Аэрофонтанная топка

 

Изобретение касается сжигания твердых топлив и может быть использовано в теплоэнергетике с целью повышения качества сжигания топлива. В камеру 1 воспламенения по патрубку 8 подают нагретое до температуры воспламенения топливо, а по патрубку 9 - воздух. В разгонно-транспортном участке 2 происходит разгон частиц топлива, после чего они поступают в камеру 3 сгорания, где установлен стабилизатор горения в виде отбойного листа 4, вертикальных радиально расположенных пластин 5 и наклонных жалюзи 6. Продукты сгорания удаляются через камеру 7 и патрубок 10. Угол наклона жалюзи 6 к горизонтали равен 15 - 40°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 !. 23 С 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ИР

Фиг 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТБТ

Г!О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4618893, 24-06 (22) 23.12.88 (46) Or.! 2.90. Вюл. ¹о 45 (71) . осударственный научно-иссл давательский энергетический институт им. Г.М. Кржи>:<ановского и Предприятие

«10жтехэнерго» Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «Союзтехэнерго» (72) A.В. Перепелкин, В.Г. Синякевич,,7!.П. Вайнп тейн и М.Р.. Валюжинич (53) 662.939 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1015183, кл. F 23 С !1/02, 1983. (54) АЗРОФОНТАННЛЯ ТОПК7 (57; Изобретение касается сжигания тверды::: гоплив и может быть использовано в теплоэнергетике с целью повы,пения качеств=:. сжигания топлива. В камеру 1 воспламе::ения по патрубку 8 подают нагретое до темг ратурь*. воспламенения топливо, d no га",ðóáêó 9 — воздух. В разгонно-транспортном участке 2 происходит разгон : астиц топлива, после чего они поступают в камсру 3 сгорания где установлен стабилизатоп горения в виде отбойного листа 4, вертикальных радиально расположеннь;х пластин 5 и наклонных жалюзи 6. Продукты сгорания удаляются через камеру 7 и патрубок 10. Угол н аклона жалюзи 6 к горизонтали равен 5 — 40 ., з.г:. ф-лы, 3 ил.

I Ь121/5

Изобретение относится к области сжигания твердых топлив и может быть использовано в тепловой энергетике как самостоятельная топка, либо как первая ступень сжигания твердого топлива в энергетических котлах.

Цель изобретения — повышение качества сжигания путем увеличения времени пребывания полифракционного топлива в камере сгорания.

На фиг. 1 изображена аэрофонтанная топка; на фиг. 2 — стабилизатор горения, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 2.

Аэрофонтанная топка содержит камеру 1 воспламенения, соединенную разгоннотранспортным участком 2 с камерой 3 сгорания, в верхней части которой размещен стабилизатор горения, установленный с перекрытием поперечного сечения камеры 3.

Стабилизатор выполнен в виде отбойного листа 4 и радиально расположенных ребер 5, закрепленных с одной стороны на отбойном листе 4, а с другой — на стенке камеры 3 сгорания, причем между ребрами

5 расположены пластины 6, установленные наклонно от оси топки к периферии с образованием жалюзийной решетки. Предпочтительный угол наклона пластин 6 к горизонтали равен 15 — 40 .

Кроме того, топка содержит камеру 7 отвода продуктов сгорания, патрубки 8 и 9 соответственно подачи топлива и воздуха„ подключенные к камере 1 воспламенения, а также патрубок 10 отвода продуктов сгора ния.

Топка работает следующим образом.

В камеру 1 воспламенения по патрубку

8 подают нагретое до температуры воспламенения топливо, а по патрубку 9 -- воздух. Наиболее крупные фракции топлива, у которых скорость витания примерно равна или больше скорости транспортирующей среды, накапливаются в камере 1 воспламенения. Здесь происходит их возгорание и истирание в аэрофонтанирующем слое камеры 1 воспламенения, организуемом за счет подачи дутьевого воздуха в нижнюю часть, Наличие горящих крупных фракций топлива в камере l воспламенения интенсифицирует процесс воспламенения более мелких частиц. По мере выгорания горючей массы крупных фракций, их дробления и истирания они выносятся из камеры 1 воспламенения. В разгонно-транспортном участке

2 происходит разгон частиц топлива до скоростей, необходимых для обеспечения устойчивого аэрофонтанирования в объеме камеры 3 сгорания. Несмотря на то, что время пребывания частиц топлива в разгонно-транспортном участке 2 мало, процесс горения в этой зоне продолжается. Практически здесь происходит выгорание пылевидиых частиц топлива, время горения которых

50 соизмеримо с временем пребывания в разгонно-транспортном участке 2. ,-Приобретая необходимую скорость в разгонно-транспортном участке 2, частицы выносятся в камеру 3 сгорания. За счет увеличения сечения топочного тракта по ходу потока снизу вверх скорость его падает. Наименьшее значение последней в вертикальной цилиндрической части камеры 3. Вследствие снижения скорости потока наиболее крупные частицы топлива затормаживаются, их скорость гасится, и они могут снова возвратиться в коническую часть топки либо оказаться на выходе из разгонного участка 2. Попав снова в область высоких скоростей потока„ частицы выносятся в зону активного горения и т.п. — происходит циркуляция частиц. По мере выгорания и истирания частицы топлива уменьшаются в размерах и выносятся потоком к стабилизатору горения. Частицы, поднимающиеся в ядре потока, ударяются об отбойный лист 4 стабилизатора, теряют свою скорость и под действием газового потока приобретают радиальное направление движения к периферии топки, т.е. в зону опускногс движения частиц топлива. Площадь поперечного сечения отбойного листа 4 составляет 10 — ЗОЯ поперечного сечения камеры 3 сгорания. Когда частицы материала ударяются о наклон— ную поверхность пластин 6 жалюзи, то наиболее крупные частицы теряют свою скорость и получают направление движения после удара (фиг. 3), в результате которого отскакивают к периферии топки, т.е, в зону опускного движения частиц топлива.

Размещение пластин 6 под углом наклона к горизонтали 15 — 40 таким образом, что при отражении частица отбрасывается к периферии камеры 3 сгорания, т.е. в зону опускного движения, увеличивает время пребывания частиц топлива в топке, что приводит к их более полному выгоранию. Частицам, которые попадают в пространство между пластинами 6 жалюзийной решетки, потоком газа также придается направление движения к периферии топки, и если их скорость витания меньше скорости потока газа у стенки топки, они поступают в камеру

3 сгорания. Отсюда с какой бы частью элементов стабилизатора горения ни соприкасались вылетающие из камеры 3 сгорания частицы, они по направлению движения сориентированы к периферии камеры 3 сгорания, т.е. в зону опускного движения. Это увеличивает время пребывания материала в объеме а ппарата и, соответственчо, способствует снижению механической теплоты сгорания в зоне на выходе из топки.

Если стабилизатор выполнен не в виде отбойного листа 4, а, например, в виде перевернутого конуса, то частица после соударения с конусом имеет вертикальную составляющую скорости, .направленную вверх. Это

161

5 способствует эвакуации частицы из объема камеры 3 сгор" íèÿ и, соответственно, снижению времени пребывания материала в объеме камеры 3.

Если площадь отбойного листа 4 меньше 10% поперечного сечения камеры 3 сгорания, то этого недостаточно ля перекрытия ядра фонтана, т.е. зоны максимальных скоростей газовзвеси, что способствует выносу частиц из камеры 3 сгорания в камеру

7 отвода продуктов сгорания и далее из топки и, соответственно, снижению времени пребывания материа: à в объеме камеры 3.

Если площадь поперечного сечения mбойного листа 4 больше 30% поперечного сечения камеры 3. то возрастает сопротивление этого у:,астка, что приводит к нарушению режима устойчивости фонтанирования в аппарате.

Если к отбойному листу 4 не присоединены наклонные GT центра к периферии пластины б, то те частицы, которые при движении газовззеси не попадают на отбойный лчст 4, свободно вьносятся из зоны горения. Это приводит к уменьшению времени пребь;вания материала в объеме камеры 3 сгорания.

Если угол наклона пластин б больше

40, то при отражении частицы ориентигованы в камеру 7 отвода продукгов сгорания, что способствует увеличению их выноса

2175 из аппaðàòà и, соответственно, уменьшению времени пребывания материала в объеме камеры 3 сгорания. Если угол наклона пластин б меньше 15, то возрастает сопротивление этого участка, что способствует нарушению режима устойчивого фонтанкрования з аппарате.

Формула изобретекия

10 1. Аэрофонтанная топка, содержа ща я камеру воспламенения, соединенную разго. но-транспортным участком с камерой сгорания, в верхней части которой размещен стабилизатор горения, установленный с перекрытием поперечного сечения камер;.=;. отличающаяся тем, что, с целью повыпения качества сжигания путем увеличения времени пребывания полифракционного топлива в камере сгорания, стабилизатор горения выполнен в виде отбойного листа и

Zo радиально расположенных ребер. закрепленных с одной стороны на отбойном листе, а с друго"; — на стенке камеры сгорания, причем .-.".ея,y ребрами расположены пластины, установленные наклонно от оси топки к перифеони с образованием жалюзийной решетКИ

2. Топка по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклона пластин к горизонтали равен

1 о — -4 0 .

1612l75

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород, ул. Гагарина, 10l

Редактор В. Данко

Заказ 3825

Составитель И. Лысков

Тсхред А. Краину Корректор,Л. Патай

Тираж 454 Подписное