CZ3846U1 - Uspořádání spalovací komory kotle - Google Patents

Description

Uspořádání spalovací komory kotle

Oblast techniky

Technické řešení se týká úpravy spalovací komory kotle pro spalování tuhých paliv, zejména uhlí za účelem snížení emisí. Dosavadní stav techniky

Dosavadní provedení spalovacích zařízení (převážně roštových kotlů) sledovala pouze ekonomická hlediska zřizování těchto zařízení, jejich provozování a spalování bez zřetele na ekologii. Proto došlo ke zjednodušení tvaru a zmenšení spalovacích prostorů, u kotlů pro spalování tuhých paliv i k vyššímu vychlazení stěn spalovací komory a ke spalování nízkokalorických paliv.

Specifickou oblastí spalovacích zařízení jsou spalovací komory kotlů, u kterých v průřezu plochy a v prostoru probíhají odlišné fyzikálně-chemické pochody s odlišnými parametry, časově nezávisle proměnnými. Tyto odchylnosti jsou dány jednak principem použitého spalovacího zařízení, jeho nedokonalostmi, výkonovým rozpětím a rozptylem znaků paliva. Rovné stěny v podstatě svislých spalovacích komor nezajistí usměrnění spalin do prostoru, ve kterém je možno provést jejich homogenizaci působením přídavného vzduchu, vytvořit druhý stupeň spalování na vhodné teplotní úrovni a prodloužit dráhu spalin. Spaliny odchází s nerovnoměrným vypálením plynných i pevných složek. Dosavadní provedení takové spalovací komory je schematicky znázorněno na obr. 1.

Podstata technického řešení

Nedostatky známých provedení spalovacích komor roštových kotlů pro spalování tuhých paliv, zvláště uhlí, u nichž je spalovací komora vymezena roštem ve spodní části, přední stěnou, zadní stěnou, bočními stěnami a stropem odstraňuje zvětší části spalovací komora upravená tak, že nad roštem jsou vytvořeny klenba přední stěny a klenba zadní stěny, dále na obou bočních stěnách (levé a pravé) jsou zhotoveny římsy a na zadní stěně v místě, kde se proud spalin stáčí ze svislého směru do směru šikmo vzhůru a odchází v horní části spalovací komory kotlovou mříží, je vytvořena prodloužená zadní klenba.

Dalším význakem je, že nosná část klenby přední stěny je vytvořena trubkami klenby přední stěny ohnutými v podstatě do tvaru písmene V, které jsou navařeny na trubky přední stěny, takže jsou součástí tlakového systému kotle a do prostoru vzniklého napojením trubek klenby přední stěny na trubky přední stěny je zabudován rozvod tlakového vzduchu se vzduchovými tryskami čelní stěny, přičemž klenba přední stěny je dotvořena žáruvzdorným materiálem, jehož základ tvoří keramické desky, uložené na spodní části trubek klenby přední stěny.

Dalším význakem je, že nosnou část klenby zadní stěny tvoří trubky klenby zadní stěny ohnuté v podstatě do pravého úhle, které jsou navařeny na trubky zadní stěny, takže jsou součástí tlakového systému kotle a klenba zadní stěny je dotvořena žáruvzdorným materiálem.

-1CZ 3846 U

Dalším význakem je, že římsa obou bočních stěn /levé a pravé/ je provedena ze žáruvzdorného materiálu, jehož nosnou část tvoří trubky římsy navařené na trubky bočních stěn /levé a pravé/, takže jsou součástí tlakového systému kotle.

Dalším význakem je, že v alternativním provedení může být římsa bočních stěn /levé a pravé/ vytvořená z tvarovek ze žáruvzdorného materiálu, uložených na závěsech, které jsou navařeny na vnější část trubek obou bočních stěn /levé a pravé/.

Dalším význakem je, že na obou bočních stěnách /levé a pravé/ jsou pod i nad římsami umístěny vzduchové trysky bočních stěn, dále mezi klenbou zadní stěny a římsami jsou umístěny vzduchové trysky zadní stěny a pod prodlouženou zadní klenbou jsou instalovány vzduchové trysky prodloužené zadní klenby.

Spalovací komora podle technického řešení má tyto výhody:

- spaliny jsou odkloněny od stěn spalovací komory a nedochází k místnímu nadměrnému ochlazování spalin ve spal. komoře.

- spaliny proudí po jiné-delší dráze v delším čase. Místa se zhuštěním spalin jsou využita pro dodávku sekundárního spalovacího vzduchu do spalovací komory a tím je umožněno vytvoření druhého stupně spalování.

- umístěním varných šotů do horní části spalovací komory je odstraněna možnost nadměrného ochlazování spalin ve střední části spalovací komory.

- rozmístěním trysek pro dodávku sekundárního spalovacího vzduchu je omezen úlet.

- spalování je zlepšeno a je snížen obsah emisí pod stanovenou normu.

Technické řešení je možno využít při rekonstrukci i u nových spal. komor (změny tvaru stěn provést přímo...).

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1) 2)

3)

4)

5)

6)

7)

9) je schematicky znázorněna spal. komora stávajícího provedení bez vztahových značek je znázorněna spal. komora vodotrubného klečového kotle s pohazovačem podle těch. řešení v nárysném řezu je znázorněno konstrukční řešení odklonu přední stěny spalovací komory (klenba přední stěny) v nár. řezu je v nár. pohledu nakresleno napojení trubek klenby přední stěny na trubky přední stěny je v nár. řezu znázorněno provedení klenby zadní stěny je detail napojení trubek klenby zadní stěny na trubky zadní stěny v nár. pohledu a 8) je znázorněno provedení římsy bočních stěn v provedení, obdobném provedení klenby přední a zadní stěny a 10) je znázorněno alternativní provedení římsy bočních stěn.

Příklad provedení technického řešení

Stávající spalovací komora kotle (viz. obrázek 1) je ohraničena přední stěnou, zadní stěnou, klenbou pod přehřívákem páry, kotlovou mříží, bočními stěnami a stropem. Ve spalovacím prostoru jsou umístěny varné šoty. Ohraničující stěny jsou tvořeny trubka-2CZ 3846 U mi v membránovém provedení nebo s roztečí v případě, že stěny jsou obezděny vyzdívkou. Dno spalovací komory tvoří spalovací zařízení, protiběžný rošt s pneumomechanickým pohazovačem nebo několika pohazovači a odrazová stěna.

Na obrázku 2 je znázorněna spalovací komora podle technického řešení u kterého je přední stěna 1 nad výklenkem pohazovače 10 ve směru pohonu paliva odkloněna ze svislé roviny směrem k zadní stěně 2., takže je vytvořen výstupek, označovaný názvem klenba 12 přední stěny 1, který směruje proud spalin a prachového paliva k jádru spalování, do oblastí vyšších teplot a prostoru působnosti sekundérního vzduchu. Tím zamezuje úniku spalin a prachového paliva prostorem podle přední stěny £ s nedostatečnou teplotou pro dokonalé spalování. Zadní stěna 2 je těsně nad roštem odkloněna ze svislé roviny směrem k přední stěně 1. Vzniklý výstupek je označen názvem klenba 13 zadnř stěny 2. Odklání spaliny z místa tvorby zápalu s účinky obdobnými jako odklon přední stěny 1. Chrání zazdívku příčky oddělující spalovací prostor od dalšího tahu (v případě membránového provedení) před vytloukáním dopadajícím palivem a závěsy odrazové stěny 11 před opálem. Boční levá stěna 5 a boční pravá stěna 6. jsou ve výšce působnosti sekundérního vzduchu opatřeny výstupky, nazvanými římsa 14 . které odklánějí spaliny od bočních stěn, levé a pravé 5, 6, do prostoru vyšších teplot s působností sekundérního vzduchu. V horní části spalovací komory pod přehřívákem je na zadní stěně 2 vytvořena prodloužená zadní klenba 3 směrem k přední stěně 1 a tím je docíleno prodloužení dráhy spalin ve spalovací komoře a vyššího tepelného využití stěn (přední stěny 1, boční stěny levé 5 a boční stěny pravé 6) horní partie spalovací komory. Část varných šotů 8 podle původního provedení, které procházely spalovací komorou pod klenbou přehříváku je odstraněna a zbylá část doplněna zavodňovacím systémem. Tím je uvolněn prostor pro nerušenou působnost sekundérního vzduchu a odstraněno nadměrné ochlazování spalin v prostoru dohořívání. Řada vzduchových trysek přední stěny 1, umístěná v ohybu klenby 12 přední stěny 1, vysunutá do maximálně možné blízkosti prostoru nad jádrem spalování na roštu působí na spaliny v místě jejich zhuštění způsobeném klenbou 12 přední stěny 1, klenbou 13 zadní stěny 2 a římsami 14 bočních stěn, levé a pravé 5, 6. Odklání proud spalin a paliva spalovaného ve vznosu, (jeho prachové části) k zadní stěně 2. Ojedinělé trysky 16, umístěné v bočních stěnách, levé a pravé 5, 6, nad krajní, horní dráhou paliva vrhaného pohazovačem 10, jsou směrovány do prostoru s doznívajícím účinkem sekundérního vzduchu přiváděného řadou vzduchových trysek 15 přední stěny 1, umístěných v klenbě 12 přední stěny 1. Vzduchové trysky 17 zadní stěny 2, umístěné nad klenbou 13 zadní stěny 2 ovlivňují prostor rohu spalovací komory, nalézající se mimo působnost sekundérního vzduchu řadou vzduchových trysek 15 přední stěny 1 a vzduchových trysek 16 bočních stěn 5,6a spaliny usměrňované klenbou zadní stěny 13. Vzduchové trysky 18 prodloužené klenby 3, umístěné v místě prodloužené zadní klenby 3. pod přehřívákem, skloněné k místu styku klenby 12 přední stěny 1 s touto přední stěnou 1 působí na zhuštěný proud spalin před odchodem ze spalovací komory, odklání jej k přední stěně 1, sráží úlet do recirkulačního pochodu a tím dochází ke snížení obsahu spalitelných látek v úletu. Řada vzduchových trysek přední stěny 15 a jednotlivé vzduchové trysky 16., 17. 18 jsou zapojeny na přívodní vzduchovod sekundérního vzduchu s tlakem 5- 6 kPa, obvykle ohřátého ve výměníku

-3CZ 3846 U spaliny - vzduch. Jsou opatřeny orgány umožňujícími regulaci a odstranění z provozu.

Na obrázcích 3 a 4 je zakreslena klenba přední stěny 12, která je konstrukčně řešena tak, že tvar klenby je určen tvarem řady trubek 19 klenby přední stěny 1 o světlosti d = 0,5 vnějšího průměru trubky přední stěny 1. Připojení je provedeno tak, že trubky klenby přední stěny χ jsou přivařeny na trubky přední stěny X a kotlovou komoru 20 a jsou součástí tlakového systému kotle. Stabilní paralelní proudění trubkou klenby 19 přední stěny X je zajištěno clonkováním té trubky přední stěny χ, která má paralelní větev.

Řada trubek klenby 19 přední stěny X je nosným prvkem keramických desek 21, usměrňujících tok spalin. Jejich rozteč je násobkem rozteče trubek přední stěny X, voleným s ohledem na rozměry keramických desek 21.

Na obrázcích 5 a 6 je znázorněno provedení klenby 13 zadní stěny 2., které je obdobně popsanému provedení klenby 12 přední stěny χ.

Konstrukční provedení římsy 14. která je instalována na boční levé stěně 5 a boční pravé stěně 6 je obdobné provedení klenby 12 přední stěny χ (a klenby 13 zadní stěny) a je znázorněno na obrázcích 7 a 8.

Alternativní provedení římsy 14 podle obrázku 9 a 10 je takové, že keramická tvarovka 23 je uchycena na závěsu 24 a držáku 25.

Obdobná provedení jako u římsy 14 mohou být využita v případě, že do spalovací komory bude instalována též římsa 27 zadní stěny 2.

Claims (8)

1. Uspořádání spalovací komory kotle, zejména roštového kotle s pohazovačem pro spalování pevného paliva, obzvláště uhlí, která je vymezena roštem ve spodní části, přední stěnou, zadní stěnou, bočními stěnami a stropem, vyznačuj ící se tím, že nad roštem (9) jsou vytvořeny klenba (12) přední stěny (1) a klenba (13) zadní stěny (2), dále na obou bočních stěnách, levé a pravé (5, 6), jsou zhotoveny římsy (14) a na zadní stěně (2) v místě kde se proud spalin stáčí ze svislého směru do směru šikmo vzhůru a odchází v horní částí spalovací komory kotlovou mříží (4), je vytvořena prodloužená zadní klenba (3).

2. Uspořádání spalovací komory kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosná část klenby (12) přední stěny (1) je vytvořena trubkami (19) klenby (12) přední stěny (1) , ohnutými v podstatě do tvaru písmene V, které jsou navařeny na trubky přední stěny (1), takže jsou součástí tlakového systému kotle a do prostoru, vzniklého napojením trubek (19) klenby (12) přední stěny (1) na trubky přední stěny (1), je zabudován rozvod tlakového vzduchu se vzduchovými tryskami čelní stěny (15), přičemž klenba (12) přední stěny (1) je dotvořena žáruvzdorným materiálem, jehož základ tvoří keramické desky (21), uložené na spodní části trubek (19) klenby (12) přední stěny (1).

3. Uspořádání spalovací komory kotle podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že nosnou část klenby (13) zadní stěny (2) tvoří trubky (26) klenby (13) zadní stěny (2) , ohnuté v podstatě do pravého úhlu, které jsou navařeny na trubky zadní stěny (2), takže jsou součástí tlakového systému kotle a klenba (13) zadní stěny (2) je dotvořena žáruvzdorným materiálem.

4. Uspořádání spalovací komory kotle podle nároků 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že římsa (14) obou bočních stěn, levé a prvé (5, 6), je provedena ze žáruvzdorného materiálu, jehož nosnou část tvoří trubky (22) římsy (14), navařené na trubky bočních stěn, levé a pravé (5, 6), takže jsou součástí tlakového systému kotle.

5. Uspořádání spalovací komory kotle podle nároků 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že římsa (14) bočních stěn, levé a pravé (5, 6), je vytvořená z tvarovek (23) ze žáruvzdorného materiálu, uložených na závěsech (24), které jsou navařeny na vnější část trubek obou bočních stěn, levé a pravé (5, 6).

6. Uspořádání spalovací komory kotle podle nároků 1, 2,3 a 4 nebo 5, vyznačující se tím, že na obou bočních stěnách, levé a pravé (5, 6), jsou pod i nad římsami (14) umístěny vzduchové trysky (16) bočních stěn (5, 6), dále mezi klenbou (13) zadní stěny (2) a římsami (14) jsou umístěny vzduchové trysky (17) zadní stěny (2) a pod prodlouženou zadní

-5CZ 3846 U klenbou (3) jsou instalovány vzduchové trysky (18) prodloužené zadní klenby (3).

7. Uspořádání spalovací komory kotel podle nároků 1, 2, 3 a 4 nebo 5, vyznačující se tím, že na zadní stěně (2) je mezi klenbou (13) zadní stěny (2) a prodlouženou zadní klenbou (3) zhotovena další římsa (27), provedená obdobně jako římsa (14) boční stěny (5, 6).

8. Uspořádání spalovací komory kotle podle nároků 1, 2, 3 a 4 nebo 5,6 a 7, vyznačující se tím, že ve spalovací komoře jsou varné šoty (8) umístěny výškově nad zadní prodlouženou klenbou (3).