ТОПОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК F23C7/02 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в других отраслях промышленности.

Известны топочные камеры парогенераторов с установленными на стенах камер горелками, содержащие наклонные воронки с наклонными скатами с размещенными вдоль последних соплами нижнего дутья [А.С. СССР N 813085 МКИ F 23 C 6/04].

Недостатком этих устройств является неучет расстояния от сопел нижнего дутья до горелок, что повышает потери с механическим недожогом.

Наиболее близким техническим решением к заявленному топочному устройству является топочная камера, у устья холодной воронки которой вдоль протяженных скатов установлены сопла нижнего дутья [А.С. СССР N 861847, МКИ F 23 C 7/02] .

Недостатком данной топочной камеры, как показали промышленные испытания, являются повышенные потери с механическим недожогом, обусловленные провалом части несгоревших частиц топлива из вихревой зоны в нижней части холодной воронки. Провал частиц несгоревшего топлива связан с тем, что в данном топочном устройстве имеет место большое расстояние от горелок до сопел нижнего дутья, что приводит к отрыву нижней вихревой зоны горения от основного факела, при этом резко снижается количество тепла от основного факела, поступающего в нижнюю вихревую зону. Это приводит к торможению горения в этой зоне и, как следствие, к накоплению в нижней части холодной воронки топлива, масса которого превышает аэродинамическую силу струй, выходящих из сопел нижнего дутья, что и приводит к выпадению части несгоревшего топлива в шлаковый комод и увеличивает потери с механическим недожогом. В случае же расположения сопел нижнего дутья на небольшом расстоянии от горелок происходит охлаждение нижней части основного факела относительно холодным воздухом (газом), что также приводит к повышению механического недожога топлива, но уже с золовым уносом из котла.

Заявляемое решение позволяет повысить эффективность дожигания частиц несгоревшего топлива как от его провала в шлаковый комод, так и с золовым уносом из котла.

Предложено топочное устройство, включающее вертикальную камеру сгорания, трубопровод горячего дутья, соединенный посредством горелок с камерой сгорания, и сопла, расположенные вдоль одного или двух скатов холодной воронки камеры сгорания и соединенные посредством трубопровода нижнего дутья с трубопроводом горячего воздуха, или с трубопроводом сушильного агента пылесистемы, или с трубопроводом газов рециркуляции котельной установки, при этом отношение расстояния между горелками нижнего яруса и соплами нижнего дутья Δh_г-с к высоте топочной камеры h_т находится в пределах При этом, в случае необходимости повышения устойчивости горения, скаты воронки могут быть выполнены утепленными.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Топочное устройство включает вертикальную камеру 1, трубопровод горячего дутья 2, соединенный посредством горелок 3 с камерой сгорания 1, и сопла 4, расположенные вдоль одного или двух скатов холодной воронки 5 камеры сгорания 1 и соединенные посредством трубопровода нижнего дутья 6 с трубопроводами горячего воздуха 2, трубопроводом сушильного агента пылесистемы 7 и трубопроводом газов рециркуляции котельной установки 8. Отношение расстояния между горелками нижнего яруса 3 и соплами нижнего дутья 4 Δh_г-с к высоте топочной камеры 1 (h_т) находится в пределах При этом, в случае необходимости повышения устойчивости горения, скаты воронки могут быть выполнены утепленными.

Топочное устройство работает следующим образом. В топочную камеру 1 посредством горелок 3 поступает пылевидное топливо с горячим воздухом. Крупные фракции топлива выпадают на скаты холодной воронки 5, которые обдуваются воздухом или газом, поступающим из сопел 4, соединенных посредством трубопровода нижнего дутья 6 с трубопроводами горячего воздуха 2, сушильного агента пылесистемы 7 и газов рециркуляции котельной установки 8, при этом струи, выходящие из сопел 4, достигают противоположного ската холодной воронки 5, расплющиваются и, подхватывая выпавшие на скаты воронки 5 частицы топлива, возвращаются в зону более высокого разрежения к оси факела. При этом в нижней части холодной воронки 5 образуется один (в случае расположения сопел вдоль одного ската воронки) или два вихря с опускным движением по оси факела. Такой аэродинамический эффект приводит к эжекции части горячих газов из основного факела, что интенсифицирует прогрев и воспламенение частиц топлива, осуществляющих циркулирующее движение в нижней части топочного объема, обеспечивая надежный и стабильный процесс горения в этой части топочной камеры, резко уменьшая при этом потери с механическим недожогом топлива. Как показали промышленные испытания на пылеугольном котле Омской ТЭЦ-2 с различным расположением сопел нижнего дутья по высоте холодной воронки котла, наименьшие потери с механическим недожогом топлива соответствуют диапазону отношения расстояния между горелками и соплами нижнего дутья к высоте топочной камеры, равным 0,1 - 0,5. В случае повышения относительного расстояния больше 0,5 возрастает провал частиц несгоревшего топлива в шлаковый комод, что увеличивает потери с механическим недожогом, а в случае расположения сопел нижнего дутья на относительном расстоянии меньше 0,1 происходит охлаждение нижней части основного факела и увеличение потерь с механическим недожогом золового уноса из котла.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в других отраслях промышленности. Предложено топочное устройство, включающее вертикальную камеру сгорания, воздухопровод горячего дутья, соединенный посредством горелок с камерой сгорания, и сопла, расположенные вдоль одного или двух скатов холодной воронки камеры сгорания и соединенные посредством трубопровода нижнего дутья с трубопроводами горячего воздуха, сушильного агента пылесистемы, уходящих газов котла, при этом отношение расстояния между горелками нижнего яруса и соплами нижнего дутья Δh_г-с к высоте топочной камеры h_т находится в пределах Изобретение позволяет повысить эффективность дожигания частиц несгоревшего топлива, а следовательно, экономичность работы камеры сгорания. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Топочное устройство, включающее вертикальную камеру сгорания, трубопровод горячего воздуха, соединенный посредством горелок с камерой сгорания, и сопла, расположенные вдоль одного или двух скатов холодной воронки камеры сгорания и соединенные посредством трубопровода нижнего дутья с трубопроводом горячего воздуха, сушильного агента пылесистемы, газов рециркуляции котельной установки, отличающееся тем, что отношение расстояния между горелками нижнего яруса и соплами нижнего дутья Δh_г-c к высоте топочной камеры h_т находится в пределах
2. Топочное устройство по п.1, отличающееся тем, что скаты воронки выполнены, например, утепленными.