ТОПКА Российский патент 1997 года по МПК F23C5/08 

Изобретение относится к топочным устройствам и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется сжигание топлива с целью получения высокотемпературных продуктов сгорания.

Известна топка, содержащая призматическую камеру сгорания с устройствами для вдувания, размещенными на торцевой стенке, и устройствами для вдувания, размещенными на боковой стенке, при этом устройства для вдувания, размещенные на торцовой стенке, расположены рядами и выполнены в виде горелок, а устройства для вдувания, размещенные на боковых стенках, выполнены в виде воздушных сопел и установлены на двух противоположных стенках со смещением их рядов относительно рядов горелок в шахматном порядке с размещением каждой пары противолежащих сопел по разные стороны от соответствующего ряда горелок [1]
Эта топка имеет очень высокий выход окислов азота.

Вследствие того, что устройства для вдувания, размещенные на торцевой стенке, расположены рядами и выполнены в виде горелок, а устройства для вдувания, размещенные на боковых стенках, выполнены в виде воздушных сопел и установлены на двух противоположных стенках со смещением их рядов относительно рядов горелок в шахматном порядке с размещением каждой пары противолежащих сопел по разные стороны от соответствующего ряда горелок, вдувание первичной газовоздушной среды и вторичного воздуха происходит под прямым углом, что ведет к бурному перемешиванию потоков, сгоранию топлива с высокой температурой и высокому выходу окислов азота.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является топка, содержащая призматическую камеру сгорания с устройством для вдувания, размещенным на торцевой стенке, и устройствами для вдувания, размещенными на боковой стенке и направленными тангенциально, при этом устройство для вдувания, размещенное на торцевой стенке, выполнено в виде сопла для газов рециркуляции, а устройства для вдувания, размещенные на боковых стенках, выполнены в виде горелок и установлены на всех четырех стенках и оси их направлены по касательным к единой окружности [2]
Эта топка обладает весьма существенным недостатком, а именно: большая неустойчивость горения и срыва пламени.

Вследствие того, что устройство для вдувания, размещенное на торцевой стенке, выполнено в виде сопла для газов рециркуляции, а устройства для вдувания, размещенные на боковых стенках, выполнены в виде горелок и установлены на всех четырех стенках и оси их направлены по касательной к единой окружности, вокруг оси образуется вращающийся слой горящей тополивовоздушной среды с образованием центральной зоны пониженного давления, куда обычно (в других топках) засасываются горячие газы, которые осуществляют зажигание вращающегося потока; в этом же случаев в эту зону принудительно подается холодный поток рециркулирующих продуктов сгорания, который не только не поджигает вращающийся слой, но и препятствует проникновению сюда горячих продуктов сгорания, что ведет к пульсациям потока и даже отрыву пламени.

Задачей изобретения является создание надежно работающей топки при пониженном выходе продуктов сгорания.

Для решения указанной задачи в топке, содержащей призматическую камеру сгорания с устройством для вдувания, размещенным на торцевой стенке, и устройством для вдувания, размещенным на боковой стенке и направленным тангенциально, согласно изобретению, устройство для вдувания, размещенное на торцевой стенке, выполнено в виде горелки, а устройство для вдувания, размещенное на боковой стенке, в виде сопла для подачи рециркулирующего газа и установлено в одном из углов топки перпендикулярно смежной с ней, при этом другие углы топки выполнены скругленными, а внутри топки размещена перегородка с центральным отверстием, установленная перпендикулярно оси топки по другую сторону от сопла относительно торцевой стенки.

Благодаря тому, что устройство для вдувания, размещенное на торцевой стенке, выполнено в виде горелки, топка работает стабильно, без срывов пламени.

Благодаря тому, что устройство для вдувания, размещенное на боковой стенке, выполнено в виде сопла для подачи рециркулирующего газа и установлено в одном из углов топки перпендикулярно стенке, на которой оно расположено, и параллельно смежной с ней, а другие углы топки выполнены скругленными, появляется возможность подать к корню факела равномерный вращающийся поток продуктов сгорания при наличии одного сопла для рециркулирующего газа. При этом система оказывается простой и надежной и работает при сниженном выходе окислов азота.

Благодаря тому, что внутри топки размещена перегородка с центральным отверстием, установлена перпендикулярно оси топки и по другую сторону от сопла относительно торцевой стенки, появляется возможность подачи рециркулирующего газа не только к корню факела, но и в зону максимальной температуры горения, что приводит к резкому снижению выхода окислов азота при гарантируемой стабильности факела, т.к. к корню факела подается не весь рециркулирующий поток.

На фиг. 1 изображена топка, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Топка содержит призматическую камеру 1 с торцевой 2 и боковыми 3 стенками, устройство 4 для вдувания, выполненное в виде горелки и расположенное на торцевой стенке 2, устройство 5 для вдувания, выполненное в виде сопла для подачи рециркулирующего газа и расположенное на одной из боковых стенок 3 в углу топки, перпендикулярно этой стенке и параллельно смежной с ней, скругления 6, расположенные в остальных углах топки, перегородку 7 с центральным отверстием 8, и установленную перпендикулярно оси топки и по другую сторону от сопла 5 относительно торцевой стенки 2. Для пояснения работы на фиг. 1 изображен газоход 9.

Топка работает следующим образом. По устройству 4 осуществляют подачу топливо-воздушной смеси, которая сгорает в камере 1. По устройству 5 осуществляют подачу рециркулирующих продуктов сгорания, которые, выходя, заполняют пространство между стенкой 2 и перегородкой 7. При этом осуществляется подсос рециркулиркующих продуктов сгорания непосредственно к корню факела, что снижает выход окислов азота. Скругления 6 позволяют сделать эту подачу равномерной по окружности факела. Перегородка 7 располагается в месте максимального тепловыделения факела, здесь же проходит основной поток рециркулирующих продуктов сгорания, что приводит к подсосу продуктов сгорания в зону максимальной температуры, снижению этой температуры и снижению выхода окислов азота. Образовавшиеся продукты сгорания вместе с рециркулирующими удаляются через газоход 9.

Использование: в различных отраслях промышленности, где требуется сжигание топлива с целью получения высокотемпературных продуктов сгорания. Сущность изобретения: в топке, содержащей призматическую камеру сгорания с устройством для вдувания, размещенным на торцевой стенке, и устройством для вдувания, размещенным на боковой стенке и направленным тангенциально, устройство, размещенное на торцевой стенке, выполнено в виде горелки, а устройство, размещенное в боковой стенке, в виде сопла для подачи рециркулирующего газа и установлено в одном из углов топки перпендикулярно стенке, на которой оно расположено, и параллельно смежной с ней, при этом другие углы топки выполнены скругленными, а внутри топки размещена перегородка с центральным отверстием, установленная перпендикулярно оси топки по другую сторону от сопла относительно торцевой стенки. 2 ил.

Топка, содержащая призматическую камеру сгорания с устройством для вдувания, размещенным на торцевой стенке, и устройсвом для вдувания, размещенным на боковой стенке и направленным тангенциально, отличающаяся тем, что устройство для вдувания, размещенное на торцевой стенке, выполнено в виде горелки, а устройство для вдувания, размещенное на боковой стенке, в виде сопла для подачи рециркулирующего газа и установлено в одном из углов топки перпендикулярно стенке, на которой оно расположено, и параллельно смежной с ней, при этом другие углы топки выполнены скругленными, а внутри камеры размещена перегородка с центральным отверстием, установленная перпендикулярно к оси топки и по другую сторону от сопла относительно торцевой стенки.