Топка котла Советский патент 1983 года по МПК F23B5/00 F23M9/10 F23C5/24 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для генерации пара при сжигании немоло го топлива. Известна топка котла, содержаща камеру, в нижней части которой рас положено соединенное с газоходом о на для выхода топочньох газов. В по следнем установлены лопатки, лоб вые кромки которых наклонены под острым углом к заднему скату пода топки.. Котел предназначен для рабо на пылевидном топливе { . Однако угрубление помола топлива, сжигаемого в этом котле, приве дет к увеличению потерь, связанных с его механическим недожогом, так как сепарационная способность лопа ток в этом котле невелика. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является т ка котла, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми -экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонными горелками, а в нижней задней стенки - пережимом с газоотводящим окном, образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экра на в зоне нижней образующей пережима, а также сопла подачи вторичного воздуха, установленные под га отводящим окном и направленные вдоль фронтового ската камеры. В окне для вь1хода топочных газо установлены лопатки, в газоходе воздушные сопла. Лобовые кромки лопаток расположены в плоскости, перпендикулярной заднему скату пода. Сами лопатки наклонены к задне му скату пода камеры 2 . Однако все частицы топлива, отсепарированные лопатками, расположе ными в верхней части окна для выхода топочных газов, уносятся, не дос тигая воздушной струи, выходящей из группы сопел, установленных за лопатками в газоходе. Большие скорости топочных газов в момент разворота нисходящей ветви факела в окне для выхода топочны газов и большие размеры поперечного сечения этой ветви факела в связи с тем, что все топочные газы выходят через окно не позволяют этим частицам топлива преодолеть сопроти ление потока топочных газов, пересечь его и попасть на задний скат пода топки. Причем, связанные с этим потери топлива, возрастают с увеличением габаритов окна для выхо да топочных газов, т.е. с увеличением производительности парового ко ла. Кроме того, инерционная сепарация в этом котле в нисходящей ветви факела начинается только в момен ее разворота вдоль заднего ската по да топки. Все это в целом снижает эффективность сжигания грубодробленного топлива. Целью изобретения является повышение полноты сгорания грубодробленного топлива. Поставленная цель достигается тем, что в топке котла, содержащей камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонньми горелками, а в нижней части задней . стенки пережимом с газоотводящим окном, образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережита, а также сопла подачи вторичного воздуха, установленные под газоотводящим окном и направленные вдоль фронтового ската камеры, участок трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю образующую пережима, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами, причем последние выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гофр, а ребра труб экрана верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образующих гофр и с образованием щелевых каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превышает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл подачи вторичного воздуха. На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемой топки котла; на фиг.2 - вид на участок Трубчатого экрана, обрамляющий верхнюю образующую пережима.. Топка котла содержит камеру 1 сгорания, обрамленную трубчатыми экранами 2 и снабженную в верхней части фронтовой стенки 3 наклонными горелками 4, а в нижней части задней стенки 5 пережимом 6 с газоотводящим окном 7, образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима 6, а также сопла 8 подачи вторичного воздуха, установленные под газоотводящим окнсм 7 и направленные вдоль фронтового ската 9 камеры 1. Участок 10 трубчатого экрана 2, обрамляющий верхнюю образующую переХима 6, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка 10 снабжены продольными 11, причем последние выполнены общими для смежных труб экрана 2 в нижней части гофр, а ребра 11 труб экрана 2 верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образующих гофр, и с образованием щелевых каналов 12 с ребрами Ц соседних труб, причем расстояние 13 от задней стенки 5 камеры 1 до. края пережима 6 превышает соответствующее расстояние 14 до выходных срезов сопел 8 подачи вторичного воздуха. Кроме того, окно 7 соеди1#ено с конвективным газоходом 15.Угол накло на верхней образующей пережима 6 равен углу естественного откоса и составляет р s 50-60°. Угол наклона ребер 11 трубчатого экрана 2 верхней части гофр относительно образую щих равен f 10-15° а оребрен«ые тру&ы экрана 2 нижней части гофр об разуют газоплотный желоб с углом меяоду ними, равным ( 50-60 Устройство работает следующим об разом. . Немолотое топливо с содержан.йем частицR5000 0 1 гоооо 1 в смес с воздухом подается через горелки 4 в камеру 1, где воспламеняясь-, гори в факеле, который,развернувшись у задней стенки 5 на угол (р 120-15 опускается вдоль нее к пережиму, об разуя нисходящую ветвь факела. При выходе из горелки 4 самые крупные частицы топлива размером более 1000 мкм, скорость витания которых велика, опускаются, подсушиваясь и термодробясь через поток горячих топочных газов к воздушным соплам 8 Через последние в камеру 1 поступает вторичный воздух, который вдоль фронтового ската 9 поднимается к горелкам 4. Попадая в струю вторичного воздуха, крупные частицы топли ва воспламеняются и горят, образуя восходящую к горелкам ветвь факела. При развороте факела вдоль задне стенки 5 на угол (р 120-150° в.не за счет центробежного эффекта возни кает большая неравномерность концен раций топлива в потоке топочных газов. Максимальное количество несг ревших частиц топлива, в основном крупных и средних размеров, концент руется у задней стенки 5 и вместе с факелом опускается к пережиму 6,. над которым факел вторично разворач вается на. острый угол об 30-40. Пр этом за счет центробежного эффекта и сил гравитации частицы выпадают в гофры. Щелевые каналы 12 для прох да топочных газов в каждой из гофр обеспечивают делениефакела на три потока, из которых два крайних за счет разрежения в конвективном газо ходе 15 разворачиваются дважды на угол 90 +./5 - У , .равный 130-140, огибая ребра 11, и уходят через ка лы 12 в конвективный га.зоход 15. При этом из этих потоков под дейст вием центробежного эффекта и сил гравитации дополнительно сепарируются несгоревшие частицы топлива которые ссыпаются по желобам в нижнюю часть гофр. Так как максимальная концентрация несгоревших частиц в факеле к моменту его разворота у пережима 6 оказывается около задней стенки 5, то максимальное количество частиц отсепарируется в те части гофр, которые примыкают к этой стенке 5, и в виде потока топлива под действием сил тяжести начнет двигаться по наклонному желобу внутрь камеры 1. Причем наиболее крупные частицы, выпавшие из нисходящего газового потока,будут обладать наибольшей потенциальной энергией и при движении по наклонному желобу приобретут наибольшую ско-, рость,увлекая в своем движении мелкие и отсепарированные частицы топлива. Третий, центральный поток факела, попавшего-в каждую из гЬфр,направ- ляется в их нижнюю газоплотную часть, доходит до движущегося в, ней потока топлива и, развернувшись над ним на угол oi 30 - 40°, направляется спутно с этим потоком топлива вдоль желоба к окну 7 для выхода топочных газов. В момент разворота центрального потока факела на угол oi 30-40 от него также отделяются несгоревшие частицы топлива и выпадают в движущийся под ним поток топлива. У окна 7 центральный поток огибает пережим 6 по всей его ширине и, при этом полностью освободившись от несгоревших частиц топлива, уходит через окно 7 в конвективный газоход 15 в виде струи топочного газа, равно- . мерно рассредоточенных по всей ширине пережима б и по всей площади окна 7. Поток топливных частиц, движущийся в нижней части гофр,увлекается спутно движущимся над ним центральным потоком факела, приобретая скорость, близкую к его скорости. За счет превращения потенциальной энергии в кинетическую поток топлива в виде сплошной квазитверДой струи пересекает центральный поток, разворачивающийся к окну 7, и попадает в струю вторичного воздуха, выходящего из сопел 8. При пересечении центрального потока крупные частицы топлива, обладающие наибольшим запасом кинетической энергии, выполняют роль своеобразного аэродинамического экрана, в след за которым движутся мелкие и средние частицы, в других условиях не способные преодолеть сопротивление потока газов и поэтому вынесенные последним в конвективный газоход. Отсепарированные частицы Топлива, попавшие в струю вторичного воздуха, выносятся ею в камеру 1, где полностью сгорают в восходящей к горелкам 4 ветви факела и затем в процессе многократной циркуляции в вихревой зоне. Выполнение наклоненного под острым углом к задней стенке 5 пережима б, выполненного в гофр, в верхней части которых имеются каналы 12 для прохода топочных газов и ребра 11, дважды разворачивающие факел на угол 130-140° позволило полностью.отделить от потока топочных газов несгоравшие части цы топлива, а выполнение нижней части гофр в вице газоплотного желоба ,.наклоненного под углом естественного откоса - сконцентрировать эти отделенные частицы топлива и в виде сплошного потока направить их со скоростью, близкой к скорости топочных газов в факеле, на дожиган в струю вторичного воздуха. Выполнение пережима 6 длиной, в п не равной расстоянию 13, превышающе расстояние 14, позволяет ссыпающимс с пережима 6 частицам топлива гаран рованно попасть в струю вторичного воздуха, выходящего из сопла 8, даже в случае некоторого отклонения траекторий частиц топлива потоком т почных-газов, выходящим в окно 7. В предлагаемой топке котла многоетуг : пенчатая сепарация несгоревших частиц топлива из факела осуществляется в самой топочной камере в результате выполнения пережима б в поперечном сечеНИИ гофрированньач, что повышает эффективность улавливания недого эевших частиц немолотого топлива всех размеров и эффективность их сжигания. Более того, осуществление выхода топочных газов не только через окно , но и через каналы 12 с одновременной сепарацией топлива позволяет подбором проходного сечения каналов 12 и окна 7 ликвидировать потери топлива, связанные с его механическим недожогом при работе парового котла на топливе любого фракционного состава и ликвидировать зависимость этих потерь от мощности котла. В предлагаемой топке котла осуществляется надежная сепарация несгоревших частиц грубопомолотого топлива в поток вторичного воздуха с последуквдим полным их догоранием в камере в процессе многократной циркуляции .

ТОПКА КОТЛА, содержащая камеру сгорания, обрамленную трубчатыми экранами и снабженную в верхней части фронтовой стенки наклонными горелками, а в нижней части задней стенки пережимом с газоотводящим окном образованным разведенными в фестон обрамляющими трубами экрана в зоне нижней образующей пережима, а также сопла подачи вторичного воз духа, установленные под газоотводящим окном и направленные вдоль фрон тового ската камеры, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьшения полнота сгорания грубодроблеиного топлива, участок трубчатого, экрана/ обрамляющий верхнюю -образукадую пережима, выполнен в поперечном сечении гофрированным, а трубы этого участка снабжены продольными ребрами, причем последние выполнены общими для смежных труб экрана в нижней части гофр, а ребра труб экрана верхней части гофр выполнены автономными для каждой трубы, расположены под острым углом относительно образsno- { щих гофр и с образованием целевых КО каналов с ребрами соседних труб, причем расстояние от задней стенки камеры до края пережима превыиает соответствующее расстояние до выходных срезов сопл подачи вторичного воздуха. to vi 4 ffi CD