АЭРОФОНТАННАЯ ТОПКА Российский патент 1994 года по МПК F23C11/02 

Изобретение относится к области сжигания твердых топлив и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известны аэрофонтанные топки, содержащие вертикальную камеру сгорания со стабилизатором горения в верхней ее части, выполненным в виде завихрителя с радиально установленными лопатками.

Недостатком известных топок является пониженная экономичность сжигания.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой аэрофонтанной топке является аэрофонтанная топка, содержащая вертикальную камеру сгорания со стабилизатором горения в верхней ее части, состоящим из радиально установленных с зазором относительно оси камеры и скрепленных со стенкой последней ребер, центрального горизонтального диска и размещенных между ребрами с наклоном к оси камеры пластин, имеющих горизонтально расположенные верхнюю и нижнюю кромки и сгруппированных в концентрические ряды с образованием жалюзийной решетки.

Однако из-за недостаточно высокого сепарирующего действия стабилизатора горения топка работает с повышенным выносом недосгоревшего топлива, что снижает экономичность сжигания. Кроме того, топка имеет пониженную эксплуатационную надежность, что связано с короблением элементов стабилизатора горения в результате недостаточной компенсации термических расширений скрепленных между собой ребер и диска.

Целью изобретения является повышение экономичности сжигания и эксплуатационной надежности.

В аэрофонтанной топке, содержащей вертикальную камеру сгорания со стабилизатором горения в верхней ее части, состоящим из радиально установленных с зазором относительно оси камеры и скрепленных со стенкой последней ребер, центрального горизонтального диска и размещенных между ребрами с наклоном к оси камеры пластин, имеющих горизонтально pасположенные веpхнюю и нижнюю кpомки и сгpуппиpованных в концентрические ряды с образованием жалюзийной решетки, поставленная цель достигается тем, что нижние кромки пластин каждого ряда расположены от оси камеры на большем расстоянии, чем верхние кромки этих пластин, ребра установлены под углом к горизонту с наклоном вверх, а диск размещен сверху ребер со свободным опиранием на них и верхние кромки пластин ближайшего к оси камеры ряда.

В просмотренных источниках информации признаки, сходные с отличительными признаками заявляемой топки, не обнаружены, что дает основание сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена аэрофонтанная топка; на фиг. 2 - стабилизатор горения, вид сверху.

Аэрофонтанная топка содержит вертикальную камеру 1 сгорания со стабилизатором горения в верхней ее части, состоящим из радиально установленных с зазором относительно оси и скрепленных со стенкой 2 камеры 1 ребер 3, центрального горизонтального диска 4 и размещенных между ребрами 3 с наклоном к оси камеры 1 под углом 45-60о трапецеидальных пластин 5, сгруппированных в концентрические ряды с образованием жалюзийной решетки. Ребра 3 установлены под углом 15-30о к горизонту с наклоном вверх. Нижние горизонтальные кромки 6 пластин 5 каждого ряда расположены от оси камеры 1 на большем расстоянии, чем верхние горизонтальные кромки 7 этих пластин. Диск 4 размещен сверху ребер 3 со свободным опиранием на них и верхние кромки 7 пластин 5 ближайшего к оси камеры 1 ряда. Для предотвращения возможности отложений зольных частиц на диске 4 он заключен в конический обтекатель 8. Камера 1 снабжена выпускным патрубком 9 и подключенной к ней снизу через разгонно-транспортный участок 10 камерой 11 воспламенения, имеющей патрубки 12, 13, 14 подвода топлива, воздуха и холодного инертного материала.

Аэрофонтанная топка работает следующим образом.

В камеру 11 подают по патрубку 12 нагретое до температуры воспламенения твердое топливо и по патрубку 13 воздух. Наиболее крупные частицы топлива, скорость витания которых больше скорости транспортирующей среды, накапливаются в камере 11, где происходит их возгорание и истирание в фонтанирующем слое. По мере выгорания крупных фракций топлива, их дробления и истирания они вместе с мелкими фракциями топлива выносятся из камеры 11 и попадают в разгонно-транспортный участок 10. На участке 10 наиболее мелкие частицы топлива полностью выгорают, а средние и крупные частицы продолжают гореть, приобретая скорость, необходимую для устойчивого фонтанирования в камере 1. Аэроструктура камеры 1 характеризуется наличием центрального восходящего ядра фонтана и периферийных опускных потоков. Ударяясь о диск 4 и примыкающие к нему пластины 5 ближайшего к оси камеры 1 ряда, газ и топливные частицы меняют направление на радиально-опускное. Поскольку эвакуация газа через жалюзийную решетку, образованную пластинами 5, происходит с изменением направления при обтекании нижних кромок 6 пластин, взвешенные в газе частицы топлива под действием инерционных сил отбрасываются к стенке 2 камеры 1 и попадают в зону опускного движения. Происходит многократная циркуляция частиц в объеме камеры 1, в процессе которой топливо выгорает.

Размещение диска 4 сверху ребер 3 со свободным опиранием на них и верхние кромки 7 пластин 5 ближайшего к оси камеры 1 ряда дает возможность обеспечить независимое расширение диска 4 и ребер 3 при нагреве их в процессе эксплуатации топки.

По сравнению с топкой-прототипом предлагаемая аэрофонтанная топка позволяет повысить экономичность сжигания за счет создания в объеме камеры сгорания аэроструктуры, способствующей вовлечению частиц топлива в многократную циркуляцию, а также повысить эксплуатационную надежность путем обеспечения независимого расширения диска и ребер при нагреве их в процессе эксплуатации топки.

Использование: в тепловых электростанциях. Сущность изобретения: топка содержит вертикальную камеру 1 сгорания со стабилизатором горения в верхней ее части, состоящим из радиально установленных с зазором относительно оси и скрепленных со стенкой 2 камеры 1 ребер 3, центрального горизонтального диска 4 и размещенных между ребрами 3 с наклоном к оси камеры 1 пластин 5, сгруппированных в концентрические ряды с образованием жалюзийной решетки. Диск 4 размещен сверху ребер 3 со свободным опиранием на них и верхние кромки 7 пластин 5 ближайшего к оси камеры 1 ряда. Ударяясь о диск 4 и примыкающие к нему пластины 5, газ и взвешенные частицы топлива меняют направление на радиально-опускное. При эвакуации газа через зазоры между пластинами 5 поток, обтекая нижние кромки 6 пластин 5, испытывает действие инерционных сил, благодаря которым взвешенные в газе частицы топлива отбрасываются к стенке камеры 1 и попадают в зону опускного движения среды. Этим обеспечивается независимое расширение диска 4 и ребер 3 при нагреве их в процессе эксплуатации топки. 2 ил.

АЭРОФОНТАННАЯ ТОПКА, содержащая вертикальную камеру сгорания, в верхней части которой размещен стабилизатор горения, выполненный из горизонтального диска, радиальных ребер, установленных с зазором относительно оси камеры и скрепленных с ее стенкой, а также расположенных между ребрами наклонных пластин с горизонтальными нижними и верхними кромками, сгруппированных в концентрические ряды с образованием жалюзийной решетки, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности сжигания и эксплуатационной надежности, ребра и пластины установлены наклонно от стенок топки к оси камеры, а диск установлен со свободным опиранием на ребра и верхние кромки пластин первого от оси камеры ряда.