Котел с Т-образной компоновкой Советский патент 1984 года по МПК F22B31/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергетических установках, сжигающих твердое топливо.

Известен котел с Т-образной компоновкой, содержащий вертикальную топку с потолочным экраном, и горизонтальные поворотные газоходы с поверхностями нагрева 1.

Недостаток такого котла - пониженная его надежность из-за температурной неравномерности газов и связанным с ней щлакованием потолочного экрана, так как в топке охлаждаются преимущественно периферийные слои с сохранением относительно высокой температуры в центральной части.

Наиболее близким к предлагаемому является котел с Т-образной компоновкой, содержащий вертикальную топку с потолочным экраном и примыкающими к нему ширмами, расположенными по центральной оси топки, а также горизонтальные поворотные газоходы с поверхностями нагрева, расположенные симметрично относительно топки и соединенные с ней выходными окнами, параллельными щирмам 2.

Недостатками известного котла являются пониженная надежность из-за повышенного динамического воздействия газов на потолочный экран, а также повышенное его аэродинамическое сопротивление, обусловленное неоптимальной высотой ширм.

Цель изобретения - повышение надежности котла с Т-образной компоновкой путем снижения динамического воздействия газов на потолочный экран, а также уменьшение аэродинамического сопротивления.

Указанная цель достигается тем, что в котле с Т-образной компоновкой, содержащем вертикальную топку с потолочным экраном и примыкающими к нему ширмами, расположенными по центральной оси топки, а также горизонтальные поворотные газоходы с поверхностям.и нагрева, расположенные симметрично относительно топки и соединенные с ней выходными окнами, параллельными ширмам, ширмы топки имеют высоту, равную 0,7-1,4 высоты поворотных газоходов.

На чертеже схематично изображен котел с Т-образной компоновкой.

Котел с Т-образной компоновкой содержит вертикальную топку 1 с потолочным .экраном 2 и примыкающими к нему ширмами 3, расположенными по центральной оси топки 1, а также горизонтальные поворотные газоходы 4 с поверхностями 5 нагрева. Поверхности 5 нагрева расположены симметрично относительно топки 1 и соединены с ней выходными окнами 6, параллельными ширмам 3. Ширмы 3 топки 1 имеют высоту, равную 0,7-1,4 высоты поворотных газоходов 4. Топка 1 вблизи ширм 3 снабжена соплами 7 «пушечной или импульсной очистки, а в нижней части топки 1 установлены горелки 8. Лобовой змеевик 9 каждой ширмы 3 выполнен с большим диаметром из более жаропрочной стали, чем остальные

змеевики ширмы 3, и включен в пароводяной тракт с более низкой температурой ере- дь1. Топка 1 экранирована экранами 10, которые, как и экран 2, ширмы 3, поверхности 5, включены в пароводяной тракт котла. Котел с Т-образной компоновкой работает следующим образом. Топливо совместно с воздухом подают через горелки 8 в топку 1, где оно сгорает. Продукты сгорания со взвешенными в них

0 частичками золы движутся вверх и за счет теплообмена с экранами 10 охлаждаются (в больщей мере периферийные слои и в меньшей - центральная часть). На уровне выходных окон 6 направляющее движение потока постепенно изменяется от вертикаль5 ного к горизонтальному. Более холодные периферийные слои поступают в нижнюю часть поворотных газоходов 4. Более горячие и обладающие большей, кинетической энергией газы из центральной части топки 1 движутся к потолочному экрану 2, омывая

0 ширмы 3. При этом они охлаждаются, а из-за ликвидации двухстороннего стока в верхней части топки 1 ширмами 3 поток поворачивает в газоходы 4 на более низкой отметке, и в районе потолочного экрана 2 создается слабопроточная зона. Уменьшение энергии и температуры газового потока обеспечивает бесшлаковочное омывание потолочного экрана 2 и поступление в верхнюю часть поворотных газоходов 4 охлажденных газов.

Как показали исследования, наибольший эффект достигается при высоте ширм 3 в диапазоне 0,7-1,4 высоты поворотных газоходов 4, при этом за счет омывания потолка с меньшей скоростью снижается и сопротивление этого участка котла. Снижение уровня и выравнивание полей температур по высоте поворотного газохода повышает надежность работы расположенных здесь полурадиационных поверхностей 5 нагрева. Выполнение лобового змеевика 9

ширм 3 из более жаропрочной стали и подключение его в пароводяной тракт повышают надежность ширм 3. При этом очаги шлакования удаляют при помощи сопл 7 очистки. Выполнение лобового змеевика 9 ширм 3 из труб большого диаметра, помимо повышения

5 надежности, увеличивает турбулизацию потока, чем достигается эффект большего торможения потока газов, уменьшения шлакования потолочного экрана 2 и последующих змеевиков ширм 3. . При выполнении ширм 3 из нескольких

0 ширмовых поверхностей пар можно подводить и отводить несколькими потоками, что расширяет возможности включения этой поверхности нагрева в пароводяной тракт котла (например, включение ширмовых поверхностей в разные потоки пароводяного трак5 та, последовательное соединение этих поверхностей и т.п.). Кроме того, выполнение щирм 3 в виде нескольких поверхностей улучшает их монтажные и ремонтные характе.1114853

4

ристики, увеличивает долю поверхности спечивает снижение аэродинамического сопвертикальным продольным омыванием трубштивления котла и динамического воздейгазовым потоком, за счет чего уменьшаетсяствия потока на потолочный экран 2 уменьшлакование.шение его шлакования в центральной части,

Таким образом, предлагаемая конструк- поворотного газохода и повышение надежция котла с Т-образной компоновкой обес-ности поверхностей нагрева.

выравнивание температур газов по высоте

КОТЕЛ С Т-ОБРАЗНОЙ КОМПОНОВКОЙ, содержащий вертикальную топку с потолочным экраном и примыкающими к нему ширмами, расположенными по центральной оси топки, а также горизонтальные поворотные газоходы с поверхностями нагрева, расположенные симметрично относительно топки и соединенные с ней выходными окнами, параллельными щирмам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения динамического воздействия газов на потолочный экран, а также уменьшения аэродинамического сопротивления, ширмы топки имеют высоту, равную 0,7-1,4 высоты поворотных газоходов. 4;: 00 ел со