Топочное устройство Советский патент 1986 года по МПК F23C6/04 

Изобретение относится к области сжигания топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Цель изобретения - повышение экономичности путем снижения недожога.

На фиг. 1 изображено топочное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В - В на фиг. 2.

Топочное устройство содержит вертикальную четырехгранную камеру 1 сгорания с тангенциально размещенными в ее нижней части на гранях 2 прямоточными горелками 3 и размещенным выще последних газоотводящим окном 4, а также введенную в камеру I сгорания по ее оси через под 5 вертикальную призматическую камеру 6 дожигания, имеющую в нижней части перепускные окна 7. Под 5 ка.меры 1 сгорания по ходу факела соответствующей горелки 3 имеет наклон вверх и выполнен с уступами 8, а камера 6 дожигания выполнена четырехгранной и развернута относительно камеры 1 сгорания на угол 10--30° с образованием между ее ребра.ми и гранями 2 камеры 1 сгорания вертикальных щелевых пережимов 9, в зонах которых расположены перепускные окна 7. Горелки 3 установлены в вертикальной плоскости с наклоном вверх под углом, равным углу наклона пода 5. Грани 2 камеры 1 сгорания в месте расположения пережимов 9 выполнены с выступами 10. В поду 5 камеры 1 раз.мещена летка 11, а в своде 12 - воздушные сопла 13, установленные под угло.м к оси. Камера 6 .аожи- гания выполнена с конусообразной нижней частью 14, снабженной воздушным соплом 15. Камеры 1 и 6 сообщаются между собой в верхней части окнами 16 и могут быть выполнены экранированными. Окна 7 и 16 снабжены ииберами 17.

Топочное устройство работает следующим образом.

Высококалорийное топливо после пыле- концентратора в смеси.первичным воздухом или газами рециркуляции подается в горелки 3 камеры 1 сгорания. Струи из горелок вызывают эжекцию топочных газов из камеры 6 дожигания через окна 7. Сюда же подсасываются газы от предыдущей горелки 3 и вторичный воздух из сопла 15. Топочные газы смешиваются со свежим топливом и воспламеняют его. В пережимах 9 аэросмесь разгоняется и ударяется о противолежан1ую грань 2. Это способствует термомеханическому доизмельчению топлива, эффективному выходу из него газового балласта в виде углекислого газа и других примесей и агломерации шлака. Пережимы 9 обеспечивают кольцевую горизонтальную циркуляцию и выполняют роль струйных мельниц. Энергия разгона используется для дробления крупных частиц и увеличения эффективности процессов горения. При проскоке крупных частиц через окна 16 в каме0

.5

0

5

0

5

0

5

0

i

ру они догорают там в фонтанирующем потоке в струях воздуха, поступающих через сопла 13 и 15. В камере 6 дожигания благодаря горизонтальной закрутке с помощью воздуц ных сопел 13 частица отбрасывается к стенкам камеры и, вращаясь по этим стенкам, опускается вниз, где вновь подхватывается восходящими струями воздуха, поступающим через сопло 15, и забрасывается вверх, пока полностью не сгорает Воздух, поступаюц.1ий через сопла 13, препятствует выносу недожога в выходное сопло 4. При подаче в сопло 15 низкокалорийного топлива камера 6 дожигания работает как аэрофонтанная топка. При прекращении подачи вторичного воздуха через сопло 15 камера 6 выполняет роль бункера термоугля, который можно удалять через сопло 15. Термоуголь образуется при работе горелок 3 на рециркуляционных газах или при недостатке воздуха.

При топливе, не требующем термоподготовки, его можно подавать совместно с вторичным воздухом в сопло 15, а в камеру 1 сгорания подавать другой сорт топлива, требуюп;ий термоподготовки, которая обеспечивается теплом топочных газов, эжектируе- мых из камеры 6 через окно 7.

Шиберами 17 можно регу.чировать величину эжектируемых газов, степень термоподготовки топлива и тепловую нагрузку камер. При закрытии нижних ц иберов 17 эжекция топочных газов из камеры 6 дожигания отсутствует. При закрытии верхних шиберов 17 все газы выходят через окна 7. При средних положениях шиберов и полностью открытых степень рециркуляции различна.

Количество воздуха, подаваемого в горелки 3 и сопло 15, может выполнять роль регуляторов горения в камерах 1 и 6. При дефиците воздуха в горелках 3, в ка.мере 1 сгорания происходит преимущественно термоподготовка топлива, а при избытке воздуха идет процесс эффективного сжигания.

Шлак стекает по граням 2 камеры 1, попадает на ступенчатый под 5 и удаляется через летки 11. Частицы угля, захваченные пJлaк{)м, сгорают на уступах 8 пода 5 в факелах горелок 3, направляю1цих пламя параллельно поду 5.

Разворот камер 1 и 6 между собой позволяет организовать более эффективное сжигание за счет интенсификации процессов горения: увеличение скорости потока способствует ускорению всех обменных процессов в нем.

Топочное устройство .можно использовать для сжигания углей, в настоящее время идущих в отвал, например сажистых и окисленных, с затянутой фазой горения.

Эти угли требуют стадии предварительной термоподготовки для удаления окисленных групп в виде газового балласта. Такой процесс происходит при 400-900° С,

после чего калорийность этих углей увеличивается с 1800 ккал/кг до 3800 ккал/кг, приближаясь к рядовым углям, газовый балласт из камеры 1 сгорания через окна 16 удаляется в выходное окно 4, минуя зону активного горения, что снижает образование окислов азота, увеличивает температуру ядра факела камеры 6 и выводит отработанный сушильный агент из зоны горения камеры 1. Удар частицы о грани 2 в камере 1 способствует отделению от несгоревшей частицы газовой оболочки из негорючих газов (в основном СОо), так как при ударе частицы осыпаются вниз, а газы идут вверх.

//

А-А

11

77

/5

5