Циклонная горелка Советский патент 1993 года по МПК F23C11/00 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания суспензионного топлива в топках паровых котлов.

Цель изобретения - повышение эффективности подготовки и сжигания суспензионного топлива большого расхода и автономного запуска горелки.

Согласно изобретению указанная цель достигается тем, что циклонная суспензионная горелка снабжена пакетом циклонных камер с торцевым вводом суспензионного топлива сгруппированных попарно: одна - на оси параллельной оси горелки, а другая - под углом а 40-55° с ней, и имеющих общее выходное сопло, причем группа расположена так, что выходное сопло их направлено под встречным углом р 80- 110° к выходному соплу окислителя, например, воздуха.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная циклонная суспензионная горелка отличается наличием пакета циклонных камер с торцевым

вводом суспензионного топлива сгруппированных попарно: одна - на оси параллельной оси горелки, другая - под углом а 40-55° с ней, и имеющих общее выходное сопло, группы расположены так, чтобы выходное сопло их направлено под встречным углом 80-110° к выходному соплу окислителя.

Размещение циклонных камер под уклоном а. 40-55° к осям горелки и под углом 80-110° к выходному соплу окислителя в основном определяется необходимостью эффективной эжекции горячих газов к корню факела, а также конструктивно-компоно- вочными соображениями: размещение циклонных камер под углом меньше 40° и больше 55° создает сложные условия по компоновке топливных подводов на циклонных камерах из-за взаимного сближения и приближения к стенке котла.

На фиг. 1 изображена циклонная суспензионная горелка; на фиг; 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

fe

00

чэ

Јь СЛ О Ю

1 „ i IH i (. успензионнач горелка соде; и лонные камеры 1 и 2, кольцевой ко.1- . - рЗ . тангенциальными пафубками 4 дл пчдзчм нагретого воздуха в циклонные камеры, тангенциальные сопла 5 для подачи топлива, например, мазута в циклонные камеры, форсунки б для распыления суспензионного топлива в циклонных камерах, выходное сопло 7 циклонных камер 1 и 2, выходное сопло 8 воздухопроводов 9 для подачи окислителя (нагретого воздуха), за- вихрито1и 1 для создания противоположных круток- воздушных потоков, камеры смешенич 11. выходное окно 12, экран топки 13 мнироаанная амбразура 14.

t суспензионная горелка ра- г , ,ющим образом.

очные камеры 1 и 2 поступает ),,,. -аду/ из кольцевою коллектора 3 {( социальные патрубки 4. В эги же к-чморы ьоодится топливо, например, мазут ер- ч тангенциальные сопла 5. установ- лг-нны .. оосно с тангенциальными rwipY j 3 и под углами, для которых выполняет,; оптимальное соотношение ди- аметрй у oc.-toi; окружности (Ду) к внутреннему диаметру циклонной камеры (Д1) в диапазон ,45 0 5

Пост,пивший мззут в циклонные камеры 1 ч вис г.паменяется образуя огненный вичрь i ,%.i.icpaтурой

, ., ji j-n продлется суспен- -,, -u-c j K4I/U1BO форсункой 8 в виде мель- ал:,- -iftfль размерами до 250 мкм. К , г,, йнчиинного юллива захватыва- -( -г- ,, ,м i (азов, обезвоживаются и на. очваютс и до 800 - 850°С.

В ц.«клонных камерах 1 и 2 нагретые ли гот г juCMecn (смесь горячих газов с твррдыми 11статками капель суспензионного топлива) имеют противоположные за- крутки, коюрые по ходу при встрече между собой перемешиваются, гася при этом свои закрут.и

Оирэз/ют один турбулизированный поток

ООргволенный турбулизованный поток то1 .1 г и гт псмеси. нагретый до 800- PfiOJC ,in лонных камер 1 и 2 через вы- xt;o о . г. к, / подается под встречным углем о-14 1игелю, например, воздуху, на- гретс.-иу Л 3UO J50°C, поступающему через вы/ одной- сопло 8 из воздуховодов 9 с завих- ршег.ями 10. Встреча потоков газосмеси и окислителя происходит в камере смешения 11, где гаэосмесь воспламеняется и в виде плоского фэке/га через выходное окно 12 поступает в топку парового котла.

Выходное сопло 8 горелки состоит из дьуи ппр i. ii-зльных круглых воздуховодов 9

с встречной регулируемой закруткой воздуха в завихрителях 10. Это обеспечивает уменьшение ширины результирующего факела горелки, что в сочетании с конструк- цией амбразуры, выступающей в топку, предупреждает наброс факела на экраны. Кроме того, встречная закрутка потоков воздуха в воздуховодах выходного сопла 8 способствует дополнительной рециркуляции охлажденных топочных газов внутрь факела, что усиливает его эжектирующую способность, характерную для плоскофакельных горелок и является положительным фактором благодаря дополнительному

уменьшению образования и в топке парового котла.

Расчеты показывают, что количество мазута сокращается в 5,2 раза с использованием предложенной циклонной суспензионной горелки, по сравнению с непосредственным сжиганием мазута в качестве топлива в топке парового котла.

Применение пакета циклонных камер позволяет ускорить подготовку суспензионного топлива перед сжиганием его в топке парового котла, путем интенсификации теп- лоообмена между распылением суспензионным топливом и горячими газами за счет меньшего обьема отдельной циклонной камеры, а также позволяет получить оптимальной формы факел с наперед заданными характеристиками,

В предложенной циклонной суспензионной горелке количество циклонных камер

м.инимум две, следовательно, тепловая мощность горелки может возрасти в два раза.

Таким образом, увеличение единичной мощности горелки, возможность самостоятельного запуска горелки или использования водоугольного топлива, сокращение потерь топлива с недожигом вследствие интенсификации теплообмена в топке, сокращение вредных выбросов, снижение

расхода дорогостоящего растопочного топлива (мазута), определяют экономичность заявленной циклонной суспензионной горелки,

Формула изобретения

Циклонная горелка, содержащая циклонную камеру с тангенциальными топливными и воздушными каналами с установленными в них завихрителями и выходмое сопло, отличающаяся тем, что, с целью эффективного сжигания суспензионного топлива, например водоугольной суспензии большого расхода путем образования плоского факела с эжекцией горячих газов во внутрь его горелка снабжена пакетом циклонных камер с торцовым вводом суспензионного топлива, сгруппированных попарно, причем в каждой паре одна камера расположена на оси, параллельной оси горелки, а другая - наклонно под углом 40- 55° к ней и образуют общую предварительную камеру смешения с выходным топливо-воздушным соплом, ось которого

совпадает с осью наклонной камеры и направлена под встречным углом 80-110° к общей оси выходных сопл двух параллельных воздушных каналов, снабженных завихрите- лями с противоположным направлением крутки потока, при этом в зоне между всеми выходными соплами расположена основная камера смешения с окном на выходе.

Использование: в паровых котлах большой мощности. Сущность изобретения: цик- лонная горелка снабжена пакетом циклонных камер, сгруппированных попарно: одна - на оси параллельной оси горелки, а другая - под углом а 40-55° с ней, и имеющих общее выходное сопло, причем группы расположены так что выходное сопло их направлено под встречным углом р 80-110° к соплам окислителя, позволяющим получить плоский факел оптимальной формы. 4 ил.

. Суспензионное X топливо

ft.S

.

Нагретый Воздух

Суспенш топливо

-Е

агрвтщи Ю

Фиг.1

ьд

7опм8о(паэут)

4

А. Нагретый / воздух

Фие.1

8±

6йО

Фиг.Ь

Фиг.З