Топка кипящего слоя

(50 4 Р 23 С 11/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АФВд,г(71) Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова и Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И.Ползунова (72) И.Н.Штейнер, В.Р.Келер, М.И.Сидоров, В.ф.Романови В.Г.Подшивалов(56) Авторское свидетельство СССР У 817381, кл. Р 23 С 5/02, 1977.Авторское свидетельство СССР У 1138599, кл. Г 23 С 11/02, 1983.(54) ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ(57) Изобретение относится к энергетике и м.б. использовано в котлах,сжигающих топливо в кипящем слое.Изобретение позволяет повысить надежность и улучшить полноту сгорания.Иэ плоскости экранов 3 выведены теплообменные трубы (ТТ) 4. ТТ 4 погружены в слой 1 и образуют в последнемпространственную решетку (ПР) с проемами 5 для циркуляции частиц слоя 1.ТТ 4 на участках, расположенных надтопливоподающим устройством 2, плотно соединены между собой с образованием по всей ширине топки козырька(К) 6. ТТ 4 м. б. снабжены плавниками. Последние м.б. соединены междусобой с образованием мембран, в которых на участках, образующих ПР запределами К 6, выполнены проемы 5для циркуляции частиц слоя. ТТ 4 ПРна участках, расположенных эа пределами К 6, м.б. разведены в разныестороны с образованием проемов 5 дляциркуляции частиц слоя 1.Расположениев области кипящего слоя 1 ТТ 4 с проемами5 вблизи газораспределительной решетки 10 позволяет организовать в топкесмежные кипящие слои 1, обменивающиеся мелкозернистым материалом, 3 з.п.ф-лы, 4 ил.4192 2слоем 1 смежные кипящие слои 1, обменивающиеся мелкозернистым материалом.Приэтом интенсивность обмена материаломпомимо режимных факторов определяетсяразмером проемов 5. Кроме того, интенсивность обмена материалом междузонами кипящего слоя 1, Разделеннымитрубами 4, можно регулировать изменением интенсивности псевдоожижения 10 под трубами 4, соединенными между собой, т.е. изменением расхода воздуха,подаваемого через участок газораспределительной решетки 10, расположенныймежду экранами 3, В этом случае под вод воздуха к этому участку газораспределительной решетки 10 должен осуществляться отдельным воздуховодом,или пространство под гаэораспределительной решеткой 10 должно секциони роваться вертикальными перегородками (не показаны). 131 Топка кипящего слоя 1 содержиттопливоподающее устройство 2 и поверхности нагрева в виде экранов 3 свыведенными из их плоскости теплообменными трубами 4, погруженными вслой 1 и образующими в последнем пространственную решетку с проемами 5для циркуляции частиц слоя 1, причемтеплообменные трубы 4 укаэанной пространственной решетки. на участках б,расположенных над топливоподающимустройством 2, плотно соединены между собой с образованием по всей ширине топки козырька б. Кроме того, трубы 4 поверхности нагрева могут бытьснабжены плавниками 7, последние могут быть соединены между собою,с образованием мембран 8, в которых научастках, образующих пространственную решетку, за пределами козырьковвыполнены упомянутые проемы 5 дляциркуляции частиц слоя, или трубы 4пространственной решетки на участках,расположенных за пределами козырька б, разведены в разные плоскостис образованием упомянутых проемов 5для циркуляции частиц слоя 1. Топкасодержит растопочную горелку 9, газораспределительную решетку 10 и дополнительные поверхности 11 нагрева, выполняющие функцию двухсветных экранов,Топка кипящего слоя работает следующим образом.Через газораспределительную решетку 10 подают воздух, необходимый дляпсевдоожижения слоя 1 и горения основного или растопочного топлива.Расположенные в области кипящегослоя 1 трубы 4 с проемами 5 вблизигазораспределительной решетки 10 позволяют организовать в топке с кипящим Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котлах, сжигающих топливо в кипящем слое,Целью изобретения является повышение надежности и улучшение полноты сгорания.На фиг 1 схематически изображена топка кипящего слоя; на фиг. 2 - вариант выполнения проемов для циркуляции частиц путем разводки теплообменных труб в топке кипящего слоя; на фиг. 3 - выполнение теплообменных ,труб с плавниками и проемами в виде отверстий; на фиг. 4 - выполнение труб с мембранами и проемами в виде выемок. Возможность создания в топке эон(смежных кипящих слоев 1) с разной 25 температурой позволяет повысить полноту сгорания топлива. Например, присжигании твердого топлива дожиганиеуноса целесообразно производить в зоне с более высокой температурой. При 30 сжигании жидкого топлива для его равномерного распределения с целью повышения полноты сгорания целесообразно в зоне ввода топлива поддерживатьтемпературу ниже температуры самовоспламенения топлива, а процесс горения организовать в высокотемпературной зоне. Секционирование топкиприводит и к большей маневренностикотла, увеличению диапазона регули рования теплопроизводительности.Ниже места соединения труб 4 между собой с образованием козырька бпод последним образуется газовая полость с пониженной концентрацией час тиц материала кипящего слоя 1. Прирастопке через растопочную горелку 9подают растопочное топливо, котороепосле воспламенения сгорает в объеме, ограниченном трубами 4. Образую щиеся при горении растопочного топлива дымовые газы поступают черезпроемы 5 в кипящий слой 1 и за счетинтенсивного межфазового теплообменаотдают свою теплоту частицам мате риала кипящего слоя 1. При этом температура продуктов сгорания равнатемпературе в верхней, наиболее холодной зоне кипящего слоя 1, и потери теплоты с уходящими газами, а,3 13141 следовательно, потребности в растопочном топливе минимальны.После разогрева кипящего слоя 1 до температуры самовоспламенения рабочего топлива подача растопочного топлива прекращается, и в топку подают основное топливо через основные топливоподающие устройства 2. За счет наличия под козырьком 6 газовой полости с пониженной концентрацией 10 частиц подаваемое в эту полость топливо равномерно распределяется по всей длине топки. Это приводит к хорошему перемешиванию топлива с воздухом и более полному сгоранию топлива 15 при минимальных избытках воздуха. Теплота, выделяющаяся при горении топлива, отводится к поверхностям нагрева, в том числе и к экранам 3. Дымовые газы, пройдя через проемы 5 20 окна выше козырька 6, покидают топку. Дополнительные поверхности 11 нагрева, расположенные выше кипящего слоя 1, выполняют роль двухсветных экранов и служат для уменьшения температуры в надслоевом пространстве в случае догорания топлива над слоем 1, Это способствует более глубокому снижению концентрации окислов азота в продуктах сгорания. 30Выполнить проемы 5 (фиг. 2) за счет разводки труб 4 поверхностей нагрева, т.е. за счет расположения труб 4 не менее, чем в двух плоскостях, наиболее просто, причем в этом случае могут быть использованы гладкие трубы 4 беэ плавников 7. Для большего упрощения выполнения проемов 5 часть труб 4, например каждая четная или. нечетная, остается в зоне про емов 5 без изменений, прямой, а остальные выполняются изогнутьйи - располагаются в другой плоскости. Недостатком выполнения проемов 5 за счет разводки гладких труб 4 является возможность повышенного износа последних из-за больших скоростей газа,92 4проходящего через проемы 5 в слой 1 из газовой полости ниже места соединения теплообменных труб 4. Поэтому предпочтительнее использовать плавниковые трубы с проемами 5 в плавниках 7, Тогда износу подвергаются плавники 7, а не собственно трубы 4, и надежность работы поверхностей нагрева повышается. Формула изобретения 1. Топка кипящего слоя, содержащая топливоподающее устройство и поверхности нагрева в виде экранов с выведенными из их плоскости теплообменными трубами, погруженными в слой и образующими в последнем пространственную решетку с проемами для циркуляции частиц слоя, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения полноты сгорания, теплообменные трубы упомянутой пространственной решетки на участках, расположенных над топливо- подающим устройством, плотно соединены между собою с образованием по всей ширине топки козырька.2. Топка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что трубы поверхности нагрева снабжены плавниками,3,. Топка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что плавники труб скреплены между собою с образованием мембран, в которых на участках, образующих пространственную решетку, за пределами козырька выполнены упомянутые проемы дя циркуляции частиц слоя. 4. Топка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что трубы пространственной решетки на участках, расположенных за пределами козырька, разведены в разные плоскости с образованием упомянутых проемов для циркуляции частиц слоя, 1314 1921314192 Составитель Н.Белякова .едактор Э.Слиган Техред И,Попович Корректор М.Демчи з 2201/42В д. 4/5 изводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 495 НИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РПодписнокомитета СССи открытийушская наб