Топка

 

Использование: сжигание преимущественно твердого топлива на тепловых электростанциях . Сущность изобретения: на боковых стенках 2 призматической камеры 1 сгорания размещены пары вертикальных рядов сопл 3 аэросмеси, установленных горизонтально и тангенциально к поверхности условного вертикального тела вращения, и патрубков 4 вторичного воздуха , параллельных в плане соплам 3. В рядах всех пар сопла 3 и патрубки 4 расположены

, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИ

К АВТОРСКОМУ С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4874111/06 (22) 15.10.90 (46) 30.07,92. Бал. М 28 (71) Московский энергетический институт (72) В.И.Черняев (53) 662.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 787782, кл. F 23 С 5/ОО, 1978.

Авторское свидетельство СССР

f41218246, кл. F 23 С9/08, 1985.

Патент Польц)и М 128359, кл. F 23

1/00, опублик. 1 985.

„„Я2,, 1751596 А1 (я)э F 23 С 5/32, 5/28 (54) ТОПКА (57) Использование: сжигание преимущественно твердого топлива на тепловых электростанциях. Сущность изобретения: на боковых стенках 2 призматической камеры сгорания размещены пары вертикальных рядов сопл 3 аэросмеси, установленных горизонтально и тангенциально к поверхности условного вертикального тела вращения, и патрубков 4 вторичного возду0 ха, параллельных в плане соплам 3. В рядах всех пар сопла 3 и патрубки 4 расположены

1751596 поярусно на одном уровне с зазором 5. Все патрубки 4 установлены с наклоном вниз от горизонтальной плоскости. По выходе в камеру 1 аэросмесь движется в каждом ярусе вначале горизонтально, не смешиваясь на начальном участке развития факела с вторичным воздухом, Поддержание повышенных значений со6тношения топлива и воздуха в корневых зонах отдельных факелов до слияния их в общий вихревой факел способствует торможению процесса перехода топливного азота в Оксиды азота, Закрутка газов вокруг вертикальной оси топки в глубине камеры 1 вызывает вовлечение пыли в Вихрь. Поскольку потоки вторичного

Изобретение относится к сжйганию преимущественно твердого топлива и может быть использовано на теплбвых электPOCÔÇНЦИЯХ;Известны топки, содержащие вертикальную призматическую камеру сгорания, на боковых стенах которой размещены пары вертикальных рядов соответственно сопл аэросмеси и патрубков вторичного воздуха, причем в рядах всех пар сопла и патрубки расположены поярусно на одном уровне и с зазором.

Недостатками известных топок, в которых сопла и патрубки в смежных рядах установлены под углом навстречу друг к другу в горизонтальной плоскосм, являются пониженная экономичность сжигания, обусловленная затягивайием воспламенения смеси, а также высокое содержанйе в продуктах сгорания оксидов азота вследствие усиленного подмешивания в корневую зону факелов сразу всей массы необходимого для горения воздуха.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является топка, содержащаяя вертикальную призматическую камеру сгорания, на боковых стенах которой размещены пары вертикальных рядов соответственно сопл аэросмеси, установленных горизонтально и тангенциально к поверхности условного вертикального тела вращения, и патрубков вторичного воздуха, параллельных в плайе фазайным сбйлам, Ифичем в рядах всех пар сопла и патрубков расположены поярусно на одном уровне и с зазором.

Однако качество сжигания топлива в данной топке недостаточно высоко. Это связано с тем, что одно направление движения аэросмеси и вторичного воздуха не позво-! воздуха, введенные в топку через патрубки

4 верхнего яруса, соскальзывают вниз, минуя пылевые потоки этого яруса, горение топлива, выходящего в топочный обьем Ф3рез сопла 3 верхнего яруса, превосходит в восстановительной атмосфере при коэффициенте избытка воздуха, меньшем, чем в нижней зоне факела, где сгорает примерно

75, всего топлива. Образующиеся в верхней восстановительной зоне факела продукты неполного сгорания восстанавливают часть образовавшихся в нижней части факела NO до молекулярного азота. 1 з.п,ф-лы, 2 ил. ляет получить высокую относительиую скорость движения топливных частиц в зоне активного горения, Кроме того, процесс горения сопровождается значительным выхо5 дом оксидов азота, количютво которых к выходу из топки нарастает из-за отсутствий возможностей эффективного восстановления образовавшихся N0 до молекулярного азота й2 непосредственно топочными сред10 ствами, Цепь изобретения — повышение качества сжигания.

Поставленная цель достигается тем, что в топке, содержащей вертикальную призма15 тическую камеру сгорания, на боковых стенках которой размещены пары вертикальных рядов соответственно сопл аэросмеси, установленных горизонтально и тангенциально к поверхности условного вертикального те20 ла вращения, и патрубков вторичного воздуха, параллельных в плане указанным соплам, причем в рядах всех пар сопла и патрубки расположены поярусно на одном уровне и с зазором, все патрубки вторично25 ro воздуха установлены с наклоном вниз от горизонтальной плоскости, а угол намина верхних патрубков в рядах может быть 6ольше угла наклона остальных патрубков, Известны топки, на боковых стенках ко30 торых поярусно расположены наклоненные вниз от горизонтальной плоскости патрубки, обьединные в вертикальные ряды, что сходно с отличительным признаком предлагаемого решения, в котором патрубки вто35 ричного воздуха в вертикальных рядах установлены с наклоном вниз от горизонTGJlbHoA плоскости.

Сопоставление свойств известной и предлагаемой топок показывает следую40 щее. Наклон патрубков вниз в известной

1751596 топке поЗволяет удлинить траектории пылевоэдушных струй и обеспечить в целом низкую посадку факела в топочном обьеме, Отмеченный эффект сохраняется и в предлагаемом решении однако в последнем при наличии пар вертикальных рядов горизонтальных сопл аэросмеси и наклоненных вниз патрубков вторичного воздуха появляются также дополнительные свойства. Эти свойства связаны с качественно новым механийчбм перекрестно скользящего взаимодействия пылевыми и воздушных потоков в вертикальной плоскости, обеспечивающим большую турбулизацию факела и нестационарный режим движения угольных частиц при перемене их направления, а также с образованием в верхней части активной зоны факела газов-восстановителей, восстанавливающих образовавшиеся на более низких уровнях в топке NO до молекулярного азота Nz, Таким образом, присутствие в данной топке известного, но нового для данной совокупности отличительного признака дает возможность получить сверхсуммарный эффект, На фиг. 1 изображена топка, поперечный разрез; на фиг. "— разрез А-А на фиг.

1.

Топка содержит вертикальную призматмческую камеру 1 сгорания, на боковых стенках 2 которой размещены пары вертикальных рядов сопл 3 аэросмеси, установленных горизонтально и тангенциально к поверхности условного вертикального тела вращения, и патрубков 4 вторичного воздуха, параллельных в плане соплам 3. В рядах всех пар сопла 3 и патрубки 4 расположены поярусно на одном уровне с, зазором 5. Все патрубки 4 установлены с наклоном вниз от горизонтальной плоскости, Величина углов наклона вниз для патрукбов 4 разных ярусов может быть одинаковой или разной.

Целесообразно величииуэтого угла для верхних патрубков 4 в рядах принимать большей, чем для нижерасположенных патрубков 4 и равной 20-25, Величину угла. наклона всех остальных патрубков 4 рекомендуется выбирать равной 12-17 . Сопла 3 (пвтрубки 4) в рядах могут устанавливаться с одинаковым вертикальным шагом между ярусами (фиг,2) или разным. Камера 1 сгорания снабжена также патрубками 6 третичного воздуха, расположенными выше верхнего яруса сопл 3 и патрубков 4.:

Топка работает следующим образом, Ааросмесь в виде угольной пыли и первичного воздуха подают через сопла 3, вторичный,воздух — через патрубки 4. flo аых<ще в камеру 1 аэросмесь движется в каждом ярусе вначале горизонтально, не смешиваясь на начальном участке развития факела с вторичным воздухом благодаря наличию зазоров 5 между соплами 3 и патрубками 4, На этом участке происходит возгонка, воспламенение и сгорание летучих, а также вОспламенение пыли, Поддержание повышенных значений соотношения топлива и воздуха в корневых-зонах отдель50 ных факелов до слияния последних в общий вихревой факел, способствует торможению процесса перехода топливйого азота в оксиды азота JO<. Закрутка газов вокруг верти55

40 кальной оси топки вызывает по мере продвижения пыли в глубь камеры 1 вовлечение ее в вихрь. При этом пылевые частицы, поступившие в топочный объем через сопла 3 первого-третьего ярусов, попадают в потоки вторичного воздуха, вводимые через патрубки 4 первого-четвертого ярусов, интенсивно смешиваются с этим воздухом, одновременно изменяя направление своего движения с горизонтально о на наклоненное вниз, и сгорают а нижней зоне вихревого факела при коэффициенте избытка воздуха в ней, равном 0,85-1,0. Потоки вторичного воздуха, введенные в топку через патрубки

4 верхнего яруса, соскальзывают вниз, минуя пылевые потоки этого яруса, поэтому горение топлива, выходящего в топочный объем через сопла 3 верхнего яруса, происходит в восстановительной атиосфе ж при коэффициенте избытка воздуха, меньшем, чем в нижней зоне факела, где сгорает примерно 75 / всего топлива. Образующиеся в верхней восстановительной зоне факела продукты неполного сгорания (CO, Н2 и др.) восстанавливают часть образовавшихся в нижней части факела NO до молекулярного азота Ng, поэтому общее количество оксидов азота NO< на выходе из топки меньше, чем в активной зоне факела. Выше восстановительной зоны факела в топку через патрубки 6 подается третичный воздух в количестве 15-20 от теоретически необходимого для горения. Этот воздух служит для дожигания непрореагировавших с NO npoдуктов неполного сгорания.

Таким образом, данная топка позволяет повысить качество сжигания за счет интенсификации горения основной массы топлива в нижней вихревой зоне факела, а также эа счет снижения выбросов в атмосферу оксидов азота путем восстановления части образующихся в топке NO до молекулярного азота Nz.

Формула изобретения

1. Тспка, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания, на боко1751596 вых стенках которой размещены пары вертикальных рядов соответственно сопл азросмеси, установленных горизонтально и тангенциально к поверхности условного вертикального тела вращения, и патрубков 5 вторичного воздуха, параллельных в плане соплам, причем в рядах всех пар сопла и патрубки расположены поярусно на одном уровне и с зазором,, отл и ч а ю ща я с я тем, что, с целю повышения качества сжигания, все патрубки установлены с наклоном вниз от горизонтальной плоскости, 2.Топкапоп,1,отличающаясятем, чтоугол наклона верхних патрубков в рядах больше угла наклона остальных патрубков, Tpemuyuaru

8щ, ф цуууц

Фросме

Составитель В.Черняев

Редактор М.Петрова ТехредМ,Моргентал Корректор Н,Король

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2684 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5