ЦИКЛОННАЯ ТОПКА Российский патент 1998 года по МПК F23C3/00 

Изобретение относится к организации сжигания топлива и может использоваться в энергетических и промышленных котлах.

Известна циклонная топка, содержащая вихревую камеру с тангенциальными подводами воздуха, вводом топлива, леткой для удаления жидкого шлака и выхлопным окном для отвода дымовых газов. За выхлопным окном расположены камера охлаждения и конвективный газоход котла.

Недостатком этой топки являются:
- большие габариты;
- трудность масштабирования при создании топок к котлам различной мощности.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, выбранным в качестве прототипа, является циклонная топка, содержащая по крайней мере две расположенные параллельно отдельные вихревые камеры. Вихревые камеры выполнены сложно изогнутой системой труб и экранов, содержат завихрители дутьевого воздуха, вводы топлива, летки для жидкого шлака, выхлопные окна для отвода дымовых газов и подключены этими окнами к камере охлаждения и конвективному газоходу котла.

В такой конструкции топки не возникает трудности с масштабированием, так как при увеличении или уменьшении мощности котла просто увеличивается или уменьшается количество вихревых камер.

Недостатками этой топки являются:
- большие габариты;
- сложность распределения топлива и воздуха между вихревыми камерами.

Целью настоящего изобретения является снижение габаритов топки и упрощение распределения входящих потоков воздуха и топлива между вихревыми камерами.

Поставленная цель достигается тем, что в циклонной топке, содержащей по крайней мере две расположенные параллельно вихревые камеры, по предлагаемому изобретению они выполнены с взаимно встречной закруткой и сообщены между собой посредством пересечения их контуров.

Снижение габаритов топки обеспечивается объединением вихревых камер, а неравномерности распределения топлива и воздуха допускаются большими, так как они сглаживаются за счет сообщения камер между собой.

На фиг. 1 приведен поперечный разрез А-А, на фиг.2 - продольный разрез Б-Б предлагаемой циклонной топки, имеющей четыре вихревые камеры.

Циклонная топка содержит вихревые камеры 1 (в данном случае 4 камеры), образованные экранами 2, делителем 3 потока и выхлопными конусами 4. Циклонная топка подключена патрубком 5 к тракту подачи воздуха и бункеру 6 топлива, а через выхлопные конуса 4 к камере 7 охлаждения с экранами 8 и конвективному газоходу 9 с теплообменниками 10. Вихревые камеры 1 сообщаются между собой и имеют взаимно встречную закрутку, которая указана условно стрелками 11. В данном случае встречная закрутка обеспечивается тангенциальной подачей дутьевого воздуха сразу в две соседних камеры 1 через общие патрубки 5, как показано на фиг.1. При этом поток распределяется между данными камерами 1 благодаря установке делителя 3 потока.

За счет сообщения камер 1 между собой через один патрубок 5 можно подать воздух сразу в две или четыре вихревых камеры 1 и ограничиваться одним вводом топлива из бункера 6. Применение предлагаемой конструкции топки за счет интенсивного взаимодействия вихревых течений обеспечивает надежное выравнивание неоднородностей (температур, скоростей и концентраций) между вихревыми камерами 1. Это позволяет использовать простейшую систему распределения воздуха и топлива. Так, для малого количества вихревых камер 1 (2 - 4 шт.) достаточно лишь одного ввода воздуха и топлива, а также одной летки 12 для вывода жидкого шлака.

На фиг. 1 также видно, что по сравнению с применением одиночных вихревых камер габариты циклонной топки значительно снижаются.

При необходимости увеличения мощности циклонной топки соответственно нужно увеличить число вихревых камер 1.

Предлагаемая циклонная топка работает следующим образом.

За счет тангенциального ввода струй воздуха через патрубки 5 в вихревых камерах 1, образованных экранами 2 и делителем 3 потока, возникают вихревые течения со взаимно встречными направлениями вращения, указанными стрелками 11. При этом благодаря интенсивному взаимодействию между вихрями происходит выравнивание неоднородностей при подаче топлива, локально поступающего из бункера 6, а также воздуха, требуемого для его сжигания, и они равномерно распределяются между вихревыми камерами 1.

Топливо выгорает в режиме жидкого шлакоудаления. Горящие частицы топлива отбрасываются центробежной силой к стенкам вихревых камер 1 и удерживаются от выноса с дымовыми газами выхлопными конусами 4 и за счет осаждения на пленку жидкого шлака, который стекает по экранам 2 в летку 12. Дымовые газы отводятся из циклонной топки через выхлопные конуса 4 в камеру охлаждения и конвективный газоход 9, где они отдают тепло экранам 8 и теплообменникам 10.

Использование предлагаемой циклонной топки по сравнению с прототипом благодаря тому, что вихревые камеры 1 сообщаются между собой и имеют взаимно встречную закрутку, обеспечивает снижение ее габаритов не менее, чем в 1,2 - 1,5 раз, и упрощает распределение входящих потоков воздуха и топлива. Так, например, можно ограничиться 1 - 2 вводами топлива и воздуха на 2 - 4 вихревые камеры.

Использование: в энергетических и промышленных котлах. Сущность изобретения: циклонная топка содержит по меньшей мере две расположенные параллельно вихревые камеры 1, выполненные с взаимно встречной закруткой и сообщенные между собой посредством пересечения их контуров. 2 ил.

Циклонная топка, содержащая по крайней мере две расположенные параллельно вихревые камеры, отличающаяся тем, что вихревые камеры выполнены со взаимно встречной закруткой и сообщены между собой посредством пересечения их контуров.