Топка кипящего слоя Советский патент 1987 года по МПК F23C10/04 

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котлах, сжигающих топливо в кипящем слое.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение полноты сгорания.

На фиг. J схематически изображена топка кипящего слоя; на фиг. 2 - вариант выполнения проемов для циркуля13141922

слоем 1 смежные кипящие слои 1, обменивающиеся мелкозернистым материал ом. При этом интенсивность обмена материалом помимо режимных факторов определяется размером проемов 5. Кроме того, интенсивность обмена материалом между зонами кипящего слоя 1, разделенными трубами 4, можно регулировать изменением интенсивности псевдоожижения

ции частиц путем разводки теплообмен-tO под трубами 4, соединенными между собой, т.е. изменением расхода воздуха, подаваемого через участок газораспределительной решетки 10, расположенньм между экранами 3. В этом случае под- t5 вод воздуха к этому участку газораспределительной решетки 10 должен осуществляться отдельным воздуховодом, или пространство под газораспределительной решеткой 10 должно секционироваться вертикальными перегородками (не показаны ) .

ных труб в топке кипящего слоя; на фиг. 3 - выполнение теплообменных ,труб с плавниками и проемами в виде отверстий; на фиг. 4 - выполнение труб с мембранами и проемами в виде выемок.

20

25

Топка кипящего слоя 1 содержит топливоподающее устройство 2 и поверхности нагрева в виде экранов 3 с вьшеденными из их плоскости тепло- обменными трубами 4, погруженными в слой 1 и образующими в последнем пространственную решетку с проемами 5 для циркуляции частиц слоя 1, причем теплообменные трубы 4 указанной пространственной решетки, на участках 6, расположенных над топливоподающим устройством 2, плотно соединены между собой с образованием по всей шири- 30 не топки козырька 6. Кроме того, трубы 4 поверхности нагрева могут быть снабжены плавниками 7, последние могут быть соединены меж,цу собою, с образованием мембран 8, в которых на участках, образующих пространственную решетку, за пределами козырьков выполнены упомянутые проемы 5 для циркуляции частиц слоя, или трубы 4 пространственной решетки на участках, расположенных за пределами козырька 6, разведены в разные плоскости с образованием упомянутых проемов 5 для циркуляции частиц слоя 1. Топка содержит растопочную горелку 9, газораспределительную решетку 10 и дополнительные поверхности 11 нагрева, выполняющие функцию двухсветных экранов.

Топка кипящего слоя работает следующим образом.

Через газораспределительную решетку 10 подают воздух, необходимьш для псевдоожижения слоя 1 и горения основного или растопочного то.ш1ива. Расположенные в области кипящего слоя 1 трубы 4 с проемами 5 вблизи газораспределительной решетки 10 позволяют организовать в топке с кипящим

35

40

Возможность создания в топке зон (смежных кипящих слоев 1) с разной температурой позволяет повысить полноту сгорания топлива. Например, при сжигании твердого топлива дожигание уноса целесообразно производить в зоне с более высокой температурой. При сжигании жидкого топлива для его равномерного распределения с целью по- вьш1ения полноты сгорания целесообразно в зоне ввода топлива поддерживать температуру температуры самовоспламенения топлива, а процесс горения организовать в высокотемпературной зоне. Секционирование топки приводит и к большей маневренности котла, увеличению диапазона регулирования теплопроизводительности.

Ниже места соединения труб 4 между собой с образованием козырька 6 под п:оследним образуется газовая полость с пониженной концентрацией частиц материала кипящего слоя 1. При растопке через растопочную горелку 9 подают растопочное топливо, которое после воспламенения сгорает в объеме, ограниченном трубами 4. Образую50 щиеся при горении растопочного топлива дымовые газы поступают через проемы 5 в кипящий слой 1 и за счет интенсивного м;ежфазового теплообмена отдают свою теплоту частицам мате55 риала кипящего слоя 1. При этом температура продуктов сгорания равна температуре в верхней, наиболее холодной зоне кипящего слоя 1, и потери теплоты с уходящими газами, а.

45

5

0

5

0

Возможность создания в топке зон (смежных кипящих слоев 1) с разной температурой позволяет повысить полноту сгорания топлива. Например, при сжигании твердого топлива дожигание уноса целесообразно производить в зоне с более высокой температурой. При сжигании жидкого топлива для его равномерного распределения с целью по- вьш1ения полноты сгорания целесообразно в зоне ввода топлива поддерживать температуру температуры самовоспламенения топлива, а процесс горения организовать в высокотемпературной зоне. Секционирование топки приводит и к большей маневренности котла, увеличению диапазона регулирования теплопроизводительности.

Ниже места соединения труб 4 между собой с образованием козырька 6 под п:оследним образуется газовая полость с пониженной концентрацией частиц материала кипящего слоя 1. При растопке через растопочную горелку 9 подают растопочное топливо, которое после воспламенения сгорает в объеме, ограниченном трубами 4. Образую0 щиеся при горении растопочного топлива дымовые газы поступают через проемы 5 в кипящий слой 1 и за счет интенсивного м;ежфазового теплообмена отдают свою теплоту частицам мате5 риала кипящего слоя 1. При этом температура продуктов сгорания равна температуре в верхней, наиболее холодной зоне кипящего слоя 1, и потери теплоты с уходящими газами, а.

5

следовательно, потребности в растопочном топливе минимальны.

После разогрева кипящего слоя 1 до температуры самовоспламенения рабочего топлива подача растопочного топлива прекращается, и в топку подают основное топливо через основные топливоподающие устройства 2. За сче наличия под козырьком 6 газовой полости с пониженной концентрацией частиц подаваемое в эту полость топливо равномерно распределяется по всей длине топки. Это приводит к хорошему перемешиванию топлива с воздухом и более полному сгоранию топлива при минимальных избытках воздуха. Теплота, выделяющаяся при горении топлива, отводится к поверхностям нагрева, в том числе и к экранам 3. Дымовые газы, пройдя через проемы 5 окна выше козырька 6, покидают топку. Дополнительные поверхности 11 нагрева, расположенные выше кипящего слоя 1, выполняют роль двухсветных экранов и служат для уменьшения тем- пературы в надслоевом пространстве в случае догорания топлива над слоем 1. Это способствует более глубокому снижению концентрации окислов азота в продуктах сгорания.

Выполнить проемы 5 (фиг. 2) за счет разводки труб 4 поверхностей нагрева, т.е. за счет расположения труб 4 не менее, чем в двух плоскостях, наиболее просто, причем Б этом случае могут быть использованы гладкие трубы 4 без плавников 7. Для большего упрощения выполнения проемов 5 часть труб 4, например каждая четная или, нечетная, остается в зоне про- емов 5 без изменений, прямой, а остальные выполняются изогнутыми - располагаются в другой плоскости. Недостатком выполнения проемов 5 за счет разводки гладких труб 4 является возможность повьдиенного износа последних из-за больших скоростей газа,

проходящего через проемы 5 в слой 1 из газовой полости ниже MeqTa соединения теплообменных труб 4. Поэтому предпочтительнее использовать плавниковые трубы с проемами 5 в плавниках 7. Тогда износу подвергаются плавники 7, а не собственно трубы 4, и надежность работы поверхностей нагрева повьшается.

Формула изобретения

1.Топка кипящего слоя, содержащая т опливоподающее устройство и поверхности нагрева в виде экранов с выведенными из их плоскости теплооб- менными трубами, погруженными в слой и образующими в последнем пространственную решетку с проемами для циркуляции частиц слоя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения полноты сгорания, теплообменные трубы упомянутой пространственной решетки на участках, расположенных над топливо- подающим устройством, плотно соединены между собою с образованием по всей ширине топки козырька,

2.Топка поп, 1, отличающаяся тем, что трубы поверхности нагрева снабжены плавниками.

3« Топка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что плавники труб скреплены между собою с образованием мембран, в которых на участках образующих пространственную решетку, за пределами козьфька вьшол- нены упомянутые проемы дя циркуляции частиц слоя.

4. Топка по п. 1, отличающаяся тем, что трубы пространственной решетки на участках, расположенных за пределами козырька, разведены в разные плоскости с образованием упомянутых проемов дпя циркуляции частиц слоя.

11

Вщддх

Изобретение относится к энергетике и м.б. использовано в котлах, сжигающих топливо в кипящем слое. Изобретение позволяет повысить надежность и улучшить полноту сгорания. Из плоскости экранов 3 выведены теплообменные трубы (ТТ) 4. ТТ 4 погружены в слой 1 и образуют в последнем пространственную решетку (ПР) с проемами 5 для циркуляции частиц слоя 1. ТТ 4 на участках, расположенных над топливоподающим устройством 2, плотно соединены между собой с образованием по всей ширине топки козырька (К) 6. ТТ 4 м. б. снабжены плавниками. Последние м.б. соединены между собой с образованием мембран, в которых на участкахJ образующих ПР за пределами Кб, выполнены проемы 5 для циркуляции частиц слоя. ТТ 4 ПР на участках, расположенных за пределами К 6, м.б. разведены в разные стороны с образованием проемов 5 для циркуляции частиц слоя 1 .Расположение в сгбласти кипящего слоя 1 ТТ 4 с проемами 5 вблизи газораспределительной решетки 10 позволяет организовать в топке смежные кипящие слои 1, обменивающиеся мелкозернистым материалом, 3 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л 00 СО INS

u-

OO

(W

5r

e

Составитель Н.Белякова - Редактор Э.Слиган Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 2201/42 Тираж 495Подписное

ВНИШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская нaб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4