Способ сжигания топлива Советский патент 1977 года по МПК F23C5/28 

. Изобретение относится к способам сжигания топлива, преимущественно мелкодисперсного твердого, в промышленных и энергетических паровых котлах и может найти применение в теплоэнергетике и некоторых других родственных отраслях техники.

Известен йпособ низкотемпературного сжигания мелкодисперсного твердого топли ва с одновременным охлаждением и очисткой топочных газов от вредных компонентов путем присадки к топливу химических реагентов, например известняка, при КСУГОром сжигание топлива осуществляют в точках кипящего слоя с погруженными в слой поверхностями теплообмена tlTПри этом способе сжигания топлива уменьшаются габардты топки и одновременно снижается загрязнение окружающей среды вредными компонентами, например окьсью азота (в связи с понижением температуры горения до 700-1000), сернистым ангидридом и т.п.

Недостатки известного способа заключаются в большом гидроди амическом сопротивлению кипящего слоя, ограниченной интен

сивносТи процессов горения и теплообмена, связанной с уносом дисперсных частиц из слоя, а также в трудности равномерного распределения топлива в слое.

Известны также способы сжигания топлива. во взвешенном состоянии, путем подвода топливовоздушной смеси встречными соударяющимися струями с одновременным .отводом тепла с помощью охлаждающей жидкости, циркулирующей в трубах 2.

Однако в этих способах процессы горения и отвода тепла недостаточно эффективны из-за незначительной турбулизации потоков Б зоне соударения.

Цель изобретения-интенсификация процесса сжигания при низкотемпературном режиме горения с одновременной очисткой топочных газов от вредных примесей.

Это достигается тем, что струи подают импульсами с частотой пульсации 5-10 Гц, а отвод тепла осуществляют в зоне соударения при размещении труб перпендикулярно потокам соударяющихся струй. Способ заключается в том. что сжигание топлива при tj.Qp 1ООО С (мелкодисперсного тпордого, газообразного, жидкого) осуществляемся во встречных топливовоздушных потоках при одновременном -теплообмене с расположенными в зоне соударения поверхностями нагрева (по которым циркулирует охлаждающая жидкость) при импульсном режиме топливовоздушной смеси. Одновременно с гофением и теплообменом производится очистка топочных газов от вредных компонентов например SO , путем присадки к топливу соответствующих реактивов (известняка и т.

Для дополнительной интенсификации процессов горения и теплообмена зону соударения турбулизируют путем поперечного размещения трубчатых поверхностей теплообмена Частота пульсаций скорости топливовоздушной смеси при импульсном режиме подвода принимается, исходя из условия, чтобы зана соударения потоков не выходила за пределы трубчатой поверхности теплообмена. При практически реализуемых в паровых котлах пределах изменения амплитуды скоростей газа 5-5О м/сек и при длине зоны теплообмена 1-5 м, частота пульсаций лежит в пределах 0,5-10 Гц. Поперечно омываемая трубчатая поверхность теплообмена, размещаемая в зоне соударения топливовоздушных потокоЬ в коридорном или шахматном порядке, одновременно выполняет роль турбулизирующей рещетки для соударякшихся двухфазных потоков.

Импульсный режим подвода топливовоздущной смеси приводит к непрерывному обновлению слоя гаоа около частиц топлива у стенок труб и в кормовой зоне и не дает развиваться стационарному пограничному слою, тормозящему процессы тепло-и мае-, сообмена.

Интенсивное перемешивание топлива с воздухом, колебательное движение частиц топлива в зоне соударения потоков, турбулизация двухфазных потоков трубной решеткой и гидродинамическая нестационарность, реализуемые при. предлагаемом способе сжигания топлива, существенно интенсифицируют как процесс горения, так и теплообмен и проводят к уменьшению габаритов топки и конвектиЬных поверхностей котла.

На фиг. 1 предсч-авлека схема устансв- ки, в которой реализуется предлагаемый способ сжигания топлива; на фиг. 2-- разрез. А-А фиг. 1.

Установка предназначается преимущественно для сжигания мелкодисперсного твердого топлива и содержит каналы 1 для подвода в топку топлиповоздущной смеси, каналы 2 для подвода вторичного воздуха, форкамеры 3, каналы 4 для соединения форкамор 3 с основной топкой 5, трубы 6,

расположенные в топке 5, клапаны-пульсаторы 7, установленные в каналах 1 к 2, сервомоторы 8, командные аппараты Э, отводящие каналы Ю.

Установка работает следующим образом.

По каналам 1 и 2 Б форкамеры подво.дится топливовоздущная смесь и подогретый вторичный воздух. Из форкамер 3 по каналам 4 смесь топлива и воздуха подводится в топку 5, в котерой расположены Е попе« речном направлении охлаждающие трубы 6, служащие одновременно поверхностями нагрева парового котла. Трубы 6 могут быть расположены как в шахматном, так и в коридорном порядке.

Горение топлива происходит в межтруб- ном пространстве при соударении топливово душных . потоков. Подача топливовоздушной смеси осуществляе1ч2Я в импульсном режиме, достигаемом при помощи клапанов-пульсаторов 7, установленных в каналах 1 и 2. Клапаны-пульсаторы 7 приводятся в действие от сервомоторов 8, регулируемых командными аппаратами 9.

Охлажденные газы из зоны горения отводятся по каналам Ю и далее поступают в конвективные и хвостовые поверхности нагрева котла (на чертежах не показаны). За паровым котлом устанавливаются пылеуловители той или иной конструкции, например , циклоны, отделяющие от газов частицы золы и очищающего присадка. Охлаж-денные очищенные газы сбрасываются в атмосферу.

Эффективность предлагаемого способа сжигания топлива определяется высокой интенсивностью процессов теплообмена в зоне горения, уменьшением аэродинамическо- го сопротивления, мегаллоемкостк и габаритов, уменьшением потерь тепле от непо ьноты горения в окружающую среду, а также уменьшением загрязнения окружающей среды

Формула изобретения

Способ сжигания топлива, преимуществен- во твердого мелкодисперсного, во взвешеннок состоянии, путем подвода топливовоздушной смеси встречными соударяющимися струями с одновременным отводом тепла с помопи)Ю охлаждающей жидкости, циркулирующий в трубках отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сжиглиия при пизкотсзмпературиом рожимо горопин

и одновременной очисткой топочных I-H3OB ГГ

вредных примесей, струп подают ,спми с чистотой пул1 спции 5-1О Гн, .ч отвод топля осуществляют в зоне соуд, при pfi.-wмещенни труб перпендикулярно потокам соударшощихс.я струй. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Доброхотов В. И. Ослйвные направле- 5 ния в развитии котельной техники на ближайшую перспективу Теплоэнерг-егкка 1975, № 9, с. 3-4. 2. Авторское свидетельство № 486185, - 23 С 1/10. 1971.

Фиг./

в

W