Циклонная топка Советский патент 1993 года по МПК F23C11/00 

: Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности при подготовке теплоносителя для камерных сушил, сушильных барабанов, термических печей, подогревательных камер и других потребителей, использующих для проведения технологического процесса пониженные температуры греющей среды (ниже 1100°С для высококалорийных газов, например, природного или ниже 800°С для низкокалорийных газов).

Целью изобретения является обеспечение автономного дымоудаления из топки за счет использования энергии воздуха разбавления.

На фиг. 1 изображена предлагаемая топка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-Ана фиг.1.

Циклонная тогжа содержит футерованный цилиндрический корпус 1, образующий с торцевыми стенками 2 и 3 камеру сгорания 4. На торцевой стенке 2 на выходе из камеры сгорания 4 установлен патрубок 5. Через торцевую стенку 3 в камеру сгорания 4 введена воздухоподающая труба 6, установленная соосно с выходным патрубком 5 и Соединенная с устройством для создания избыточного давления воздуха (не показано), например, вентилятором, В нижней части цилиндрического корпуса 1 тангенциально к плоскости внутренней поверхности футеровки установлены горелки 7, соединенные туннелями 8 с камерой сгорания 4.

00

еД

(Я

S

Выходное отверстие воздухоподающей трубы 6 расположено от входного отверстия выходного патрубка 5 на расстоянии I, определяемом из соотношения

. 0.5 (Рп - dT)

tgf

где Dn - диаметр выходного патрубка 5;

dr- диаметр воздухоподающей трубы б;

а- угол раскрытия струи воздуха, выходящей из воздухоподающей трубы 6.

Диаметр выходного патрубка 5 определяется объемом выходящей из топки смеси продуктов сгорания и воздуха разбавления, Диаметр воздухоподающей трубы 6 определяется количеством подаваемого на разбавление воздуха или другого газа. Угол а раскрытия струи воздуха, выходящей из воздухоподающей трубы 6, исходя из законов раскрытия затопленной свободной струи, принимается в пределах 26-30°, что определяет связь dr. Dn и I.

Длина выходного патрубка определяется требованием технологии по качеству под- готовки смеси продуктов сгорания с воздухом и составляет (2-4)Dn, где Dn - диаметр выходного патрубка.

Топка работает следующим образом.

Топливо (газ) сжигается в горелках 7, установленных тангенциально в боковой стенке цилиндрического корпуса топки, чем обеспечивается вихревой (циклонный) способ горения и высокое качество сжигания с минимальным коэффициентом избытка воздуха. Этим обеспечивается минимальное образование окислов азота в продуктах сгорания. Продукты сгорания от горелок 7 через туннели 8 поступают в камеру сгорания 4, о которой движутся вкруговую по стенке футеровки вокруг воздухоподающей трубы 6 и выходящей из нее струи воздуха. Струя воздуха на участке между выходным отверстием воздухоподающей трубы 6 и входным отверстием выходного патрубка 5 инжектирует из рабочего пространства топки продукты сгорания и входит в выходной патрубок 5. По условиям устойчивого сжигания газов для предотвращения затухания факела горелки температура в топке не должна быть ниже 800°С. По условиям же технологии температура газов, подаваемых в сушильных агрегат, должна быть ниже, иногда в 2-4 раза, чем температура в топке. Снижение температуры газов производится

вне топки в выходном патрубке 5, который выполняет одновременно функцию смесителя,

Предлагаемая циклонная топка имеет

следующие преимущества перед известной топкой. Энергия воздушной струи, выходящей из воздухоподающей трубы, используется для подсоса продуктов сгорания в топке и их эвакуации из камеры сгорания в

выходной патрубок, а также для преодоления сопротивления выходного патрубка. При этом не требуется дополнительной энергии разряжения за топкой, что приводит к повышению экономичности работы сушильного агрегата за счет снижения неорганизованных подсосов воздуха в сушильный агрегат, поскольку последний будет работать в условиях меньшего уровня разрежения в элементах сушильного агрегата. Использование открытой струи в качестве элемента воздушной трассы позволит пропорционально укоротить в оздухоподаю- щую трубу. Этим значительно улучшаются условия службы трубы в рабочем пространстве топки за счет снижения консоли трубы, веса изоляции на ней, веса самой трубы, выполняемой из высоколегированной стали. Упрощается конструкция узла для ввода воздуха разбавления в выходной патрубок,

поскольку воздухоподающая труба не имеет заглушки и системы радиальных отверстий для воздуха на ее конце.

Формула изобретения Циклонная топка, содержащая камеру

сгорания с выходным патрубком, установленную в камере сгорания по оси выходного патрубка воздухоподающую трубу, и горелки, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности автономного дымоудаления из топки путем использования энергии воздуха разбавления, срез выходного отверстия воздухоподающей трубы расположен от среза входного отверстия выходного патрубка на расстоянии I, определяемом из соотношения ie 0.5(Dn-dr)

Ǥ

где Do - диаметр выходного патрубка, мм; dT - диаметр воздухоподающей трубы, мм;

«-угол раскрытия струи, выходящей из воздухоподающей трубы.

Использование: в металлургической и других отраслях промышленности при подготовке теплоносителя для сушильных агрегатов и других потребителей. Сущность изобретения: циклонная топка содержит цилиндрический корпус, образующий с торцевыми стенками камеру сгорания, имеющую выходной патрубок, и установленную в камере сгорания по оси выходного патрубка воздухоподающую трубу, соединенную с устройством для создания избыточного давления воздуха. В нижней части цилиндрического корпуса тангенциально установлены горелки. Срез выходного отверстия воздухоподающей трубы расположен от среза входного отверстия выходного патрубка на расстоянии, определяемом из математического выражения. Струя воздуха на участке между выходным отверстием возду- . холодающей трубы и входным отверстием выходного патрубка инжектирует из рабочего пространства топки продукты сгорания и входит в выходной патрубок. 2 ил. sf Ё