ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ Российский патент 2001 года по МПК F23C10/20 

Изобретение относится к области котельной техники и может быть использовано преимущественно для сжигания водоугольного топлива в кипящем слое.

Известна топка кипящего слоя, содержащая вертикальную камеру сгорания, снабженную питателем топлива и провальной газораспределительной решеткой, выполненной из отдельных раздающих труб с по крайней мере одним коллектором, установленных с возможностью поворота вокруг продольной оси коллектора и фиксацией горизонтального и наклонных вниз и вверх положений ([1] А.С. СССР N 1372152, кл. F 23 C 11/02, F 27 B 5/10, 1986).

В данном устройстве при ограниченном числе вводов топлива в слой промежуточного теплоносителя не обеспечивается равномерное распределение топлива по слою вследствие неравномерного продольного и поперечного перемешивания, что приводит к ухудшению выгорания топлива и, следовательно, к снижению эффективности его использования при сложном регулировании подачи воздуха и ориентации газораспределительной решетки.

Известна также топка кипящего слоя, содержащая расположенные на противоположных стенках вертикальной камеры сгорания питатель топлива и патрубки перелива материала слоя, а также наклоненную вниз, в сторону патрубков перелива материала слоя, плоскую воздухораспределительную решетку с отверстиями для подвода воздуха, соединенную с устройством поворота вокруг продольной оси, расположенной на противоположном относительно патрубков материала перелива слоя конце. Плоская воздухораспределительная решетка помещена над узлом для подвода окислителя (секционным воздушным коробом с регулирующими органами, выполненными в виде поворотных козырьков, снабженных приводом) ([2] А.С. СССР N 1562597, кл. F 23 C 11/02, 1987, прототип).

Недостатком известного устройства также является неравномерное продольное и поперечное распределение топлива по слою из-за ограниченного числа вводов топлива в слой, что сужает область использования устройства, например при сжигании водоугольного топлива данное устройство будет работать малоэффективно.

Кроме того, в известном устройстве сложное регулирование подачи воздуха ориентацией воздухораспределительной решетки, что в целом усложняет конструкцию топки.

Цель изобретения - повышение эффективности работы топки котлов с кипящим слоем путем равномерного распределения топлива в кипящем слое при упрощении конструкции топки.

Указанная цель достигается тем, что в топке кипящего слоя, содержащей вертикальную камеру сгорания, снабженную питателем топлива и воздухораспределительной решеткой с отверстиями для подвода воздуха, расположенной над узлом для подвода окислителя, воздухораспределительная решетка выполнена неподвижной в виде четырехгранной пирамиды, в каждой грани которой выполнены отверстия для подвода воздуха, при этом вершина пирамиды направлена в сторону узла для подвода окислителя.

Отличительные признаки предлагаемой топки кипящего слоя от протипа, а именно выполнение воздухораспределительной решетки неподвижной в виде четырехгранной пирамиды, в каждой грани которой выполнены отверстия для подвода воздуха, с вершиной, направленной в сторону узла для подвода окислителя, приведут к одинаковой по всем направлениям циркуляции топлива и материала внутри кипящего слоя, благодаря чему достигается равномерное распределение топлива по слою, что обусловит улучшение выгорания топлива.

Кроме того, указанные отличительные признаки от прототипа позволят упростить конструкцию топки и регулирование подачи воздуха.

На фиг. 1 схематично представлена топка кипящего слоя, общий вид в разрезе, на фиг. 2 - вид сверху.

Топка кипящего слоя содержит вертикальную камеру 1 сгорания, снабженную питателем 2 топлива, выполненным в виде трубы для подачи, например, водоугольного топлива, неподвижно установленную воздухораспределительную решетку 3, выполненную в виде четырехгранной пирамиды, в каждой грани которой выполнены отверстия для подвода воздуха, при этом вершина пирамиды направлена в сторону узла 4 для подвода окислителя, имеющего вид короба.

Воздухораспределительная решетка 3 снабжена воздухоподающими колпачками 5, защищающими от провала мелких фракций топлива и материала кипящего слоя отверстия для подвода воздуха, и расположена над узлом 4 для подвода окислителя. Для подачи окислителя под воздухораспределительную решетку 3 в узел 4 для подвода окислителя служит вентилятор (на чертеже не показан). Для подачи водоугольного топлива в питатель 2 топлива служит насос (на чертеже не показан). На воздухораспределительной решетке 3 размещен инертный материал 6, например кварцевый песок.

Топка кипящего слоя работает следующим образом.

Через питатель 2 топлива в вертикальную камеру 1 сгорания подают насосом водоугольное топливо. Снизу через воздухораспределительную решетку 3 и воздухоподающие колпачки 5 подают вентилятором окислитель - воздух, в результате образуется кипящий слой.

Циркуляция топлива и инертного материала 6 кипящего слоя вызывается перераспределением расхода воздуха по поверхности воздухораспределительной решетки 3, выполненной в виде четырехгранной пирамиды, в каждой грани которой выполнены отверстия для подвода воздуха, при этом вершина пирамиды направлена в сторону узла 4 для подвода окислителя. Перераспределение расхода воздуха обуславливает подъемное движение частиц кипящего слоя по краям воздухораспределительной решетки и опускное движение частиц кипящего слоя в ее центре, так как через воздухоподающие колпачки 5, над которыми кипящий слой тоньше, воздуха идет больше, чем через воздухоподающие колпачки 5, над которыми кипящий слой толще.

Продукты сгорания поступают в топочную камеру 1, откуда их направляют в конвективные поверхности нагрева котла.

Предлагаемая топка кипящего слоя внедрена на полигоне НПО "Гидротрубопровод" в г. Раменское Московской обл. Как показали испытания, процесс сжигания водоугольного топлива в ней идет с равномерным распределением топлива в кипящем слое, приводящим к низкой потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, и относительно небольшими выбросами вредных веществ в атмосферу с продуктами сгорания.

Изобретение предназначено для сжигания водоугольного топлива в кипящем слое. Топка кипящего слоя содержит вертикальную камеру сгорания, снабженную питателем топлива и воздухораспределительной решеткой с отверстиями для подвода воздуха, расположенной над узлом для подвода окислителя, воздухораспределительная решетка выполнена неподвижной в виде четырехгранной пирамиды, в каждой грани которой выполнены отверстия для подвода воздуха, при этом вершина пирамиды направлена в сторону узла для подвода окислителя. Изобретение позволяет повысить эффективность работы топки котлов с кипящим слоем путем равномерного распределения топлива в кипящем слое при упрощении конструкции топки. 2 ил.

Топка кипящего слоя, содержащая вертикальную камеру сгорания, снабженную питателем топлива и воздухораспределительной решеткой с отверстиями для подвода воздуха, расположенной над узлом для подвода окислителя, отличающаяся тем, что воздухораспределительная решетка выполнена неподвижной в виде четырехгранной пирамиды, в каждой грани которой выполнены отверстия для подвода воздуха, при этом вершина пирамиды направлена в сторону узла для подвода окислителя.