Устройство для рециркуляции дымовых газов в воздуховод котла

 

Использование: в области энергетики на газомазутных котлах. Сущность изобретения: устройство монтируется на штатных дымоходе и воздуховоде котла в виде перепускного трубопровода с шиберной заслонкой, причем в дымоходе располагается входная горловина, выполненная в виде гиба, развернутого навстречу потоку дымовых газов, а в воздуховоде располагается специальный насадок, выполненный в виде гиба, направленного по ходу потока с радиусом кривизны меньшим диаметра перепускного трубопровода. Насадок имеет сквозную трубу, расположенную соосно воздуховоду, не выступающую за внешнюю поверхность гиба. Выходное сечение насадка имеет срез под углом 30^o к вертикальной плоскости поперечного сечения воздуховода. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к котельным агрегатам, не имеющим проектных систем подогрева дутьевого воздуха и систем циркуляции дымовых газов.

Известны конструкции устройств подогрева дутьевого воздуха: 1) за счет тепла дымовых газов в регенеративном теплообменнике с промежуточным твердым теплоносителем в виде пакетов гофрированных листов, например РВП; 2) за счет дымовых газов, пара или сетевой воды в рекуперативном трубчатом теплообменнике (калорифере) [1] Однако, в первом случае это громоздкое сооружение с электроприводом, вращающим насадку из гофрированных листов, имеющее низкую надежность, а во втором устройство, трубчатка которого по тракту дутьевого воздуха имеет высокое аэродинамическое сопротивление.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа горелочное устройство топки, содержащее осевой топливоподающий узел, вокруг которого установлена труба для подачи дымовых газов, имеющая эжектор с активным соплом и всасывающим патрубком. Струя жидкого топлива, вытекающая из форсунок, создает разрежение во всасывающем патрубке, через который эжектируются к форсунке дымовые газы из топки [2] Основным недостатком известного устройства является невозможность при указанной конструкции достичь больших значений коэффициента эжекции и степени повышения давления, а при сравнительно высоком аэродинамическом сопротивлении всасывающего патрубка это приведет к низким значениям степени рециркуляции дымовых газов.

Предлагаемое устройство представляет собой перемычку перепускной трубопровод с шиберной заслонкой (d_тр= 0,625·а), соединяющую дымоход с воздуховодом. Причем выпускной патрубок располагается в виде гиба, развернутого навстречу потоку дымовых газов. В воздуховоде (□a) располагается выпускной патрубок, развернутый по потоку дутьевого воздуха, обеспечивающий за счет его скоростного напора эжекцию дымовых газов через перепускной трубопровод.

Выпускной патрубок представляет собой гиб (d_тр= 0,625·а), имеющий радиус закругления меньше, чем диаметры трубы (d_тр), по оси которого, ориентированного по оси воздуховода, соосно располагается воздухоподводящая труба (d_вн= 0,25·а). Выходной срез выпускного патрубка скошен под углом 60^o к его оси. Регулирование степени рециркуляции дымовых газов осуществляется шиберной заслонкой на перепускной трубе.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается наличием в конструкции впускного патрубка, перепускного трубопровода и выпускного патрубка с центральной воздухоподводящей трубой, выходной срез которых скошен под углом 60^o к их оси, соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. энергетике и смежных областях (химической промышленности и металлургии) показывает, что конструкция насадки не имеет аналогов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство содержит перепускной трубопровод 1, имеющий шиберную заслонку 2, соединяющий штатные дымоход 3 котла и воздуховод 4. В дымоходе 3 на перепускной трубе размещается впускной патрубок 5, а в воздуховоде выпускной патрубок 6, имеющий центральную воздухопроводящую трубу 7. Устройство работает следующим образом.

Поток дутьевого воздуха, омывая выпускной патрубок 6, расположенный в воздуховоде 4, образует по его косому срезу вихревую область, благодаря которой по оси воздуховода 4 за выпускным патрубком 6 образуется область разрежения, вакуумметрическое давление в которой превышает разрежение в дымоходе 3. За счет положительного перепада давлений происходит подсос дымовых газов, а наличие выпускного патрубка 6 в дымоходе 3 улучшает забор дымовых газов за счет использования динамического напора потока. Далее по ходу дутьевого воздуха за выпускным патрубком 6 происходит его перемешивание с дымовыми газами.

Проведенные на модели экспериментальные исследования показывают, что в пересчете на реальные условия работы узла при температуре дутьевого воздуха 0^oC и температуре уходящих газов 180^oC степень рециркуляции составляет 10,8% а аэродинамическое сопротивление выпускного патрубка по дутьевому воздуху не превышает 945,0 Па.

Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества: 1. Высокую степень рециркуляции дымовых газов.

2. Простоту конструкции.

Анализ указанных преимуществ и результатов экспериментальных исследований предлагаемого технического решения показывает возможность его промышленного применения.

Формула изобретения

Устройство для рециркуляции дымовых газов в воздуховод котла, содержащее перепускной трубопровод, образованный прямолинейным участком, сопряженным под прямым углом с помощью гибов с впускным и выпускным патрубками, расположенными соответственно в дымоходе и воздуховоде котла, причем в полости выпускного патрубка по его оси расположена воздухоподводящая труба, отличающееся тем, что в прямолинейном участке установлен шибер, выходной срез выпускного патрубка скошен под углом 60^o к его оси, а противоположный срез воздухоподводящей трубы выполнен заподлицо с гибом.

РИСУНКИ

Рисунок 1