CS232917B1 - Zařízení pro zrovnomárnění proudění spalin v kotli - Google Patents

Abstract

U zeřízení pro zrovnoměrnění proudění spalin v kotli podle vynálezu je do přechodového tahu v horní oblasti kotle zabudována alespoň jedna mříž. Mříž je s výhodou uspořádané ve spodní Sásti přechodového tahu. Vynálezu lze využít u věech kotld.

Description

Předmětem vynálezu je zařízení pro zrovnoměrnění proudění spalin v kotil.

Vynález řeěí problém zmenšení popílkového otěru výhřevných ploch kotlá zrovnomšmšním rychlostí spalin v průřezu jejich tahů. Jeho použití je zaměřeno zejména na kotle velkých výkonů, v nichž je spalováno palivo s velkým obsahem popela.

Parní kotle velkých výkonů mají obvykle dvoutahové provedení ve tvaru obráceného u,

V prvním tahu těchto kotlů je umístěna spalovací komora a deskový přahřívék páry. V přechodovém horním tahu jsou obvykle zavěšeny svazky dalěích Sáatí přehříváku e přihříváku páry a v zadním sestupném tahu bývají umístěny zbývající části tlakových výhřevných ploch kotle a případně Jeltě ohřívák vzduchu.

Popílkovým otěrem jsou nejčeatěji poškozovány trubky výhřevných ploch, které jsou umístěny v zadním tahu kotle, a to zejména trubky ohříváku vody. Působením popílkového otěru dochází u mnohých kotlů k poruchám trubek jejich tlakového systému, a tím k jejich havarijním výpadkům z provozu.

Výrazný popílkový otěr trubek kotlů se vždy projevuje jen v některých místech průřezů jejich tahů. Příčiny tohoto jevu jsou jednak místní, například v důsledku zvýšených rychlos tí spalin v mezeře mezi svazkem výhřevné plochy a obvodovými stěnami tahu kotle a jednak vyplývají z koncepčního uspořádání celého kotle. Z těchto koncepčních příčin je nejsávažnějěl vliv změn směru prouděníspelin v horní části kotle, kde se jejich proud obrací o 180°. Vlivem tohoto ohybu proudění se v průřezu tahu mění rozdělení rychlostí spalin a vznikají místní zvýžená koncentrace popílku. Tento vliv je tak závažný, že v minulých letech vedl ke stavbě věžových kotlů, u nichž je celý tlakový systém umístěn v jediném svislém tahu, takže v jeho oblasti k žádné změně směru proudění spalin nedochází. Tyto kotle jsou u velkých energetických bloků neobyčejně vysoké (někdy i více než 100 m), jsou proto náklednějěí než kotle dvoutahové, jejich montáž e údržba jeou obtížnější, přesto se věak zejména při spalování hnědých uhlí značně rcfířily. Přitom hlavním důvodem pro jejich stavbu je právě snaha omezit účinek popílkového otěru trubek výhřevných ploch kotle.

Při průtoku spalin ohybem vzniká obvykle rychlost v místě, kde je křivost proudu největší. Projevuje se zde jev známý z teorie potenciálního proudění. Podle táto teorie stoupá rychlost rotující ideální tekutiny směrem ke středu rotace až na nekonečně vysokou ' hodnotu. U skutečné vazké tekutiny se sice tato zákonitost nemůže plně uplatnit, avšak částečně se přece jen projeví, a to stačí, aby rozdíly v místních rychlostech spalin v ohybu a zejména ze, ním byly znečné. Kromě toho ee někdy ze ohybem projeví úplev proudu, často v podobě víru, který vlastně podstatně zmenší volný průřez pro průtok spalin, což také rychlost spalin značně zvyěuje. Kromě toho se účinkem změny směru proudu spalin vychylují částice popílku z dráhy plynu, a tím; se vytvářejí za ohybem místa se zvýšenou koncentrací popílku.

U většiny kotlů jsou tyto jevy do značné míry tlumeny tím, že přechodový vodorovný tah v horní Sásti kotle je poměrně hustě visutými svazky výhřevných ploch, případně trubkovými mřížemi. V některých kotlů je věak tento přechodový tah poměrně prázdný a pak se může zmíněný jev projevit velmi výrazně.

V takovém případě je obvykle proud spalin přitlačován k zadní stěně druhého tahu a také koncentrace popílku bývá u této stěny zvýšena. Proto se u podobných kotlů projevují v této oblasti časté poruchy trubek vyvolané popílkovým otěrem.

Dosavadní opatření, která se proti účinku nadměrného popílkového otěru u těchto kotlů používají, jeko například kryty upevněné ne trubkách e kolenech jednotlivých hadů, se ukazují jako nedostatečná, U některých kotlů se s nevelkým úspěchem zkoušely i.usměrňovači pásy umístěné nad zadním tahem kotle.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro zrovnoměrnění proudění spalin v kotli podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že do přechodového tahu v horní části kotle je zabudována alespoň jedna mříž. Mříž je uspořádána ve spodní části přechodného tahu. Trubky jsou uspořádány tak, aby odpor mříže byl největěí v místě zvýěené rychlosti spalin.

Účelné zvýžení místního odporu se docílí například tím, že mříž je v tahu kotle umístěna jen ve spodní části přechodového tahu a rozteč trubek je ve spodním úseku mříže menší než v horním. Toto odstupňování roztečí může být případně provedeno tak, že směrem nahoru se rozteče mříže zvětšují postupně. Místo trubek je ovšem možno v mříži použít i jiné profily nebo prvky. Mříže mohou zaujímat podle potřeby i celou výši přechodového tahu nebo celou výši oblasti mezi prvním svazkem výhřevné plochy zadního tahu a jeho stropem. Jako nosný prvek mříží je možno účelng využít trubky visutých svazků výhřevných ploch nebo závěsné trubky. Mříže je ovšem možno zabudovat do kotle i nezávisle na jeho tlakovém systému, a to zejména první z nich po proudu spalin. Mříže mohou být provedeny i ze svislých prvků, například z trubek, umístěných v řadách o různé výšce.

Cílem mříže nebo jejich soustavy není zrovnoměrnění prouděni spalin přímo v přechodovém tahu, ale v zadním tahu kotle. Proto je účelné dimenzovat je tak, aby maximální rychlost spalin v přechodovém tahu byla jejich účinkem snížena pod její střední hodnotu.

Ekonomický význam vynálezu spočívá v tom, že jeho využitím se sníží počet poruch tlakových výhřevných ploch kotlů, které vyvolávají havarijní výpadky výroby elektrické energie, případně výroby tepla.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu, který schematicky představuje řez horní částí parního kotle velkého výkonu.

Spaliny obsahující popílek proudí ze spalovací komory přes přechodový vodorovný tah 2. úo zadního tahu j,. V přechodovém tahu £, jo umístěn visutý svazek výhřevné plochy £.

Na spodním úseku poslední řady trubek tohoto visutého svazku je upevněna první mříž X, provedená z vodorovných trubek tak, že v její spodní části jsou rozteče trubek menší a v horní části větší. Na závěsných trubkách 2< které nesou svazky výhřevných ploch 6., umístěné v zadním tahu kotle, je upevněna druhé mříž 8, jejíž trubky jsou v tomto případě rozmístěny po celé výšce volné části těchto závěsných trubek 2·

Účinkem prvni mříže X ee sníží ve spodní části průřezu vodorovného tahu 2 rychlost spalin na takovou hodnotu, že za ohybem proudu spalin do zadního tahu kotle nevzniká úplav. Společným účinkem první mříže X a druhé mříže 8 se tím zamezí přitlačení.proudu spalin k zadní stěně zadního tahu kotle a docílí se tak rovnoměrného rozdělení rychlostí spalin po celé hloubce průřezu tohoto tahu. Současně se tím také omezí možnost vzniku vysokých místních koncentrací popílku, které se bez použití vynálezu vytvářejí hlavně při zadní stěně tehu. Účinkem vynálezu se takto podstatně sníží erozivní opotřebení trubek výhřevných ploch kotle a tím ee zamezí vzniku jeho havarijních poruch, vyvolávaných popílkovým otěrem.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízeni pro zrovnoměrnění proudění spalin v kotli, vyznačené tím, že do přechodového tahu (2) v horní oblasti kotle je zabudována alespoň jedna mříž (7, 8).
2. 2. Zařízení podle bodu I, vyznačené tím, že mříž (7) je uspořádána ve spodní části přechodového tehu (2).
3. 3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že mříže (7, 8) jsou provedeny z vodorovně umístěných trubek, případně z rozdílných profilů.
4. 4. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené ti·, že rozteče prvků první mříže (7) po proudu apalln, případné 1 druhé mříže (8), ae směrem vzhůru odstupňované naho plynule světlují·
5. 5. Zářísaní podle bodu 1, vyznačené tím, žs první mříže (7), případné i druhé mříže (8), jsoii provedeny ss svislých prvků.