топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое

Формула изобретения

Топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое, состоящая из узкой, подвижной колосниковой решетки, имеющей наклон к горизонту, расположенного внутри решетки секционированного дутьевого короба первичного воздуха, системы вторичного дутья и, расположенной с обеих сторон вдоль и выше верхней ветви полотна решетки, панели охлаждения, отличающаяся тем, что наиболее отстоящие по высоте от верхней ветви колосниковой решетки две трубы панели охлаждения, проходящие вдоль стен топки, разнесены относительно друг друга и между ними установлена труба с рядом отверстий, обращенных внутрь топки, через которые подается часть первичного воздуха перпендикулярно основному потоку воздуха, подаваемого из-под верхней ветви полотна решетки, вторичный воздух подается в надслоевое пространство через сопла со щелевыми наконечниками, расположенными в шахматном порядке на боковых стенах топки под углом к горизонту 10-15^o в сторону колосниковой решетки и ориентированными в сторону зоны активного горения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может использоваться в котлостроении.

Известна топка ВТКС под наименованием "Игнифлюид" [1]. Основу топки составляет подвижная цепная решетка прямого хода, наклоненная к горизонту на 10-15^o. Первичный воздух на горение и ожижение слоя топлива подается через решетку из воздушного короба, разбитого на секции, в каждой из которых поддерживается заданное давление. Вторичный воздух подается через сопла, расположенные на боковых стенах топки перпендикулярно фронту котла. По бокам решетки установлена панель охлаждения из трубы квадратного профиля, охлаждаемая водой.

Наиболее близким аналогом является топка ТНУ-0,31/5,6 [2], установленная под котлами типа ДКВР и КЕ. Основу топки составляет подвижная, узкая, цепная решетка прямого хода, наклоненная к горизонту на 10^o. Первичный воздух на горение и ожижение слоя топлива подается через решетку из воздушного короба, разбитого на шесть дутьевых зон. Вторичный воздух подается в надслоевое пространство из сопел круглого сечения, расположенных на боковых стенах топки напротив друг друга, ориентированных перпендикулярно фронту котла. Вдоль колосниковой решетки с обеих сторон установлены поверхности охлаждения из двух труб диаметрам 108 мм, размещенных одна над другой. Вода на охлаждение поступает в них из водопровода.

Данный аналог обладает рядом недостатков:

-конструкция панели охлаждения предопределяет снижение надежности работы котла из-за шлакования по причине прилипания материала слоя к трубам панели охлаждения и возможного образования шлаковых сводов над верхним полотном колосниковой решетки, приводящих к нарушению сжижения слоя;

-организация вторичного дутья из труб круглого сечения постоянного диаметра не позволяет создать воздушный экран над большей частью псевдоожиженного слоя и эффективно осаживать уносимый из слоя дисперсный материал.

Задачей изобретения является повышение эффективности сжигания твердого топлива, увеличение надежности работы топки.

Указанные задачи решаются за счет того, что топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое состоит из узкой, подвижной колосниковой решетки, имеющей наклон к горизонту, расположенного внутри решетки секционированного дутьевого короба первичного воздуха, системы вторичного дутья и расположенной с обеих сторон вдоль и выше верхней ветви полотна решетки панели охлаждения, наиболее отстоящее по высоте от верхней ветви колосниковой решетки две трубы панели охлаждения, проходящие вдоль стен топки, разнесены относительно друг друга и между ними установлена труба с рядом отверстий, обращенных внутрь топки, через которые подается часть первичного воздуха перпендикулярно основному потоку воздуха, подаваемого из-под верхней ветви полотна решетки, вторичный воздух подается в надслоевое пространство через сопла со щелевыми наконечниками, расположенными в шахматном порядке на боковых стенках топки под углом к горизонту 10 -15^o в сторону колосниковой решетки и ориентированными в сторону зоны активного горения.

Подача части первичного воздуха перпендикулярно основному потоку первичного воздуха препятствует образованию застойных зон и прилипанию материала слоя к панели охлаждения, благодаря чему уменьшается вероятность перекидывания шлаковых сводов через колосниковую решетку, что обеспечивает более высокую надежность работы топки.

Вторичный воздух, который подается в надслоевое пространство, образует экран (воздушную поверхность), препятствующий уносу частиц дисперсного материала, что повышает эффективность сжигания топлива и уменьшает потерю теплоты с уносом.

Использование сопел с щелевыми наконечниками способствует более полному раскрытию струи воздуха, а их расположение в шахматном порядке позволяет создать воздушный экран над всей зоной горения. Ориентация сопел в наиболее активную зону горения топки позволяет осуществлять эжектирование уносимого дисперсного материала в зону активного горения, что улучшает его выгорание.

Новыми признаками в заявленном изобретении являются:

Признак 1. Подача части первичного воздуха между двумя верхними трубами панели охлаждения перпендикулярно основному потоку первичного воздуха.

Признак 2. Использование щелевых наконечников на соплах вторичного дутья.

Признак 3. Создание воздушного экрана благодаря специальному расположению и ориентации сопел, препятствующему уносу дисперсного материала слоя.

Известно применение системы вторичного дутья в топках твердотопливных котлов (3), но предложенная конструкция с указанными выше новыми признаками для сжигания твердого топлива в кипящем слое авторами не выявлены из существующего уровня техники. Предложенная схема подачи части первичного воздуха перпендикулярно основному потоку первичного воздуха не выявлена из существующего уровня техники. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена топка, разрез спереди; на фиг. 2 - то же, разрез сверху.

Топка имеет узкую, подвижную, наклоненную к горизонту колосниковую решетку 1, внутри рамы которой выделен секционированный короб 6 первичного воздуха. Вдоль колосниковой решетки установлена панель охлаждения 2. Между верхними трубами панели охлаждения установлена труба с отверстиями 3, обращенными внутрь топки. На боковых стенах топки находятся сопла вторичного дутья 4 и короба вторичного воздуха 5.

Предлагаемая топка работает следующим образом.

Топливо с помощью системы топливоподачи подается в топку и сжигается над колосниковой решеткой 1 в кипящем слое, ограниченном снизу полотном колосниковой решетки и панелью охлаждения 2 по бокам. Установленная вдоль полотна колосниковой решетки панель охлаждения с развитыми поверхностями нагрева, включаемая в общий водяной контур котлоагрегата, снижает температуру кипящего слоя, препятствует плавлению золы, шлакованию решетки, снижает эффект прилипания частиц топлива к расплавленной золе и обеспечивает более полное выгорание частиц топлива. Подача воздуха перпендикулярно основному потоку первичного воздуха позволяет значительно снизить вероятность перекидывания шлаковых мостиков через решетку. Вторичный воздух подается в надслоевое пространство и образует экран, препятствующий уносу дисперсного материала. Ориентация сопел вторичного дутья в сторону наиболее теплонапряженной зоны топки позволяет осуществлять эжектирование уносимого дисперсного материала слоя в зону активного горения, что улучшает его выгорание. Применение на соплах щелевых наконечников способствует более полному раскрытию струи, а их расположение в шахматном порядке позволяет создать экран над всей зоной горения.

Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии критерию патентоспособности "промышленное применение".

Источники информации

1. А. П. Баскаков и др. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1995 г., 260 с.

2. А. П. Баскаков и др. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энерго-атомиздат, 1995 г., 263 с.

3. В. В. Сомов. Котельные установки. С-Пб.: ВИСИ, 1995 г., 180 с.