ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ РЕШЕТКА Российский патент 1996 года по МПК F23C11/02 

Изобретение относится к устройствам с псевдоожиженным слоем и может использоваться в котлах с топками кипящего слоя.

В топках с кипящим слоем, как правило, используются газораспределительные решетки с колпачками [1] Их недостатком является плохая эффективность псевдоожижения в нижней части кипящего слоя. Выходящий из колпачков воздух имеет в 3-4 раза более низкую абсолютную температуру (в градусах Кельвина) и соответственно в 3-4 раза меньший объем и скорости, чем в основной массе изотермического кипящего слоя. Поэтому на колпачковых решетках легко оседают из кипящего слоя крупные куски угля и золы и топку необходимо часто останавливать для очистки.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к данному устройству и выбранным в качестве прототипа является газораспределительная решетка, содержащая колпачки с одиночными соплами, установленные на ней с образованием контуров циркуляции, причем сопла направлены вверх под углом 45-75^o [2]
Направление сопел вверх под таким углом предотвращает износ истекающими из них струями впереди стоящих колпачков. Однако, эта мера одновременно снижает эффективность псевдоожижения в нижней части кипящего слоя. Это объясняется тем, что импульс струй направлен не на оседающие крупные куски угля и золы, а существенно на 45-75^o отклоняется вверх.

Целью технического решения является повышение эффективности псевдоожижения в нижней части кипящего слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в газораспределительной решетке, содержащей колпачки с соплами, причем колпачки установлены на ней с образованием контуров циркуляции, по предлагаемому изобретению сопла колпачков выполнены парными и расположены симметрично под углом 10 60^o относительно плоскости симметрии колпачка.

Кроме того, колпачки на решетке установлены с одинаковым шагом в продольном и поперечном направлениях.

Повышение эффективности псевдоожижения нижней части кипящего слоя достигается тем, что сопла направлены горизонтально. При этом импульс струй направлен непосредственно на оседающие крупные куски угля и золы. Он препятствует залеганию крупных кусков, вызывает их изменение, а также транспортировку к окну выгрузки слоя и удалению.

Износ впереди стоящих колпачков исключается за счет того, что сопла выполнены парными и расположены симметрично под углом 10 60^o относительно плоскости симметрии колпачка, т.е. струи расходятся и огибают стоящие впереди колпачки. При этом взаимодействие струй соседних рядов колпачков создает симметричные и стабильные транспортирующие потоки в коридорах между колпачками.

На фиг. 1 приведена схема газораспределительной решетки; фиг. 2 - горизонтальное сечение колпачка через сопла.

Газораспределительная решетка содержит колпачки 1, установленные в плите 2 с одинаковыми продольным и поперечным шагами S. Колпачки 1 имеют парные сопла 3, расположенные симметрично под углом 10 60^o относительно плоскости симметрии колпачка.

Стрелками 4 обозначены направления циркуляции частиц в условно выделенных секторах 5, 6, 7, 8 решетки.

При установке сопел 3 под углом менее 10^o относительно плоскости симметрии колпачка 1 отдельные струи сливаются и сформированная общая струя вызовет износ стенки впереди стоящего колпачка 1.

С другой стороны, если угол сопла 3 больше 45^o, то при столкновении струй из соседних рядов колпачков 1 значительная доля импульса теряется и не преобразуется в поступательное движение. При углах, равных, приблизительно 60 90^o, поступательного движения не будет вообще. Поэтому угол максимального отклонения сопел 3 относительно плоскости симметрии колпачка 1 ограничивают величиной в 60^o.

В воздухораспределительной решетке колпачки 1 могут устанавливаться с однонаправленным дутьем и/или с образованием одного или нескольких контуров циркуляции частиц. При этом колпачки 1 в каждом условно выделенном секторе 5, 6, 7, 8 решетки устанавливаются параллельно внешней ее границе. Причем расположение колпачков 1 с одинаковым продольным и поперечным шагами позволяет создать однонаправленное дутье или контуры циркуляции прямоугольной формы простым поворотом колпачков 1. При этом переориентация колпачков 1 не вызывает изменение картины псевдоожижения в различных условно выделенных секторах 5 8 газораспределительной решетки. Интенсивность псевдоожижения будет одинаково равномерной по всей ее площади, чего нельзя достичь при создании прямоугольных контуров циркуляции частиц, если колпачки 1 расположены с различными продольным и поперечным шагами, так как в направлении, в котором колпачки 1 скомпонованы с большим шагом, будет происходить залегание крупных кусков угля и золы. Кроме того, становится сложным формирование поворотов потока. Расположение же колпачков 1 с равными шагами позволяет наиболее эффективно преобразовать энергию струй соседних рядов в поступательное движение слоя, так как они сталкиваются строго симметрично.

С целью обеспечения возможности вывода крупных кусков решетка может иметь окно выгрузки слоя (на фиг. 1 не показано).

Предлагаемая газораспределительная решетка работает следующим образом.

Воздух или газы из-под плиты 2 под действием давления через колпачки 1 истекают по соплам 3 в виде пар струй и формируют в условно выделенных секторах 5 8 решетки циркуляцию частиц в направлениях, показанных на фиг. 1 стрелками 4. При этом струи, истекающие из соседних рядов колпачков 1, сливаются и образуют между колпачками 1 интенсивное течение, которое препятствует залеганию крупных кусков угля и золы и вызывает их измельчение и, при необходимости, транспортировку к окну выгрузки слоя.

Использование предлагаемой газораспределительной решетки по сравнению с прототипом [2] повышает эффективность псевдоожижения в нижней части кипящего слоя.

Использование: изобретение относится к газораспределительным решеткам псевдоожиженного слоя и может использоваться в котлах с топками кипящего слоя. Сущность изобретения: газораспределительная решетка содержит колпачки с соплами, установленные на плите с образованием контуров циркуляции и/или направленных течений, причем сопла колпачков выполнены парными и расположенными симметрично под углом 10 - 60^o относительно плоскости симметрии колпачка, что устраняет износ впереди стоящих колпачков потоком частиц. Колпачки скомпонованы на решетке с одинаковым шагом в продольном и поперечном направлениях, при этом в коридорах между соседними рядами колпачков создаются симметричные стабильные транспортирующие потоки. Повороты потока, образующие замкнутые контуры циркуляции, создаются за счет установки колпачков в секторах решетки параллельно внешней ее границе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газораспределительная решетка, содержащая колпачки с соплами, установленными на плите с образованием контуров циркуляции и/или направленных течений, отличающаяся тем, что сопла колпачков выполнены парными и расположены под углом 10 60^o относительно плоскости симметрии колпачка. 2. Решетка по п. 1, отличающаяся тем, что колпачки на плите расположены с одинаковым шагом в продольном и поперечном направлениях.