Горизонтальная циклонная топка Советский патент 1993 года по МПК F23C5/32 

(/)

С

Использование: в химической промышленности для сжигания жидкой серы. Сущность изобретения: горизонтальная циклонная топка выполнена разъемной на две части в вертикальной плоскости у фронтальной стенки с возможностью перемещения этой стенки в осевом направлении, причем разъем выполнен в виде прикрепленных к обечайкам воздушной рубашки каждой из частей топки кольцевых перегородок, перекрывающих сечение рубашки и снабженных отверстиями для прохода воздуха из одной части рубашки в другую и средством для их скрепления, а стык перегородок изнутри уплотнен с помощью прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с возможностью сопряжения торцовых его стенок с футеровкой обеих частей топки при их соединении и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки. 6 ил., 1 табл,

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к конструкциям печей для сжигания жидкого топлива, например, жидкой серы.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем улучшения ее ремонтнопригодности.

На фиг. 1 изображена предлагаемая топка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А.на фиг. 1; на фиг. 3-5 - варианты узла.1 на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Горизонтальная циклонная топка 1 разъемная и содержит две части: камеру горения 2, камеру 3, фронтальную стенку 4, воздушную рубашку 5, разделительную перегородку в виде разъема 6.

Разъем 6 с кольцевым выступом 7 из огнеупорного кирпича включает в себя скрепляющие струбцины 8, кольцевые перегородки 9 и 10, которые крепятся к обечайкам 11, 12 воздушной рубашки 5.

Разъем 6 разделяет воздушную рубашку 5 на кольцевые камеры 13 и 14, которые снаружи ограничиваются корпусом 15, и имеет отверстия 16 по периметру, а примыкающая к фронтальной стенке 4 кольцевая камера 13 снабжена профилирующими пластинками 17, которые образуют каналы 18. переходящие к центру фронтальной стенки 4 в систему тангенциальных сопел 19.

Топка также имеет ступенчатые фурмы 20 и 21, влет форсунки 22. штуцер 23, два аэродинамических пережима 24 и 25.

00

о о со о о

GJ

Фронтальная стенка 4 включает в себя крышку 26 и кожух 27, между которыми расположена воздушная рубашка 5, и катки 28 для ее перемещения.

Горизонтальная циклонная топка работает следующим образом.

Холодный воздух через штуцер 23 и кольцевую камеру 14 поступает к разделительной перегородке б и через систему отверстий 16 подается в каналы 18, а из тангенциальных сопел 19 входит в камеру горения 2 в виде тангенциально закрученного потока. Отверстия 16 расположены по окружности разделительной перегородки 6, которая представлена в виде разъема, состоящего из разделительных перегородок 9 и 10. Отверстия 16 соединены с воздушной рубашкой кольцевых камер 13 и 14. Кольцевой выступ 7 топки выполнен из огнеупорного материала и является уплотняющим узлом кольцевой камеры 13 и 14. Кольцевая камера 14 имеет.возможность перемещать- ся по каткам 2.8. .

Поток воздуха поступает в камеру горения горизонтальной циклонной топки частями: через аэродинамические пережимы 24 и 25, фурмы 20 и 21 и тангенциальные сопла 19.

В аэродинамические пережимы поступает 8-10% общего количества воздуха. Расход воздуха регулируется при помощи специальных клапанов, изменение расхода воздуха изменяет гидродинамическое сопротивление ее и относительную скорость между частицами топлива и газовым потоком, а также способствует лучшему окислению несгоревших частиц топлива.

В тангенциальные ступенчатые фурмы 20 и 21 поступает около 80% воздуха. Фурмы 21 выполнены-ступенчатыми и установлены между аэродинамическими пережимами 24 и 25 ближе к аэродинамическому пережиму 24. Такое расположение фурм существенно создает положительный эффект. Когда поток продуктов сгорания топлива выходит через центральное отверстие аэродинамического пережима 24, он уже не имеет вращательного движения и скорость движения несгоревших частиц топлива близка к скорости газовой части потока, движение потока поступательное. Когда в камере дожигания имеется дополнительная ступенчатая фурма, тогда воздух, выходящий из нее со скоростью 35-50 м/с, закручивает поток газов и смешивается с ним. Происходит увеличение относительной скорости, т.е. увеличивается разность скорости между частицей топлива и окислителем, возрастает скорость реакции горения, а также увеличивается время нахождения

крупных частиц в топке, т.к. под действием центробежных сил потока они отбрасываются от центра к периферии и их путь становится длиннее.

Тангенциальные ступенчатые фурмы 20 установлены в камере горения, воздух из них выходит со скоростью 35-50 м/с и его кинетическая энергия достаточна для рас- пыла струи топлива и перемешивания его

0 равномерно в своей массе.

. Воздух, поступающий к соплам 19, охлаждает футеровку топки и фронтальной стенки, а также разделительную перегородку 6 от избыточного тепла топочных газов и

5 предотвращает поступление топочных газов в кольцевые камеры 13 и 14.

Если отверстий 16 не будет, то воздух не будет перетекать из кольцевой камеры 14 в кольцевую камеру 13, то и кольцевая разде0 лителыная перегородка 6 не будет охлаждаться и под действием тепла топочных газов она будет перегреваться и часто выходить из строя.

Кроме того, в месте разъема раздели5 тельной перегородки 6 топочные газы будут поступать из топочной камеры наружу, так как будет отсутствовать избыточное давление воздуха; поэтому кольцевая разделительная перегородка 6. имеет выступ 7.

0 Если кольцевую разделительную перегородку 6 выполнить неразъемной, тогда нельзя будет отсоединять фронтальную стенку 4 от камеры горения 2 и для осмотра, и ремонтных работ потребуется создание

5 специальных люков и также в этой зоне не будет охлаждаться, повысятся тепловыделения в окружающую среду, снизится срок службы футеровки.

Отверстия 16 расположены равномерно

0 по окружности кольцевой разделительной перегородки 6, поэтому воздух из кольцевой камеры 14 поступает равномерно в кольцевую камеру 13 и заполняет каналы 18, образованные направляющими Профи - 5 лирующими пластинами 17.

По мере приближения к соплам 19 сечение каналов 18 уменьшается и становится минимальным на срезе сопел 19.

Следовательно, на срезе сопел 19 пол0 учается самая большая скорость воздуха, причем воздух имеет тангенциальное вращение..

Так как воздух соприкасается с горячими поверхностями топки, то он нагревается.

5 а так как горячий воздух соприкасается с устройством для подачи топлива (форсункой, горелкой), то он подогревает это топливо, горячее топливо лучше горит.

Когда воздух поступает в камеру горения 2, он растекается по футеровке и предохраняет футеровку фронтальной стенки 4 от коксования несгоревшими частицами топлива жидкого или твердого пылевидного, а также турбулизирует потоки позволяет сжигать топливо с меньшими избытками воздуха, что снижает образование оксидов азота.

Мазут подается в топку аксиально через форсунку, проходящую через отверстие, образованное системой тангенциальных сопл 19, где он подогревается горячим воздухом, затем перемешивается с ним в топочной камере и сгорает. Продукты сгорания имеют вращательное движение и поступают вдоль камеры горения 2 к аэродинамическим пережимам 24 и 25, после чего поступают на утилизацию.

Оборудование фронтальной стенки 4 катками 28 позволяет быстро и без особых усилий отсоединять фронтальную стенку 4 от камеры горения 2.

Пример. Циклонная топка выполнена согласно черт. фиг. 1 -3 или 4, или 5, 6. Фронтальная стенка состоит из кольцевой камеры, образованной крышкой и кожухом. Крышка имеет направляющие пластины, концы которых образуют систему тангенци альных сопел.

Циклонная топка имеет воздушную рубашку, штуцер для ввода холодного воздуха и соединен с фронтальной стенкой перфорированной разделительной перегородкой, выполненной из двух частей. Фронтальная стенка имеет катковые устройства, части разделительной перегородки крепятся друг к другу струбцинами.. В циклонной топке сжигают жидкую серу с низшей теплотворной способностью 9100 кДж/кг.

Циклонная топка работает со следующими показателями.

Количество воздуха поступающего в воздушный зазор, нм /ч, 25000

Температура воздуха, поступающего в воздушный зазор, °С, 150

Температура воздуха перед разделительной перегородкой, °С, 190

Температура воздуха перед форсункой, °С,210

Расход серы, кг/ч. 4500

Тепловое напряжение топочного объема, кДж/м3.Ј9,6 -1.06

Коэффициент изВыткз воздуха в камере горения, а 1,02

Коэффициент избытка воздуха в камере дожигания и перед входом в котел-утилиза-, тор, «1 1,56

Температура факела в камере горения. °С, 1800

Температура продуктов сгорания на. входе в котел-утилизатор, °CJ300

Количество оксидов азота перед входом в котел утилизатор,мг/нм ,35-40

Межремонтный пробег футеровки фронтальной стенки, мес j24-30 Относительно известной циклонной топки по авт. свид. СССР № 1200077, кл. F 23 С 5/06,. принятой в качестве прототипа, предложенная барабанная сушильная установка имеет преимущества и положитель0 ный эффект, которые отражены в нижеследующей таблице.

Таким образом, оборудование фронтальной стенки горизонтальной циклонной топки с перфорированной разделительной

5 перегородкой, состоящей из двух сопряженных между собой частей с огнеупорным выступом, расположенный между фронтальной стенкой и ступенчатыми фурмами, а также оборудование камеры направляющими

0 пластинами, ограничивающими суживающие каналы в виде тангенциальных сопел, позволяет охлаждать фронтальную стенку воздухом, в результате чего повышается межремонтный пробег циклонной печи в 2

5 раза, а также интенсифицирует процесс окисления топлива, в результате чего снижается коэффициент избытка, воздуха и количество образовавшихся окислов азота. По отношению к прототипу для сжига0 ния серы предложенная циклонная топка позволяет повысить межремонтный пробег, в 1,5-2 раза«снизить образование оксидов азота в 1,5-2 раза, снизить выделения в окружающую среду и повысить тепловое на5 пряжение топочного объема на 5-6%. Разъемная разделительная перегородка делает доступ в топку более безопасным и снижает трудозатраты на сборочно-разборочные ра- боты.

0. Формула изобретения

Горизонтальная циклонная топка, содержащая корпус с воздушной рубашкой, футеровкой и осевым горелочным устройством, расположенным на фронтальной стен5 ке и сообщающимся по воздуху с воздушной рубашкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем улучшения ее ремонтопригодности, топка выполнена разъемной на

0 две части в вертикальной плоскости у фронтальной стенки с возможностью перемещения последней в осевом направлении, причем разъем выполнен в виде прикрепленных к обечайкам воздушной рубашки

5 каждой из частей топки кольцевых перегородок, перекрывающих сечение рубашки и снабженных отверстиями для прохода воздуха из одной части рубашки в Другую и средством для их.скрепления, а стык перегородок изнутри топки уплотнен с помощью

прикрепленного к одной из перегородок кольца из огнеупорного материала, выполненного с возможностью сопряжения торцевых его стенок с футеровкой обеих частей топки при их соединении, и скользящего зацепления с обечайкой воздушной рубашки.

Составитель А.Сидорович/Ч/С. О Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал . Корректор- И.Шмакова

Заказ 971Тираж Подписное , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5