ТОПКА Российский патент 2009 года по МПК F23C5/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях в топках котлов с жидким шлакоудалением.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, размещенное внутри каждой периферийной камеры сгорания и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу и горелочный насадок, размещенные первая внутри последнего с образованием кольцевого зазора между ними, при этом перед входными торцами циркуляционной трубы и горелочного нададка соосно им коаксиально установлены сопла подачи пыли и воздуха с кольцевыми зазорами между ними, соединенные с источниками пыли и воздуха, причем центральная камера сгорания содержит под, размещенный ниже пода периферийной камеры сгорания (Патент РФ №2095684 F23С 5/08, 1997).

Недостатком известной топки является фиксированное положение горелочного устройства, не позволяющее его использовать для коррекции факела в центральной камере сгорания.

Известна топка, содержащая центральную и, по меньшей мере, одну периферийную камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, заведенное в объем периферийной камеры сгорания через торцевую стенку, и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу и горелочный насадок, первую внутри последнего, с образованием кольцевого зазора между ними, при этом во входной торец циркуляционной трубы заведены соосно с кольцевыми зазорами коаксиально установленные сопла подачи инжектирующего агента, соединенные с источниками топлива и воздуха (Патент РФ №2206824, F23С 5/08, 6/04, 2003, патент РФ №2290564, F23С 6/04, 2006).

Недостатком известной топки является фиксированное положение горелочного устройства, не позволяющее его использовать для коррекции факела в центральной камере сгорания топки.

Известна топка, содержащая центральную и, по меньшей мере, одну периферийную камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, заведенное в объем периферийной камеры сгорания через торцевую стенку и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу и горелочный насадок, первую внутри последнего, с образованием кольцевого зазора между ними, при этом во входной торец циркуляционной трубы заведено соосно с циркуляционной трубой с кольцевым зазором сопло подачи пыли, соединенное с источником пыли, при этом центральная камера сгорания содержит под и летку для выхода жидкого шлака, размещенные ниже пода периферийной камеры сгорания, в верхней части которой установлена дополнительная горелка, направленная на под центральной камеры сгорания через перепускное окно, причем периферийная камера сгорания выполнена в виде муфеля (Патент РФ №2294484, F23С 5/08).

Недостатком известной топки является использование для растопки котла и коррекции факела в центральной камере сгорания двух горелок, что экономически не выгодно.

Задача изобретения - повышение экономичности работы котла.

Поставленная задача решается тем, что в топке, содержащей центральную и, по меньшей мере, одну периферийную камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, заведенное внутрь периферийной камеры сгорания через торцевую или боковую стенки и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу и горелочный насадок, первую внутри последнего, с образованием кольцевого зазора между ними, во входные торцы которых заведены соосно входным участкам коаксиально установленные сопла подачи, соответственно пыли и воздуха с кольцевыми зазорами между ними, соединенные с источниками пыли и воздуха, при этом центральная камера сгорания содержит под и летку для выхода жидкого шлака, размещенные ниже пода периферийной камеры сгорания, выполненной в виде муфеля, согласно изобретению циркуляционная труба и горелочный насадок жестко скреплены между собой радиальными пластинчатыми вставками, на выходных участках выполнены колено- или дугообразными и имеют возможность синхронного осевого поворота и продольного осевого перемещения относительно сопел подачи соответственно пыли и воздуха и стенок периферийной камеры сгорания, через которые они заведены.

Жесткое крепление между собой циркуляционной трубы и горелочного насадка радиальными пластинчатыми вставками, а также выполнение их на выходных участках колено- или дугообразными позволяет осуществить снхронный осевой поворот и продольное осевое перемещение циркуляционной трубы и горелочного насадка относительно сопел подачи соответственно пыли и воздуха и стенок периферийной камеры сгорания, через которые они заведены. Сопла подачи находятся за наружной стенкой периферийной камеры сгорания, в холодной зоне, и входные торцы горелочного насадка и циркуляционной трубы также находятся за наружными стенками периферийной камеры сгорания, что обеспечивает надежный осевой поворот и продольное перемещение, так как поворотный узел находится в холодной зоне. При этом с помощью поворота одним горелочным устройством обеспечивается как растопка котла, так и подсветка его факелом надподового пространства центральной камеры сгорания, повышающая эффективность вытекания жидкого шлака из летки центральной камеры сгорания.

На фиг.1 изображен вертикальный разрез топки котла с установкой горелочного устройства с коленообразными выходными участками в торцевой стенке периферийной камеры сгорания в положении «для растопки котла», на фиг.2 - вертикальный разрез топки котла с установкой горелочного устройства с коленообразными выходными участками в положении «для подсветки» факелом горелочного устройства надподового пространства центральной камеры сгорания, на фиг.3 - горизонтальный разрез топки котла с установкой горелочного устройства с дугообразными выходными участками в боковой стенке периферийной камеры сгорания.

Топка содержит центральную 1 и, по меньшей мере, одну периферийную 2 камеры сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, заведенное внутрь периферийной камеры 1 сгорания через торцевую 6 или боковую 7 стенки периферийной камеры 2 сгорания и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу 8 и горелочный насадок 9 с образованием кольцевого зазора 10 между ними, в расширенные входные торцы 11 и 12 которых заведены соосно входным участкам с кольцевыми зазорами 13 и 14 коаксиально установленные сопла 15 и 16 подачи соответственно пыли высокой концентрации (ПВК) и горячего воздуха. Эти сопла подачи соединены с источниками 17 и 18 пыли высокой концентрации (ПВК) и горячего воздуха, при этом сопла 15 и 16 установлены стационарно и неподвижно и жестко скреплены между собой на входных участках. Центральная камера 2 сгорания содержит под 19 и летку 20 для выхода жидкого шлака, размещенные ниже пода 21 периферийной камеры 1 сгорания, выполненной в виде муфеля, причем циркуляционная труба 8 и горелочный насадок 9 жестко скреплены между собой радиальными пластинчатыми вставками 22 и на своих выходных участках выполнены в виде колена 23 (фиг.1, 2) (или дуги 24, фиг.3), и имеют возможность синхронного осевого поворота относительно сопел 15 и 16 подачи соответственно пыли высокой концентрации и горячего воздуха. В торцевой 6 (или боковой 7) стенке выполнено цилиндрическое отверстие 25, в которое с кольцевым зазором 26 заведены горелочный насадок 9 с циркуляционной трубой 8 внутри, имеющие возможность осевого поворота и продольного осевого перемещения относительно стенки 6 (или 7). При этом в кольцевом зазоре 26 может быть установлен подшипник (не обозначен) для облегчения осевого поворота и продольного осевого перемещения горелочного насадка 9 с циркуляционной трубой 8 внутри. Поворотный узел горелочного устройства 5 размещен вне периферийной камеры 2 сгорания, в холодной зоне, и включает попарно скрепленные на входных и выходных участках выходные торцы сопел 15 и 16 подачи пыли и воздуха и входные торцы 11 и 12 циркуляционной трубы 8 и горелочного насадка 9, телескопически заведенные друг в друга своими соответственно выходными и входными торцами, выполненными с кольцевыми зазорами 13 и 14, и обеспечивает не только осевой поворот горелочного насадка 9 с циркуляционной трубой 8 внутри относительно стационарных сопел 15 и 16 подачи пыли и воздуха, но и осевое продольное перемещение горелочного насадка 9 и циркуляционной трубы 8 относительно сопел 16 и 15 за счет телескопического исполнения поворотного узла. Внутри периферийной камеры 2 сгорания установлены две запальные горелки 27 для прогрева муфеля периферийной камеры 2 и для прогрева выходного участка горелочного устройства 5, расположенного внутри периферийной камеры 2, перед растопкой котла, соединенные с источниками 28 и 29 соответственно легковоспламеняющегося топлива и горячего воздуха. Для поворота горелочного устройства 5 установлен рычаг 30 в хомуте 31, охватывающем расширеный входной торец 12 горелочного насадка 9. Горелочное устройство 5 выполнено из термостойкой стали.

Топка работает следующим образом. Включаются запальные горелки 27 при подаче легковоспламеняющегося топлива и воздуха от источников 28 и 29 топлива и воздуха и прогреваются периферийная камера 2 сгорания и выходной участок горелочного устройства 5, размещенный внутри периферийной камеры сгорания 2. Затем в растопочном режиме подаются в горелочное устройство 5 пыль высокой концентрации (ПВК) с первичным воздухом и горячий воздух от источников 17 и 18 пыли (ПВК) и горячего воздуха. В растопочном режиме горелочное устройство 5 устанавливается с помощью рычага 30 так, что ось выходного участка его располагается горизонтально, а после растопки ось выходного участка направляется поворотом рычага 30 на летку 20 центральной камеры 1 сгорания для подсветки факелом горелочного устройства 5 надподового пространства центральной камеры 1 сгорания с целью обеспечения надежной эвакуации жидкого шлака из пода 19 центральной камеры 1 сгорания. Осуществляется синхронный осевой поворот одновременно горелочного насадка 9 и циркуляционной трубы 8, размещенной внутри горелочного 7 насадка и жестко скрепленного с ним. Для более точного направления факела горелочного устройства 5 на летку 20 осуществляется также осевое синхронное продольное перемещение горелочного насадка 9 с циркуляционной трубой 8 внутри относительно стенки 6 (или 7) периферийной камеры 2 сгорания в зазоре 26 с одновременным осевым продольным перемещением относительно стационарных сопел 15 и 16 подачи пыли и горячего воздуха, обеспечиваемым зазорами 13 и 14 и телескопическим исполнением поворотного узла. В горелочном устройстве 5 осуществляется ступенчатая подача горячего воздуха и ступенчатое смешение его с пылью, для чего используется система из двух коаксиальных труб - циркуляционной трубы 8 и горелочного насадка 9. Пыль высокой концентрации (ПВК) подается с первичным воздухом в сопло 15, на выходе из которого за счет эжекции подсасывается через кольцевые зазоры 13 вторичный воздух, подаваемый из сопла 16. В циркуляционной трубе 8 происходит турбулентное смешение пыли высокой концентрации со вторичным воздухом для разбавления ПВК до оптимальной растопочной концентрации, и далее на выходном торце циркуляционной трубы 8 пыль смешивается с третичным воздухом, выходящим из выходного торца горелочного насадка 9, где происходит воспламенение пыли от запальной горелки 27. После стабилизации воспламенения запальные горелки 27 отключаются, а после выхода котла на рабочий режим горелочное устройство 5 направляется осью своего выходного участка с помощью поворота рычагом 30 на летку 20 для подсветки надподового пространства центральной камеры 1 сгорания и обеспечивает вытекание жидкого шлака из летки 20.

Таким образом, благодаря возможности поворота и осевого продольного перемещения подвижной части горелочного устройства 5, обеспечивается не только растопка котла, но и подсветка надподового пространства центральной камеры 1 сгорания, что исключает застывание жидкого шлака и, как следствие, перерыв в работе котла, чем и достигается выполнение задачи изобретения, при этом поворотный узел вынесен за наружную стенку периферийной камеры 2 сгорания, в холодную зону, что обеспечивает надежность его работы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано на тепловых электростанциях в котлах с жидким шлакоудалением и позволяет произвести растопку котла, а после растопки обеспечить подсветку надподового пространства центральной камеры сгорания для увеличения эффективности вытекания жидкого шлака. Топка содержит центральную и, по меньшей мере, одну периферийную камеры сгорания с заведенным через стенки внутрь периферийной камеры сгорания горелочным устройством, состоящим из коаксиальных сопел подачи пыли и воздуха, заведенных соосно внутрь коаксиальных же циркуляционной трубы и горелочного насадка с образованием кольцевых зазоров, образующих поворотный узел, размещенный за наружными стенками периферийной камеры сгорания в холодной зоне, при этом циркуляционная труба и горелочный насадок имеют возможность синхронного осевого поворота и продольного осевого перемещения относительно соответственно сопел подачи пыли и воздуха, а также стенок периферийной камеры сгорания, через которые они заведены, при этом между циркуляционной трубой и горелочным насадком установлены радиальные пластинчатые вставки, и циркуляционная труба и горелочный насадок выполнены колено- или дугообразными. 3 ил.

Топка, содержащая центральную и, по меньшей мере, одну периферийную камеру сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, заведенное в объем периферийной камеры сгорания через торцевую (боковую) стенку и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу и горелочный насадок, первую внутри последнего с образованием кольцевого зазора между ними, в расширенные входные торцы которых заведены соосно входным участкам с кольцевыми зазорами коаксиально установленные сопла подачи соответственно пыли и воздуха, соединенные с источниками пыли и воздуха, при этом центральная камера сгорания содержит под и лётку для выхода жидкого шлака, размещенные ниже пода периферийной камеры сгорания, выполненной в виде муфеля, отличающаяся тем, что циркуляционная труба и горелочный насадок жестко скреплены между собой радиальными вставками, выполнены на выходном участке коленообразными (дугообразными) и имеют возможность синхронного осевого поворота и продольного осевого перемещения относительно сопел подачи пыли и воздуха и стенки периферийной камеры сгорания, через которые они заведены.