Аэрофонтанная топка Советский патент 1990 года по МПК F23C10/02 

Изобретение относится к области сжигания твердых топлив и может быть испоаь- зовано в тепловой энергетике как самостоятельная топка, либо как первая ступень сжигания твердого топлива в энергетичес- ких котлах.

Цель изобретения - повышение качества сжигания путем увеличения времени пре- оывания полифракционного топлива в камере сгорания.

На фиг. 1 изображена аэрофонтанная топка; на фиг. 2 - стабилизатор горения

. -- Р-Р З Б-Б

Аэрофонтанная топка содержит камеру i воспламенения, соединенную разгонно- транспортным участком 2 с камерой 3 сгорания, в верхней части которой размещен стабилизатор горения, установленный с перекрытием поперечного сечения камеры 3.

Стабилизатор выполнен в виде отбой- ( ного листа 4 и радиально расположенных

1ребер 5, закрепленных с одной стороны на отбойном листе 4, а с другой - на стенке камеры 3 сгорания, причем между ребрами 5 расположены пластины 6, установленные наклонно от оси топки к периферии с обра- зованием жалюзийной решетки. Предпочтительный угол наклона пластин б к горизонтали равен 15-40°.

Кроме того, топка содержит камеру 7 отвода продуктов сгорания, патрубки 8 и 9 соответственно подачи топлива и воздуха подключенные к камере 1 воспламенения, а также патрубок 0 отвода продуктов сгорания.

Топка работает следующим образом.

В камеру 1 воспламенения по патрубку 8 подают нагретое до температуры воспламенения топливо, а по патрубку 9 - воздух. Наиболее крупные фракции топлива, у которых скорость витания примерно рав- на или больше скорости транспортирующей среды, накапливаются в камере 1 воспла- менения. Здесь происходит их возгорание и истирание в аэрофонтанирующем слое камеры 1 воспламенения, организуемом за счет подачи дутьевого воздуха в нижнюю часть. Наличие горящих крупных фракций топ- лива в камере 1 воспламенения интенси- фицирует процесс воспламенения более мелких частиц. По мере выгорания горючей массы крупных фракций, их дробления и истирания они выносятся из камеры воспламенения. В разгонно-транспортном участке

2происходит разгон частиц топлива до скоростей, необходимых для обеспечения устойчивого аэрофонтанирования в объеме камеры 3 сгорания. Несмотря на то, что время пребывания частиц топлива в разгон- Но-транспортном участке 2 мало, процесс го- 5 11)ения в этой зоне продолжается. Практически здесь происходит выгорание пылевидных частиц топлива, время горения которых

д 5

°

соизмеримо с временем пребывания в разгонно-транспортном участке 2.

, Приобретая необходимую скорость в разгонно-транспортном участке 2, частицы выносятся в камеру 3 сгорания. За счет увеличения сечения топочного тракта по ходу потока снизу вверх скорость его падает Наименьшее значение последней в вертикальной цилиндрической части камеры 3. Вследствие снижения скорости потока наиболее крупные частицы топлива затормаживаются, их скорость гасится, и они могут снова возвратиться в коническую часть топки либо оказаться на выходе из разгонного участка 2. Попав снова в область высоких скоростей потока, частицы выносятся в зону активного горения и т.п. - происходит циркуляция частиц. По мере выгорания и истирания частицы топлива уменьщаются в размерах и выносятся потоком к стабилизатору горения. Частицы, поднимающиеся в ядре потока, ударяются об отбойный лист 4 стабилизатора, теряют свою скорость и под действием газового -потока приобретают радиальное направление движения к периферии топки, т.е. в зону опускного движения частиц топлива. Площадь поперечного сечения отбойного листа 4 составляет 10-30% поперечного сечения камеры 3 сгорания. Когда частицы материала ударяются о наклонную поверхность пластин б жалюзи, то наиболее крупные частицы теряют свою скорость и получают направление движения после удара (фиг. 3), в результате которого отскакивают к периферии топки, т.е. в зону опускного движения частиц топлива.

Размощение пластин 6 под углом наклона к горизонтали 15-40° таким образом, что при отражении частица отбрасывается к периферии камеры 3 сгорания, т.е. в зону опускного движения, увеличивает время пребывания частиц топлива в топке, что приводит к их более полному выгоранию. Частицам, которые попадают в пространство между пластинами 6 жалюзийной решетки, потоком газа также придается направление движения к периферии топки, и если их скорость витания меньше скорости потока газа у стенки топки, они поступают в камеру 3 сгорания. Отсюда с какой бы частью эле .ментов стабилизатора горения ни соприкасались вылетающие из камеры 3 сгорания частицы, они по направлению движения сориентированы к периферии 3 сгорания, т.е. в зону опускного движения Это увеличивает время пребывания материала в объеме аппарата и, соответственно, способствует снижению механической теплоты сгорания в зоне на выходе из топки.

Если стабилизатор выполнен не в виде отбойного листа 4, а, например, в виде перевернутого конуса, то частица после соударения с конусом имеет вертикальную составляющую скорости, направленную вверх. Это

способствует эвакуации частицы из объема камеры 3 сгорания и, соответственно, снижению времени пребывания материала в объеме камеры 3.

Если площадь отбойного листа 4 меньше 10% поперечного сечения камеры 3 сгорания, то этого недостаточно для перекрытия ядра фонтана, т.е. зоны максимальных скоростей газовзвеси, что способствует выносу частиц из камеры 3 сгорания в камеру 7 отвода продуктов сгорания и далее из топки и, соответственно, снижению времени пребывания материала в объеме камеры 3.

Если площадь поперечного сечения отбойного листа 4 больше 30% поперечного сечения камеры 3. то возрастает сопротивление этого участка, что приводит к нарушению режима устойчивости фонтанирования в аппарате.

Если к отбойному листу 4 не присоединены наклонные от центра к периферии пластины 6, то те частицы, которые при дзиже- нки газоЕ.чзеси не попадают на отбойный лист 4, свободно выносятся из зоны горения. Это приводит к уменьшению времени пребывания материала в объеме камеры 3 сгорания.

Если угол наклона пластин 6 больше 40°, то при отражении частицы ориентированы в камеру 7 отвода продуктов сгорания, что способствует увеличению их выноса

из аппарата и, соответственно, уменьшению времени пребывания материала в объеме камеры 3 сгорания. Если угол наклона пластин б меньше 15, то возрастает сопротивление этого участка, что способствует нару- шению режима устойчивого фонтанирования 3 аппарате.

Формула изобретения

1. Аэрофонтанная топка, содержащая камеру воспламенения, соединенную раз- гонно-транспортным участком с камерой сгорания, в верхней части которой размещен стабилизатор горения, установленный с перекрытием поперечного сечения камеры. отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сжигания путем увеличения времени пребывания полифракционного топлива в камере сгорания, стабилизатор го- ренкя выполнен в виде отбойного листа и

радиальгю расположенных ребер, закрепленных с одной стороны на отбойном листе, а с другой - на стенке камеры сгорания, причем между ребрами расположены пластины, установленные наклонно от оси топки к периферии с образованием жалюзийной решетки/

2. Топка по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклона пластин к горизонтали равен 15-40°.

Изобретение касается сжигания твердых топлив и может быть использовано в теплоэнергетике с целью повышения качества сжигания топлива. В камеру 1 воспламенения по патрубку 8 подают нагретое до температуры воспламенения топливо, а по патрубку 9 - воздух. В разгонно-транспортном участке 2 происходит разгон частиц топлива, после чего они поступают в камеру 3 сгорания, где установлен стабилизатор горения в виде отбойного листа 4, вертикальных радиально расположенных пластин 5 и наклонных жалюзи 6. Продукты сгорания удаляются через камеру 7 и патрубок 10. Угол наклона жалюзи 6 к горизонтали равен 15 - 40°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Б ,

В

Фиг.

Фиг.

5-Б