Горизонтальная циклонная топка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИ 4 ЕСКИХРЕСПУБЛИК 55 723 С 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) НТНОЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНПАТЕНТУ бъеди. (21) 4658793/06(71) Приморское производственное онение "Бор" им. 50-летия СССР (72) В.А. Куханов, Н.Я. Сулима, С.А. Хмелева,Н,В. Хлянченко, И.М, Гойзман, В,А. Смирнов и В,Е. Жилин; (73) Научно-технический центр "Новатор"Приморского краевого совета ВОИР (56) Авторское свидетельство СССРМ 1218245, кл. Р 23 С 5/32, опублик, 1986.(54) ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ЦИКЛОННАЯ ТОПКА(57) Использование: в химической промышленности для сжигания жидкой серы. Сущность изобретения: горизонтальная Изобретение относится к химической промышленности, в частности к конструкциям печей для сжигания жидкого топлива, например, жидкой серы.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем улучшения ее ремонтнопригодности.На фиг, 1 изображена предлагаемая топка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А.на фиг. 1; на фиг. 3 - 5 - варианты узла, на фиг, 1; на фиг. 6 - разрез Б - Б на фиг. 1. Горизонтальная циклонная топка разъемная и содержит две части; каме орения 2, камеру 3, фронтальную стенку воздушную рубашку 5, разделительную и регородку в виде разъема 6. Ж 180630 циклонная топка выполнена разъемной на две части в вертикальной плоскости у фронтальной стенки с воэможностью перемещения этой стенки в осевом направлении, причем разъем выполнен в виде прикрепленных к обечайкам воздушной рубашки каждой из частей топки кольцевых перегородок, перекрывающих сечение рубашки и снабженных отверстиями для прохода воздуха из одной части рубашки в другую и средством для их скрепления, а стык перегородок изнутри уплотнен с помощью прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с воэможностью сопряжения торцовых его стенок с футеровкой обеих частей топки при их соединении и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки, 6 ил., 1 табл,Разъем 6 с кольцевым выступом 7 из огнеупорного кирпича включает в себя скрепляющие струбцины 8, кольцевые перегородки 9 и 10, которые крепятся к обечайкэм 11, 12 воздушной рубашки 5.Разъем 6 разделяет воздушную рубашку 5 на кольцевые камеры 13 и 14, которые снаружи ограничиваются корпусом 15, и имеет отверстия 16 по периметру, а примыкающая к фронтальной стенке 4 кольцевая камера 13 снабжена профилирующими пластинками 17, которые образуют каналы 18, переходящие к центру фронтальной стенки 4 в систему тангенциальных сопел 19,Топка также имеет ступенчатые фурмы 20 и 21. влет форсунки 22, штуцер 23, два аэродинамических пережимэ 24 и 25.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Фронтальная стенка 4 включает в себякрышку 26 и кожух 27, между которыми расположена воздушная рубашка 5, и катки 28для ее перемещения.Горизонтальная циклонная топка работает следующим образом,Холодный воздух через штуцер 23 икольцевую камеру 14 поступает к разделительной перегородке 6 и через систему отверстий 16 подается в каналы 18, а изтангенциальных сопел 19 входит в камеругорения 2 в виде тангенциально закрученного потока. Отверстия 16 располокены поокружности разделительной перегородки 6,которая представлена в виде разъема, состоящего из разделительных перегородок 9и 10, Отверстия 16 соединены с воздушнойруба ш кой кол ьцевых камер 13 и 14. Кол ьцевой выступ 7 топки выполнен из огнеупорного материала и является уплотняющимузлом кольцевой камеры 13 и 14. Кольцеваякамера 14 имеет возможность перемещаться по каткам 28, .Поток воздуха поступает в камеру горения горизонтальной циклонной топки частями: через аэродинамические пережимы 24 и25, фурмы 20 и 21 и тангенциальные сопла 19.В аэродинамические пережимы поступает 8-10% общего количества воздуха.Расход воздуха регулируется при помощиспециальных клапанов, изменение расходавоздуха изменяет гидродинамическое сопротивление ее и относительную скоростьмежду частицами топлива и газовым потоком, а также способствует лучшему окислению несгоревших частиц топлива,В тангенциальные ступенчатые фурмы20 и 21 поступает около 80% воздуха, Фурмы 21 выполнены ступенчатыми и установлены между аэродинамическимиперекимами 24 и 25 ближе к аэродинамическому пережиму 24. Такое расположениефурм существенно создает положительныйэффект. Когда поток продуктов сгораниятоплива выходит через центральное отверстие аэродинамического перекима 24, онуже не имеет вращательного движения искорость движения несгоревших частицтоплива близка к скорости газовой частипотока, движение потока поступательное,Когда в камере дожигания имеется дополнительная ступенчатая фурма, тогда воздух,выходящий из нее со скоростью 35 - 50 м/с.закручивает поток газов и смешивается сним. Происходит увеличение относительнойскорости, т.е. увеличивается разность скорости между частицей топлива и окислителем, возрастает скорость реакции горения,а также увеличивается время нахождения крупных частиц в топке, т,к. под действием центробежных сил потока они отбрасываются от центра к периферии и их путь становится длиннее,Тангенциальные ступенчатые фурмы 20 установлены в камере горения, воздух из них выходит со скоростью 35 - 50 м/с и его кинетическая энергия достаточна для распыла струи топлива и перемешивания его равномерно в своей массе. Воздух, поступающий к соплам 19, охлакдает футеровку топки и фронтальной стенки, а также разделительную перегородку 6 от избыточного тепла топочных газов и предотвращает поступление топочных газов в кольцевые камеры 13 и 14,Если отверстий 16 не будет, то воздух не будет перетекать из кольцевой камеры 14 в кольцевую камеру 13, то и кольцевая разделительная перегородка 6 не будет охлаждаться и под действием тепла топочных газов она будет перегреваться и часто выходить из строя,Кроме того, в месте разъема разделительной перегородки б топочные газы будут поступать из топочной камеры наружу, так как будет отсутствовать избыточное давление воздуха; поэтому кольцевая разделительная перегородка б имеет выступ 7,Если кольцевую разделительную перегородку 6 выполнить неразъемной, тогда нельзя будет отсоединять фронтальную стенку 4 от камеры горения 2 и для осмотра, и ремонтных работ потребуется создание специальных люков и также в этой зоне не будет охлаждаться, повысятся тепловыделения в окружающую среду, снизится срок службы футеровки.Отверстия 16 расположены равномерно по окружности кольцевой разделительной перегородки 6, поэтому воздух из кольцевой камеры 14 поступает равномерно в кольцевую камеру 13 и заполняет каналы 18, образованные направляющими профилирующими пластинами 17.По мере приближения к соплам 19 сечение каналов 18 уменьшается и становится минимальным на срезе сопел 19.Следовательно, на срезе сопел 19 получается самая большая скорость воздуха, причем воздух имеет тангенциальное вращение.Так как воздух соприкасается с горячими поверхностями топки, то он нагревается. а так как горячий воздух соприкасается с устройством для подачи топлива (форсункой, горелкой), то он подогревает это топливо, горячее топливо лучше горит.Когда воздух поступает в камеру горения 2, он растекается по футеровке и предохраняет футеровку фронтальной стенки 4 от Количество оксидов азота перед входомкоксования несгоревшими частицами топ- в котел утилизатор мг/нм 35 - 40лива жидкого или твердого пылевидного, а Межремонтный пробег футеровкитакже турбулизирует поток и позволяет сжи-фронтальной стенки, мес 24-30гать топливо с меньшими избытками возду Относительно известной циклоннойха, что снижает образование оксидов азота. топки по авт. свид, СССР М 1200071, кл. ГМазут подается втопкуаксиальночерез 23 С 5/Обпринятой в качестве прототипа,форсунку, проходящую через отверстие, об- предложенная барабанная сушильная устаразовэнное системой тангенциальных сопл новка имеет преимущества и положитель 19, где он подогревается горячим воздухом, 10 ный эффект, которые отражены взатем перемешивается с ним в топочной нижеследующей таблице.камере и сгорает, Продукты сгорания имеют Таким образом, оборудование фронвращательное движение и поступают вдоль тальной стенки горизонтальной циклоннойкамеры горения 2 к аэродинамическим пе- топки"с перфорированной разделительнойрежимам 24 и 25, после чего поступают на 15 перегородкой, состоящей иэ двух сопряженных между собой частей с огнеупорнымОборудование фронтальной стенки 4 выступом, расположенный междуфронталькаткэми 28 позволяет быстро и без особых ной стенкой и ступенчатыми фурмами, а такусилий отсоединять фронтальную стенку 4 же оборудование камеры направляющимиот камеры горения 2. 20 пластинами, ограничивающими суживаюП р и м е р. Циклонная топка выполнена щие каналы в виде тангенциальных сопел,согласно черт, фиг. 1-3 или 4, или 5, 6, Фрон- позволяет охлаждать фронтальную стенкутальная стенка состоит из кольцевой каме- воздухом, в результате чего повышаетсяры, образованной крышкой и кожухом, межремонтный пробег циклонной печи в 2Крышка имеет направляющие пластины, 25 раза, а также интенсифицирует процессконцы которых образуют систему тангенци- окисления топлива, в результате чего сниальных сопел. жается коэффициент избытка. воздуха и коЦиклонная топка имеет воздушную ру- личество образовавшихся окислов азота.башку, штуцер для ввода холодного воздуха По отношению к прототипу для сжигаи соединен с фронтальной стенкой перфо ния серы предложенная циклонная топкарированной разделительной перегородкой, позволяет повысить межремонтный пробег.выполненной из двух частей. Фронтальная . в 1,5 - 2 раза снизить образование оксидовстенка имеет катковые устройства, части азота в 1,5 - 2 раза, снизить выделения вразделительной перегородки крепятся друг окружающую среду и повысить тепловое нак другу струбцинами, В циклонной топке 35 пряжение топочного объема на 5-6%. Раэьсжигают жидкую серу с низшей теплотвор- емнэя разделительная перегородка делаетной способностью 9100 кДж/кг, доступ в топку более безопасным и снижаетЦиклонная топка работает со следую- трудозатраты на сборочно-рэзборочные ращими показателями. боты,Количество воздуха поступающего в 40 . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и явоздушный зазор, нм /ч, 25000 Горизонтальная циклонная топка, соТемпература воздуха, поступающего в держащая корпус с воздушной рубашкой,воздушный зазор, С, 150 футеровкой и осевым горелочным устройстТемпература воздуха перед раздели- вом, расположенным на фронтальной стентельной перегородкой, С, 190 45 ке и сообщающимся по воздуху с воздушнойТемпература воздуха перед форсункой, рубашкой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с0 С 21 целью повышения эксплуатационной наРасход серы, кг/ч, 4500 дежности путем улучшения ее ремонтоприТепловое напояжение топочного обье- годности, топка выполнена разьемной на3: 6ма, кДж/м ц 9,6 "1.0 50 две части в вертикальной плоскости у фронКоэффициент избытка воздуха в камере тальной стенки с возможностью перемещегорения, а =1,02 ния последней в осевом направлении,Коэффициент избытка воздуха в камере причем разъем выполнен в виде прикрепдожигания и перед входом в котел-утилиэа-. ленных к обечайкам воздушной рубашкитор, а 1 =1,56 55 каждой из частей топки кольцевых перегоТемпература факела в камере горения, родок, перекрывающих сечение рубашки иоС, 1800 снабженных отверстиями для прохода возТемпература продуктов сгорания на. духа из одной части рубашки в другую ивходе в котел-утилизатор, С 1300 средством для их скрепления, а стык перегородок изнутри топки уплОтнен с помощью. ПЬкаэатели Тип топки автсвид, 1200077 предлагаемая Количество воздух поступающеко в воздушный зазор,нм /ч Температура воздуха, поступающего в воздушный зазор, С Температура воздуха перед разделительной перегородкой, "С Температура воздуха перед форсункой, С Расход серы, кг/ч Тепловое напряжение топочного объема, кДж/м ч Коэффициент избытка воздуха в камерегорения Коэффициент избытка воздуха перед входом в котелутилизатор Температура факела в камере горения,С Температура продукта сгорания на входе вкотел-утилизатор, С Количество оксидов азота перед входом в котел-утилизатор,мг/нмэ Межремонтный пробег футеровки фронтальной стенки,мес.,.1,56 1750 1300 1800 1300 35-40 24-30 60- 70 12 - 18 прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с возможностью сопряжения торцевых его стенок с футеровкой обеих частейтопки при их соединении, и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки.180 б 309 ь А.Сидоровичоргентал Корректор И.Шмакова Составит Техред М едактор С.Кулако Заказ 971 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета п 113035, Москва, Жодственно-издательски Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СС