ВЕРТИКАЛЬНАЯ ТОПКА С КИПЯЩИМ СЛОЕМ Российский патент 2001 года по МПК F23C10/00 

Изобретение относится к сжиганию низкокалорийного твердого топлива, в частности кородревесных отходов, и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике на водогрейных и паровых котлах.

Известно топочное устройство для двухступенчатого сжигания твердого топлива, отвечающее современному уровню техники, содержащее камеру сгорания с кипящим слоем, снабженную щелевым выходным окном и установленными под последним соплами вторичного воздуха, а также расположенную над камерой сгорания вертикальную экранированную камеру дожигания, две противолежащие стенки которой в нижней части выполнены наклонными к центру, а сопла вторичного воздуха направлены вдоль наклонной части одной из стенок камеры дожигания, на которой дополнительно установлены наклоненные вниз сопла вторичного воздуха [RU 813085, кл. 6 F 23 C 6/04, 1981]. Однако в известной установке нельзя обеспечить эффективное сжигание низкокалорийного твердого топлива, поскольку формируемый соплами вторичного воздуха низкотемпературный вихрь не обеспечивает требуемого времени пребывания топлива в камере дожигания и, соответственно, требуемого уровня мех. недожога.

Наиболее близкой к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является топка с кипящим слоем, содержащая камеру сжигания и расположенную над ней камеру дожигания топлива, последняя из которых обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами вторичного и третичного воздуха, при этом фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом, на котором размещены направленным выходным срезом вверх сопла вторичного воздуха [SU 1291788 F 23 C 6/04, 1987].

Недостатком прототипа является снижение эффективности сжигания топлива полифракционного состава, например, измельченных кородревесных отходов, с увеличением его объема вследствие роста потерь тепла с механическим недожогом.

Целью изобретения является повышение эффективности сжигания топлива.

В вертикальной топке с кипящим слоем, содержащей камеру сжигания и расположенную над ней камеру дожигания топлива, последняя из которых обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами вторичного и третичного воздуха, при этом фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом, на котором размещены сопла вторичного воздуха, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что сопла третичного воздуха размещены на заднем экране на высотной отметке, превышающей высотную отметку сопел вторичного воздуха, и направлены в сторону фронтового экрана, задний экран в зоне, расположенной между соплами третичного воздуха и камерой сжигания, выполнен со скатом в сторону последней, а сопла вторичного воздуха направлены в сторону ската заднего экрана. Дополнительное повышение эффективности сжигания топлива обеспечивается тем, что фронтовой экран камеры дожигания в зоне, расположенной между соплами вторичного воздуха и камерой сжигания, выполнен с участком, отогнутым в сторону, противоположную заднему экрану.

Отличительные признаки позволяют повысить эффективность сжигания твердого топлива за счет лучшей организации дожигания продуктов его газификации в камере дожигания, которая обеспечивается формированием над камерой сжигания сепарационной зоны за счет выполнения ската заднего экрана камеры дожигания, направлением сопел вторичного воздуха в сторону ската заднего экрана, размещения сопел третичного воздуха на заднем экране на высотной отметке, превышающей высотную отметку сопел вторичного воздуха, и направления в сторону фронтового экрана.

На чертеже изображена схема вертикальной топки с кипящим слоем.

Вертикальная топка с кипящим слоем содержит камеру 1 сжигания и расположенную над ней камеру 2 дожигания топлива. Камера 2 обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами 3 и 4 соответственно вторичного и третичного воздуха. Фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом 5, на котором размещены сопла 3 вторичного воздуха.

Сопла 4 третичного воздуха размещены на заднем экране и направлены в сторону фронтового экрана. Задний экран в зоне, расположенной между соплами 4 третичного воздуха и камерой 1 сжигания, выполнен со скатом в сторону последней, а сопла 3 вторичного воздуха направлены в сторону ската заднего экрана.

Фронтовой экран камеры 2 дожигания в зоне, расположенной между соплами 3 вторичного воздуха и камерой 1 сжигания, выполнен с участком 6, отогнутым в сторону, противоположную заднему экрану. Камера 2 снабжена течкой 7 подачи топлива и слоем 8 инертного материала, размещенного на решетке 9.

Вертикальная топка с кипящим слоем работает следующим образом.

Топливо, например, измельченные коро-древесные отходы, по течке 7 подают в камеру 1 сжигания в слой инертного материала 8, размещенного на воздухораспределительной решетке 9, где происходит неполное его сгорание (газификация) в режиме "кипящего слоя", создаваемого потоком первичного воздуха. Образовавшиеся парогазообразные продукты газификации с уносом мелких фракций активированного древесного полукокса подают на дожигание в камеру 2 дожигания.

Сепарационная зона, образованная скатом заднего экрана и участком 6 фронтового экрана, отогнутого в сторону, противоположную заднему экрану, увеличивает время пребывания топлива в нижней части камеры дожигания. Дожигание топлива осуществляют в струях вторичного и третичного воздуха. Благодаря аэродинамическому выступу 5, расположению и ориентации сопел 3 и 4 соответственно вторичного и третичного воздуха обеспечивают необходимые условия для смешения топлива с воздухом, а также увеличение времени его пребывания в зоне активного горения. Все это повышает эффективность сжигания топлива.

Изобретение может быть использовано для сжигания низкокалорийного твердого топлива, в частности кородревесных отходов, в теплоэнергетике. Топливо в камере сжигания подвергают неполному сгоранию в "кипящем слое" инертного наполнителя, образовавшиеся парогазообразные продукты газификации с уносом мелких частиц топлива дожигают в камере дожигания в струях вторичного и третичного воздуха. В данной топке обеспечивается снижение потерь тепла с механическим недожогом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Вертикальная топка с кипящим слоем, содержащая камеру сжигания и расположенную над ней камеру дожигания топлива, последняя из которых обрамлена фронтовым, задним и боковыми экранами и снабжена соплами вторичного и третичного воздуха, при этом фронтовой экран выполнен с аэродинамическим выступом, на котором размещены сопла вторичного воздуха, отличающаяся тем, что сопла третичного воздуха размещены на заднем экране на высотной отметке, превышающей высотную отметку сопел вторичного воздуха, и направлены в сторону фронтового экрана, задний экран в зоне, расположенной между соплами третичного воздуха и камерой сжигания, выполнен со скатом в сторону последней, а сопла вторичного воздуха направлены в сторону ската заднего экрана. 2. Топка по п.1, отличающаяся тем, что фронтовой экран камеры дожигания в зоне, расположенной между соплами вторичного воздуха и камерой сжигания, выполнен с участком, отогнутым в сторону, противоположную заднему экрану.