ТОПКА Российский патент 2003 года по МПК F23C5/08 F23C6/04 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках котлов, работающих на бурых углях открытых разрезов.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, в последнюю из которых заведен выходной участок горелочного устройства и окружен циркуляционной трубой, с образованием кольцевого зазора между ними, а перед входным торцом циркуляционной трубы размещены сопла подачи инжектирующего агента и воздушные сопла (патент РФ 2064126, МПК F 23 С 5/08, 1996).

Недостатком известной топки является трудность растопки из холодного состояния, так как недостаточно времени прогрева пыли для выхода из нее горючих летучих перед их запалом.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускными окнами, при этом выходной участок горелочного устройства заведен в периферийную камеру сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла для подачи инжектирующего агента, а в горелочных устройствах установлены мазутные форсунки (патент РФ 2035683, МПК F 23 С 5/08, 1997).

Недостатком известной топки является трудность растопки из холодного состояния ввиду малого времени прогрева пыли для выхода летучих горючих для их запала.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускными окнами, горелочные устройства, выходные участки которых заведены в объем периферийных камер сгорания и окружены циркуляционными трубами, перед входными торцами которых размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходных торцах установлены горелочные насадки с образованием кольцевого зазора между ними, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка, и источник пыли, соединенный с горелочным устройством основным и байпасным пылепроводами с шибером (патент РФ 2095684, МПК F 23 С 5/08, 1997).

Недостатком известной топки является трудность ее растопки из холодного состояния ввиду недостаточного прогрева пыли перед ее воспламенением, в результате чего может происходить отрыв факела.

Задача изобретения - обеспечение надежности и безопасности воспламенения пыли в момент растопки.

Задача решается тем, что топка содержит центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, и источник пыли, соединенный с горелочным устройством основным и байпасным пылепроводами с шибером, согласно изобретению байпасный пылепровод соединен с циркуляционной трубой, заведенной внутрь основного пылепровода, подключенного к горелочному насадку.

Выполнение соединения байпасного пылепровода с циркуляционной трубой, заведенной внутрь основного пылепровода, подключенного к горелочному насадку, позволяет при растопке прогреть предварительно часть пыли, поступающей в циркуляционную трубу, разогретую с помощью инжектирующего агента, в качестве которого используется легковоспламеняющееся топливо, подаваемое из сопел подачи инжектирующего агента, а затем уже прогретое и воспламененное топливо далее поступает в горелочный насадок, где смешивается с основной пылью, подаваемой через основной пылепровод в горелочный насадок и также предварительно прогреваемой раскаленной циркуляционной трубой, размещенной внутри горелочного насадка, что обеспечивает быстрое воспламенение и основного потока пыли. Все это обеспечивает надежное и безопасное воспламенение пыли, чем и достигается решение задачи изобретения.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого устройства.

Топка содержит центральную и периферийные камеры 1 и 2 сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры 2 сгорания и окружен циркуляционной трубой 6, перед входным торцом которой размещены сопла 7 подачи инжектирующего агента и воздушное сопло 8, а на выходном торце установлен горелочный насадок 9, причем циркуляционная труба 6 размещена внутри горелочного насадка 9 с образованием кольцевого зазора 10 между ними. Также циркуляционная труба 6 образует кольцевой зазор 2 с соплами 7 подачи инжектирующего агента, имеющими возможность осевого перемещения внутри циркуляционной трубы 6. Топка также содержит источник пыли, соединенный с горелочным устройством 5 основным и байпасным пылепроводами 13 и 14 с язычковым шибером 15 для регулирования подачи пыли в пылепроводы 13 и 14. Байпасный пылепровод 14 соединен с циркуляционной трубой 6, заведенной внутрь основного пылепровода 13, подключенного к горелочному насадку 9. В периферийной камере 2 сгорания выполнен также лаз 16 для установки и ремонта горелочного устройства 5. С целью подсасывания горячих топочных газов из топки центральной камеры 1 сгорания через перепускное окно 4 за счет эжекции при работе горелочного устройства 5 оно установлено в верхней части периферийной камеры 2 и направлено в верхнюю часть перепускного окна 4 для прохода газов встречно потоку по нижней части перепускного окна 4, при этом угол раскрытия факела горелочного устройства 5 не превышает 15^o, так как при большем угле раскрытия факела факел будет запирать окно полностью и газы из центральной камеры 1 сгорания не будут поступать в периферийную камеру 2, что исключит прогрев камеры 1 сгорания и затянет растопку. Осевое перемещение сопел 7 инжектирующего агента внутри горелочного устройства 5 позволяет перед началом растопки прогреть последовательно все части горелочного устройства 5, особенно циркуляционную трубу 6 и горелочный насадок 9, выполненные в виде муфелей.

Топка работает следующим образом. Воспламеняется запальником (не обозначен) легковоспламеняющееся топливо в соплах 7 инжектирующей среды, которое с помощью воздушного сопла 8 вдувается внутрь горелочного устройства 5 и прогревает все его части. Этому способствует возможность осевого перемещения сопел 7 инжектирующей среды. После прогрева языковым шибером 15 перекрывается на входе основной пылепровод 13 и пыль в растопочном режиме поступает по байпасному пылепроводу 14 внутрь циркуляционной трубы 6, которая к этому времени раскалена с помощью сжигания в ней легковоспламеняющегося топлива (газ, мазут, солярка). Пыль, проходя внутри циркуляционной трубы 6, прогревается и на выходе ее вспыхивает, так как из пыли выделяются горючие летучие, которые легко воспламеняются от пламени образующегося при горении легковоспламеняющегося топлива. Выходя из циркуляционной трубы 6, факел прогревает также и горелочный насадок 9. Таким образом, часть пыли, подаваемой через байпасный пылепровод 14, сгорает и прогревает основательно, уже без помощи дополнительного топлива из сопел 7 подачи инжектирующего агента, все части горелочного устройства 5. После этого прогрева язычковый шибер 15 устанавливается так, что пыль начинает проходить также по основному пылепроводу 13, поступая через раскаленную циркуляционную трубу 6, которая расположена внутри потока основной пыли, в горелочный насадок 9. После предварительного прогрева основного потока пыли теплом циркуляционной трубы 6 она легко вспыхивает в циркуляционной трубе 6, поджигаемая факелом от горения пыли, подаваемой по байпасному пылепроводу 14. Этому способствует и раскаленный горелочный насадок 9. После выхода на рабочий режим сопло 7 отключается, а работает только воздушное сопло 8. Воспламенение происходит от факела горения пыли, подаваемой в байпасный пылепровод 14.

Телескопическое исполнение горелочного устройства 5 (все части могут перемещаться внутри друг друга) позволяет увеличивать или уменьшать поверхность контакта пыли с раскаленными муфельными частями в виде циркуляционной трубы 6 и горелочного насадка 9 в зависимости от скорости выделения горючих летучих из топлива. Это дает возможность на стадии наладки подобрать такую длину циркуляционной трубы, которая обеспечивает безотказное воспламенение пыли на выходе из нее. Благодаря наличию лаза 16 эта работа может быть быстро выполнена.

Таким образом, соединение байпасного пылепровода 14 с циркуляционной трубой 6, в свою очередь, заведенного внутрь основного пылепровода 13, подключенного к горелочному насадку 9, позволяет предварительно перед сжиганием прогреть пыль как в байпасном, так и в основном пылепроводах 14 и 13 и обеспечить этим безотказное воспламенение и безопасное горение без отрыва факела, так как в случае отрыва факела он вновь поджигается от факела, постоянно горящего в циркуляционной трубе 6, то есть дежурного факела. Воспламенение происходит по каскадной схеме: запальным факелом из сопла 7 подачи инжектирующей среды поджигается малая часть пыли, подаваемой в байпасный пылепровод 14, с помощью горения которой подогревается основная пыль, подаваемая по основному пылепроводу 13 с помощью раскаленного горелочного насадка 9 и циркуляционной трубы 6, размещенной внутри основного потока пыли, в основном пылепроводе 13, что способствует воспламенению основного потока пыли. В растопочном режиме отрыв факела исключается.

Изобретение может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котлов. Топка содержит центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, и источник пыли, соединенный с горелочным устройством основным и байпасным пылепроводами с шибером, байпасный пылепровод соединен с циркуляционной трубой, заведенной внутрь основного пылепровода, подключенного к горелочному насадку. Изобретение обеспечивает надежную и безопасную растопку. 1 ил.

Топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, и источник пыли, соединенный с горелочным устройством основным и байпасным пылепроводами с шибером, отличающаяся тем, что байпасный пылепровод соединен с циркуляционной трубой, заведенной во внутрь основного пылепровода, подключенного к горелочному насадку.