Топка Советский патент 1982 года по МПК F23C5/32 

(54) ТОПКА

Изобретение относится к конструкциям устройств для сжигания топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях. Известны топки, содержащие вертикальную призматическую камеру сгорания, на противоположных стенках которой поярусно установлены группы горелок 1. Недостатком данного устройства является пониженная эффективность вследствие несовершенства аэродинамики связанного с соударением в центральной зоне камеры сгорания встречных струйных потоков, что ухудшает сгорание топлива. Известна также топка, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания, на противоположных стенках которой поярусно с наклоном вниз установлены группы горелок, оси которых в каждой группе направлены тангенциально к своему условному вертикальному телу вращения 2. В данном устройстве создается аэродинамика нескольких вихрей и спутных им потоков, ликвидируется соударение струй, расположенных друг против друга горелок, рассредотачивается ядро горения. Однако выход части продуктов горения из нижней части топки осуществляется вертикально вверх в межструйных пространствах смежных по горизонтали горелок, что приводит к недожогу топлива и снижению эффективности. Цель изобретения - повышение эффективности путем улучшения сгорания топлива. Это достигается тем, что горелки в каждой группе расположены со смещением в одном горизонтальном направлении относительно горелки вышележащего соседнего яруса на шаг, равный (0,8-1,2), где А - ширина стенки камеры сгорания, на которой размещены горелки, а п - количество горелок, установленных на этой стенке. Кроме того, угол наклона вниз горелок может быть выполнен возрастающим в направлении снизу вверх от яруса к ярусу на 5-25°, а шаг между ярусами горелок может быть выполнен увеличивающимся по направлению снизу вверх. На фиг. 1 изображена топка, горизонтальный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Топка содержит вертикальную призматическую камеру 1 сгорания, на противоположных стенках 2 и 3 которой поярусно с наклоном вниз установлены группы горелок 4-6, 7-9, 10-12 и 13-15, оси которых в каждой группе направлены тангенциально к своему условному вертикальному телу вращения. Горелки 4-6, 7-9, 10-12 и 13- 15 в каждой группе расположены со смещением в одном горизонтальном направлении относительно горелки вышележащего соседнего яруса на щаг S, равной (0,8-1,2)-, где А - ширина стенки 2 или 3 камеры 1 сгорания, на которой размещены горелки 4- 9 и 10-15, п - количество горелок 4-9 или 10-15, установленных соответственно на стенках 2 и 3. Угол оС наклона вниз горелок 4-15 выполнен возрастающим в направлении снизу вверх от яруса к ярусу на 5-25°, т. е. . Шаг (h) между ярусами горелок 4, 9, 12, 13, 5, 8, 11, 14 и 6, 7, 10, 15 выполнен увеличивающимся снизу вверх, т. е. . Топка работает следующим образом. Топливо-воздущная смесь вводится наклонно вниз через горелки 4-15 в камеру 1 сгорания, где образуется два вертикальных вихря, в которых топливо сгорает. Образующиеся дымовые газы из нижней части камеры 1 сгорания в верхнюю движутся по спиральной траектории, в основном около стен 2, 3, 16 и 17 камеры 1 и между вихрями. Как показали исследования, смещение горелок 46, 7-9, 10-12 и 13-15. каждой группы в одном горизонтальном направлении относительно горелки вышележащего соседнего яруса на шаг S, равный (0,8-1-2), оптимизирует выход продуктов из нижней части камеры 1 сгорания, обеспечивает устойчивую аэродинамику в топке и увеличивает время пребывания топлива в ней, что улучшает сгорание топлива, повышая при этом эффективность. Удлинению траектории и времени пребывания газов в нижней части камеры 1 сгорания способствует также то, что угол наклона вниз горелок Л выполнен возрастающим в направлении снизу вверх, от яруса к ярусу на 5-25°. Выполнение шага h между ярусами горелок 4-15, увеличивающийся по направлению снизу вверх. обеспечивает сохранение тангенциальной составляющей скорости топочных газов на больщей высоте камеры 1 сгорания, что также способствует улучщению сгорания топлива и к тому же снижает сернокислотную активность Продуктов горения. Наибольщий эффект в данной топке достигается при образовании группами горелок 4-6, 0-12 и 7-9, 13-15 вертикальных вихрей (в данном случае двух) с противоположным направлениегл вращения и при смещении горелок, составляющих указанные группы, на горизонтальный шаг S в направлении вращения соответствующего вихря. Формула изобретения 1. Топка, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания, на противоположных стенках которой поярусно с наклоном вниз установлены группы горелок, оси которых в каждой группе направлены тангенциально к своему условному вертикальному телу вращения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения сгорания топлива, горелки в каждой группе расположены со смещением в одном горизонтальном направлении относительно горелок вышележащего соседнего яруса на шаг, равный {0,8-1,2)-, где А - ширина стенки камеры сгорания, на которой размещены горелки; п - количество горелок, установленных на этой стенке. 2. Топка по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклона вниз горелок выполнен возрастающим в направлении снизу вверх от яруса к ярусу на 5-25°. 3. Топка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что шаг между ярусами горелок выполнен увеличивающимся по направлению снизу вверх. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе . Хзмалян Д. М. и др. Теория горения и топочные устройства. М., «Энергия, 1976, с. 427-428. 2. Авторское свидетельство СССР по здявке № 2823478/24-06, кл. F 23 С 5/32, 1979.