторичного воздуха.Выполнение пережима б длиной, в плане равной расстоянию 13, превышающеерасстояние 14, позволяет ссыпающимсяс пережима б частицам топлива гарантированно попасть в струю вторичноговоздуха, выходящего из сопла 8, даже в случае некоторого отклонениятраекторий частиц топлива потоком топочных газов, выходящим в окно 7,В предлагаемой топке котла многосту.-.пенчатая сепарация несгоревших частицтоплива из Факела осуществляется в самой топочной камере в результате вы"полнения пережима б в поперечном сечении гофрированньм, что повышает эфФективность улавлйвания недогоревших частиц немолотого топлива всехразмеров и эффективность их сжигания.Более того, осуществление выхода то"почных газов не только через окно 7,но и через каналы 12 с одновременнойсепарацией топлива позволяет подборомпроходного сечения каналов 12 и окна 7ликвидировать потери топлива, связанные с его механическим недожогом приработе парового котла на топливе любого Фракционного состава и ликвидировать зависимость этих потерь отмощности котла.В предлагаемой топке котла осуществляется надежная сепарация несго.ревших частиц грубопомолотого топлива в поток вторичного воздуха с последующим полным их догоранием вкамере в процессе многократной циркуляции,.Фанта Ред Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 4712/41 Тираж 58ВНИИПИ Государстве по делам изобретен 113035, Москва, ЖН . Белякова Корректор С.Шекмар Подписноеного комитета СССРй и открытий5, Раушская наб., д, 4/5