Паровой котел Советский патент 1982 года по МПК F23C5/24 

(54) ПАРОВОЙ КОТЕЛ

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для генерации пара при сжигании немолотого топлива.

Известна конструкция парового котла, содержащего топку с окном для выхода топочных газов, расположенным в нижней ее части 1.

Недостатком данного котла является низкая экономичность работы при сжигании непылевидного топлива.

Известна также конструкция парового котла, содержащего топку, снабженную в верхней части горелками, а в нижней - окном для выхода топочиых газов с размещенными в нем лопатками, наклоненными к заднему скату пода топки, и подключенный к окну конвективный газоход 2.

Недостатком указанного котла является низкий КПД сжигания немолотого топлива и высокие затраты на подготовку топлива к сжиганию, связанные с необходимостью его предварительного измельчения.

Цель изобретения - повыщение КПД сжигания и снижение затрат на подготовку топлива.

Указанная цель достигается тем, что лобовые кромки лопаток расположены в плоскости, перпендикулярной заднему скату пода топки, а между скатами пода топки и в газоходе за лопатками установлены группы сопел для подачи вторичного воздуха, причем оси сопел первой группы направлены

5 вверх и вдоль переднего ската пода топки, а второй группы - вдоль пода газохода в сторону окна для выхода тоночных газов.

На фиг. 1 представлен предлагаемый котел, продольный разрез; на фиг. 2 - окно для выхода топочных газов, вид со стороны топки.

Паровой котел содержит топку 1, снабженную в верхней части горелками 2, а в нижней - окном 3 для выхода топочных

газов с размещенными в нем лопатками 4, наклоненными к заднему скату 5 пода топки 1, и подключенный к окну 3 конвективный газоход 6. Лобовые кромки 7 лопаток 4 расположены в плоскости, перпендикулярной заднему скату 5 пода топки 1, а между скатами пода топки 1 и в газоходе 6 за лопатками 4 установлены группы сопел для подачи вторичного воздуха, причем оси сопел первой группы 8 направлены вверх и вдоль переднего ската 10 пода топки 1, а второй группы 9 - вдоль пода 11 газохода 6 в сторону окна 3 для выхода топочных газов. Паровой котел работает следующим образом. Немолотое топливо в смеси с воздухом подается в топку 1 через горелки 2, где воспламеняясь, горит в факеле, который направляется к окну 3 для выхода топочных газов. Через сопла 8 в топку 1 подается вторичный воздух, который вдоль переднего ската 10 поднимается к горелкам 2, взаимодействуя с выходящей из них струей топливо-воздущной смеси. При выходе из горелок крупные частицы топлива, скорость витания которых велика, опускаются через поток горячих топочных газов к воздушных соплам 8, подсущиваясь и термодробясь. Там, попадая в струю вторичного воздуха, воспламеняются и горят, образуя восходящую к горелкам 2 ветвь факела. Мелкие и средние частицы топлива горят в вертикально нисходящей к окну 3 ветви факела. Частицы топлива, не успевшие выгореть в этой ветви факела, в потоке топочных газов поступают в окно 3, перед которым этот поток топочных газов разворачивается вдоль заднего ската 5 пода топки 1 на угол, изменяющийся по высоте окна 3 от 180 до 180-J, приобретая большую неравномерность скоростей в этом сечении (самые большие скорости поток имеет у пода ткани топки 1). Причем с увеличением угла ct; - угла наклона заднего ската 5 пода топки 1 к горизонту, эта неравномерность скоростей потока по высоте окна 3 увеличивается, а последовательно возрастает и неравномерность концентрации несгоревших частиц топлива в потоке топочных газов по высоте окна 3 в этом сечении. Самую высокую концентрацию частиц поток будет иметь у пода топки 1-. Часть частиц при развороте потока на угол 180- оС под действием сил инерции и гравитации начнет сепарироваться на под топки 1. Развернувшись вдоль заднего ската 5 пода топки 1, поток топочных газов поступает на лобовые кромки 7 лопаток 4, установленных под острым углом «AI к заднему скату 5 пода топки 1, повторно при этом разворачиваясь. Этот угол разворота обеспечивается углом оС установки лопаток 4 относительно заднего ската 5 пода топки 1 и углом л наклона к последнему плоскости лобовых кромок 7 лопаток 4, причем максимальный по величине угол разворота потока при вхо де на лопатки 4 обеспечивается при 90° и угле cti 25-35°, который выбирается с учетом максимально допустимого сопротивления проходного сечения 3. При повторном развороте потока лопатками 4 из него на задний скат 5 пода топки 1 и на под 11 газохода 6 сепарируются оставшиеся в нем несгоревшие частицы топлива. Там они попадают в струю вторичного воздуха, который подается через воздушные сопла 9 в направлении к окну 3 и этой струей вдоль нода 11 газохода 6 и затем вдоль заднего ската 5 пода топки 11 подаются в выходящую из сопла первой группы 8 струю вторичного воздуха, в которой они продолжают выгорать, поднимаясь к горелкам 2. В результате взаимодействия поступающей из горелок 2 топливо-воздушной смеси и вторичного воздуха образуется восходящая к горелкам 2 ветвь факела, нисходящая вдоль заднего экрана, и вихревая зона факела с горизонтальной осью вращения, которая располагается в центре топки 1. Частицы топлива, не успевшие выгореть из-за своих достаточно больших размеров в нисходящей ветви факела, сепарируются в процессе двухступенчатой сепарации на задний скат 5 пода топки I, попадая затем в восходяндую ветвь факела, они полностью выгорают в процессе многократной циркуляции в вихревой зоне факела. Таким образом то, что лобовые кромки лопаток расположены в плоскости, перпендикулярной заднему скату пода топки, а между скатами пода топки и в газоходе за лопатками установлены группы сопел для подачи вторичного воздуха, причем оси сопел первой группы направлены вверх и вдоль переднего ската пода топки, а второй группы - вдоль пода газохода в сторону окна для выхода топочных газов, позволяет повысить КПД сжигания и снизить затраты на подготовку топлива. Формула изобретения Паровой котел, содержащий топку, снабженную в верхней части горелками, а в нижней - окном для выхода топочных газов с размещенными в нем лопатками, наклоненными к заднему скату пода топки, и подключенный к окну конвективный газоход, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД сжигания и снижения затрат на подготовку топлива, лобовые кромки лопаток расположены в плоскости, перпендикулярной заднему скату пода топки, а между скатами пода топки и в газоходе за лопатками установлены группы сопел для подачи вторичного воздуха, причем оси сопел первой группы направлены вверх и вдоль переднего ската пода топки, а второй группы - вдоль пода газохода в сторону окна для выхода топочных газов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кроль Л. Б., Розенгауз И. Н. Конструктивные элементы мощных котельных агрегатов. М., «Энергия, 1976, с. 128-129. 2.Патент ФРГ № 1218650, кл. 24 В 8, опублик. 1966.