Котел с топкой кипящего слоя

 

Изобретение касается сжигания топлива и позволяет повысить экономичность и надежность работы. Котел стопкой кипящего слоя, имеющий призматическую камеру 1 7 8oi3yt сгорания со стенками, выполненными в виде газоплотных экранов 2, содержит расположенный внутри камеры 1 газоплотный двусветный экран 6, образующий с настенными экранами 2 циклонный сепаратор 7 с золоспускным щелевым каналом 8. В нижней части камеры 1 установлены воздухораспределительная решетка 4 с воздушным коробом 5 и топливные течки 3 подачи топлива , а двусветный экран 6 в этой части камеры 1 отклонен в сторону ее середины с образованием топочного отсека 9 и зольного отсека 10, в котором размещена теплообменная котельная поверхность 11. При этом в межтрубных перегородках 12 отклоненной части двусветного экрана 6 выполнены перепускные отверстия 13 с увеличивающимся по высоте живым сечением. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л 75 vj СП (Л О О 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ Ж „„1755008А1 (5!)5 F 23 С 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ...- ., .-:. ... ;..:-:2 ! (21 4836684/06.... сгорания со стенками, выполйенными в ви(22) 13,06.90 де газоплотных экранов 2, содержит распо(46)15.08.92. Бюл. МЗО ложенный внутри камеры 1 газоплотный (71) .Всесоюзный теплотехнический научно- . двусветный экран 6, образующий с настенисследовательский институт им. Ф.Э.Дзержин- ными экранами 2 цйклонный сепаратор 7 с о ского ... ;:.:, золоспускным щелевым каналом 8. В ниж(72)Р.Ю.Шакарян,И.И.Надыров,Р.А,Петросян, ней части камеры 1 установлены воздухоЕ.В,Щукин, А.Н;Медведицков, М.Я,Кацовскйй распределительная решетка 4 с воздушным и А;И.Курочкйн,....."-: коробом 5 и топливные течки 3 подачи топ(56) Патент США%4732118, .:, лива, а двусветный экран 6 в этой части кл. F 22 В 1/00, опублик. 1988..:: .: . камеры 1 отклонен в сторону ее середины с

Патент США М 4708092, ... .:: образованием топочйогд отсека 9 и зольнокл. F 22 В 1/00, опублик. 1987,:.: го отсека 10, в котором" размещена теплообменная котельная. поверхйость 11. При этом (54) КОТЕЛ СТОПКОЙ КИПЯЩЕГО СЛОЯ: ": в межтрубных перегородках 12 отклонен(57) Изобретенйе касается сжигания топли- ной части двусветного-экрана 6 выполнены ва и позволяет. повысить зкойомичность: и:. перепускййе отверстия 13 с- увеличйва надежность работы. Котел с топкой кипяще - щимся по высоте "живым" сечением. 4 з

ro слоя, имеющий призматическую камеру 1 ф-лы, 4 ил.

5. 0озду

1755008

Изобретение относится к технике сжигания"топлива и может быть использовано при сжигании твердого дробленого топлива в кипящем слое котельных агрегатов.

Известен котел с топкой классического 5 (пузырькового) кипящего слоя с расположен| ûìè в нем теплообменнймй поверхностями, сепаратором золы- уноса, охладителем золы, устройством для розжига„которые заключены в шарообраэныи сосуд под давлением. 10

Тепло из топки отводится с помощьа трубных пучков, погруженных в кипящий слой.

Недостатком данного технического ре шения является то, что указанные трубные пучки подвержены вибрации, высокотемпе- 15 ратурному эрозионному и коррозионному воздействиям материала"слоя, что снижает надежность работы котлоагрегата.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является котел с топкой кипящего слоя, содержащйй призматическую камеру сгорания со стенками, вйполненными в вйде газоплотйых" экранов. внутри указайной камеры располбжен газоплотный .двусветный экран, образующий с, настенными экранами циклонный сепаратор с золоспускным щелевым каналом.

В нижней части камеры установлены топпивная,течка и воздухораспределительная решетка с воздушным коробом. Кроме того, котел снабжей конвективной поверхностью нагрева, расположенной в конвективной в3ях е .", Недостатками известной конструкции являются ее невысокая экономичность, .обусловленная слабым перемешиванием - твердой фазы в зоне горения, а также малая надежность котла, связанная с воэможностью его шлакования в зойе горения вследствие появления температурных неоднородностей, Цель изобретения — повышение экономичности и надежности работы котла путем

;:.„- .,повышения качества сжигания и сйижения -;шлакования в зоне горения

Указанная цель достигается тем, что в

:..:котле "топкой кипящего слоя, содержа . 1цем призматическую камеру сгорания со —, с енками в виде газоплотных экранов, снабженную топливной течкой, воздухо, распределительной решеткой с воздушным коробом и газоплотным двусветным экраном, образующим с настенными экранами циклонный сепаратор с золоспускным каналом, и конвективную поверхность нагрева, двусветный экран в надслоевом пространстве отведен к середине камеры сгорания с примыканием к воздухораспределительной решетке и образованием зольного отсека, сообщающегося с камерой сгорания по20

50 средством йерепускных и выходных окон, выполненных в двусветном экране соответственно по высоте слоя и в надслоевом пространстве, причем конвективная поверхность нагрева размещена в зольном отсеке.

При этом указайные перепускные окна выполнены с увеличивающимся по высоте.

"живым" сечением, Камера сгорания снабжена дополнительной топлйвной течкой, размещенной в зольном отсеке. Камера сгорания может быть заклвчена в силовой корпус, снабженный патрубками ввода воздуха; расположейными в его верхней части. Воздушный короб воздухораспределительной решети может быть снабжен перегородкой с образованием автономных отсеков.

На фиг.1 представлена камера сгорания кипящего слоя, продольный разрез; на фиг.

2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фйг,1; на фиг.4 — камера сгорания с автономными воздушными отсеками, продольный разрез.

Котел содержит призматическую камеру 1 со стенками в аиде газоплотных экранов 2, снабженную топливной течкой 3, воэдухораспределительной решеткой 4 с воздушным коробом 5 и газоплотным двусветным экраном 6, образующим с настенными экранами 2 циклонный сепаратор 7 с золоспускным щелевым каналом 8. В нижней части камеры 1 двусветный экран 6отклонен к ее середине и разделяет камеру 1 сгорания на два отсека 9 и 10 (топочный и эольный). В образованном зольном отсеке

10 расположены теплообменная конвектйвная поверхность 11 и дополнительная топливная течка 3. В межтрубных перегородках 12 отклоненной части двусветного экрана 6 выполнены перепускные и выходные окна 13.

Камера 1 сгорания заключена в силовой корпус 14 с размещенными в его верхней части патрубками 15 и 16 соответственно подвода первичного и вторичного воздуха.

В верхней части камеры 1 соосно с циклонным сепаратором 7 расположено газовыпускное отверстие 17. Кроме того, в случае отсутствия силового корпуса 14 воздушный короб 5 может быть разделен с помощью перегородок 18 на два автономных отсека.

Котел работает следующим образом, Уголь подается через топливные течки 3 в камеру 1 сгорания, в нижнюю часть которой через воэдухораспределительную решетку 4 поступает первичный воздух. При работе камеры 1 под давлением ввиду роста плотности воздуха и газов по сравнению с атмосферными условиями происходит падение скоростей газов и воздуха в камере 1

1755008 при постоянном массовом расходе возду- перемешивания твердой фазы в камере 1 ха, определяемом условиями горения. сгорания и повышает продолжительность

Расход первичного воздуха, поступающе- слоя, Для обеспечения эффективного сгораго через воздухораспределительную ре- ния горючей массы угля в камере 1 сгорания шетку 4 в камеру 1, и сечение решетки 4 5 и улучшения равномерности массовой и . выбирают исходя из условия обеспечения температурной картины слоя при столь низинтенсивного выноса твердых частиц из ких скоростях газов в слое необходимо нижней зоны камеры 1 в верхнюю. Если в обеспечить равномерную и рассредоточен. условияхатмосферногокипящегослоя сочв- ную подачу топлива з зону горения. Для тание указанных факторов должно обеспе- 10 этого топочный 9 и зольный 10 отсеки снабчивать Скорость воздуха в нижней зоне жены отдельными топливными течками 3. камеры 1 5-9 м/с (режим работй котлов с Часть топлива, поступившего в зольный отатмосферным циркулирующим кипящим сек10,перемешиваетсясинертйымматерислоем),товусловияхдавления10атмдоста- алом и в таком "разбавленном виде точно обеспечения скорости 2-3 м/с. Эти 15 равномерно поступаета зону горения — отданные получены при испытаниях устайов- сек 9 через отверстия 13. ки с циркулирующим кипящйм слоем под Такая схема. топливоподачи оказывает йоложительное влияние и на йроцессторе- давлением.

В результате обеспечения описанных ния за "счет" предварйтельной термоподгоусловий поток продуктов сгорания со зйачи- 20 товки топлива перед подачей его в топочный тельным количеством твердой фазы выно- отсек 9. При температурах 500-600 С, котосится в верхнюю часть камеры 1 и попадает: рые устайавлива@тся "в зольном отсеке 10, всепаратор7,выполненныйввидегоризон- проиСходит разделенйе топлива на кокс и тального циклона..: .:... летучие. Осйовная доля летучих через"переПродукты сгорания при этом выводятся 25 пускные отверстия13 попадает в надслоеиз камеры T перпендикулярно плоскости вое пространство топочного отсека 9 чертежа через газовыпускнбе"отверСтие - камеры 1 сгорания, где сгорает в потоке

17, а твердые частицы золы-уноСэ через вторичйого воздуха . В нижнюю зону кипязолоспускной канал 8, образованнйй дву- щего слоя "тойочного отСека 9 попадают светным экраном 6 и внешним экраном 2, 30 только частйцы кокса, перемешанные с час поступают из воздушного короба 5. В тицами эолы-уноса. В целом это обеспечизольный отсек 10 через воздухораспреде- вает максимальное время пребывания лительную решетку 4 подается воздух с частиц в зоне горения и снижает недожог расходом;обеспечивающим скорости газов " "углерода в топке. Возможность использовав отсеке 10, поддерживающие режйм пу- 35 ния автономных воздушных отсеков короба зырькового псевдоожижения (U/U®<=2-3). 5 под топочным 9 и зольным 10 отсеками

Смесь воздуха с газами, образовавшимися позволяет регулировать режим работы кав эольном отсеке 10, поступает в топочный меры 1 при снижении нагрузки и выбирать отсек 9 через отверстия 13, выполненные в оптимальные С точки зрения теплообмена (в межтрубных перегородках 12 отклоненной 40 зольном отсеке 10) и аэродинамики (в топочасти экрана 6. Разница скоростей газов в чном отсеке 9) скорости газов; зольном 10 и топочном 9 отсеках создает. разную плотность кипящего слоя, и, как Сцельюподдержаниязаданногоизбытследствие, разные статические давления в ка окислителя на вйходе из топки в надслотопочном 9 и зольном 10 отсеках. За счет 45 евое пространство камеры 1 сгорания перепада давлений зола посредством пере- подводится вторичный воздух через сопла пускных отверстий 13 возвращается из 16. В зольном отсеке 10 расположены конзольногоотсека10вкипящийслойтопочно- вективные поверхноСти 11 нагрева. П и гоотс 9 о о сека 9 камеры 1 сгорания, при этом движениитвердойфазы поконтуру: камера ри достигается равномерный рассредоточен- 50 1 сгорания — циклон 7 — зольный отсек 10— ный переток частично охлажденной золй в топочный отсек 9 — камера 1 сгорания, выэольном отсеке 10 за счет съема тепла по- соконагретые твердые частицы используютверхностями 11, ся как промежуточный. теплоноситель, Для компенсации падения градиента отдающий тепло настенным экранам 2 и давления между топочным отсеком 9 каме- 55 конвективным поверхностям 11 нагрева, в ры 1 и зольным отсеком 10 по высоте кипя- которых вырабатывается пар заданных пащего слоя отверстия 13 в межтрубных раметров. перегородках 12 двусветного экрана 6 вы- Применение изобретения позволяет полнены с увеличивающимся по высоте значительно улучшить условия работы каме"живым" сечением, что улучшает условия вы сгорания кипящего слоя, что приводит к

1755008 повышению экономичности и надежности работы котлоагрегата в целом.

Формула изобретения

1. Котел с топкой кипящего слоя, со- 5 держащий призматическую камеру сгораййя со стенками в виде газоплотных экранов, снабженную конвективной поверхностью нагрева, топливной течкой, воздухораспределительной решеткой с воз- 10 душным коробом и газоплотным двусветным экраном, образующим с настенными экранами циклонный сепаратор с золоспускным каналом, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения экономичности и 15 надежности путем повышения качества сжигания и снижения .шлакования, двусветный экран в надслоевом пространстве отведен к середине камеры сгорания с примыканием к воздухораспределительной 20 решетке и образованием зольного отсека, сообщающегося с камерой сгорания посредством перепускных и выходных окон, выполненных в двусветном экране соответственно по высоте слоя и в надслоевом пространстве, причем конвективная поверхность нагрева размещена в зольном отсеке.

2. Котел по и. 1, отличающийся тем, что перепускные окна в двухсветном экране выполнены с увеличивающимся по высоте "живым" сечением.

3. Котел по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что камера сгорания снабжена дополнительной топливной течкой, размещенной в зольном отсеке.

4. Котел по пп, 1 — 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что камера сгорания заключена в силовой корпус. снабженный патрубками ввода воздуха, расположенными в его верхней части.

5. Котел по пп.,1 — 3, отл и ч а ю щи йс я тем, что воздушный короб воздухораспределительной решетки снабжен перегородкой с образованием автономных отсеков.

1755008

Составитель Э.Машарова

Техред М.Моргентал

Корректор Н.ТУпица

Редактор А.Огар

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

Заказ 2880 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4!5