Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 14.07.1975 773B7 KI. 24g,5/01 MKP F23j 11/00 CZYTELNIA Urzedu Patentowego Ma-iBj RzecTypospsiiiej Ludowej Twórcywynalazku: Józef Biegaj, Jerzy Czajka Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Kotlów i Urzadzen Energetycznych, TarnowskieGóry (Polska) Sposób opanowania erozji popiolowej powierzchni ogrzewalnych drugiego ciagu kotla i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób opanowania erozji popiolowej powierzchni ogrzewalnych drugiego ciagu kotla duzej wydajnosci stosowanego w energetyce zawodowej lub przemyslowej oraz urzadzenie do stoso¬ wania tego sposobu.Erozja popiolowa powierzchni ogrzewalnych, kotlów spalajacych niskie gatunki wegla o duzej zawartosci popiolu wystepuje juz od dawna. Najczesciej daje sie zauwazyc skutki erozji na rurach stalowych powierzchni ogrzewalnych drugiego ciagu kotla gdzie spaliny zmieniaja kierunek z wznoszacego na poziomy oraz w drugim ciagu kotla gdzie spaliny opadaja. Dopuszczalny ubytek scianki rury stalowej, stanowiacej element cisnieniowy kotla nie powinien przekraczac 0,1 mm na rok zakladajac czasookres 6700 godzin lacznej pracy kotla. Z prakty¬ ki wynika, ze najwiekszy wplyw na insywnosc erozji posiada predkosc czastek zawartych w spalinach a dzialanie erozyjne tych czastek stalych jest geometrycznie spotegowane. Obnizenie predkosci przeplywu spalin ma swoje granice ponizej której jest pogorszenie wymiany ciepla a w konsekwencji koniecznosc zwiekszenia powierzchni ogrzewalnej kotla. Dazeniem konstruktorów kotla jest zapewnienie takiego przeplywu spalin, by w ciagach kotla gdzie popiól uzyskal odpowiednia twardosc, a przez to zdolnosc erozyjna, utrzymac stosunek szybkosci maksymalnej do sredniej oraz stosunek koncentracji czynnika maksymalnie erodujacego skoncentrowanego do czynnika srednio skoncentrowanego w wartosci ponizej 1,3.Przeprowadzone badania wykazaly, ze kierunek zabezpieczenia rur stalowych przed erozja za pomoca dekoncentracji popiolu i stosowanie róznego rodzaju deflektorów, kierownic, plyt azurowych, plyt odbojowych nie dal pozytywnych wyników, poniewaz zachodzila koniecznosc czestej wymiany tych urzadzen i z tym zwia¬ zane czeste postoje kotla. Popiól skierowany pod innym katem przebiega na kierownicach lub odbity od róznego rodzaju plyt albo zdekoncentrowany nabieral w dalszym swoim locie szybkosci i dalej wykonywal prace efozji rur stalowych co powodowalo, iz w dalszym ciagu kociol ulegal awariom.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad i opracowanie takiego sposobu aby za pomoca odpowiednich urzadzen w drugim ciagu wyeliminowac do maksymalnego stopnia ciezkie frakcje popiolu, które najbardziej niszcza powierzchnie stalowych rur kotlowych oraz odprowadzic je z kotla przed rejonem drugiego ciagu.2 "' 77387 Zgodnie z wytyczonym celem spalinom bedacych nosnikiem popiolu, przeplywajacych przez poziomy kanal miedzyciagu nadaje sie wieksza predkosc aby zataczajac krzywizne ciezsze frakcje popiolu osiagnely obmurze przybudówki i po wytraceniu predkosci spadly do leja. W kanale miedzyciagu jest scianka a poza drugim ciagiem kotla jest przybudówka zakonczona od dolu lejem, natomiast przybudówka ma wewnatrz obmurze. fc Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony w przykladowym wykonaniu uwidocznionym na rysunku przedstawiajacym przekrój podluzny przez rejon miedzyciagowy i drugi ciag kotla.Jak widac na rysunku w kanale 1 miedzyciagowym poza pogrzewaczemwybudowano scianke 2, powoduja¬ ca zwiekszenie predkosci przeplywu spalin zawierajace rózne frakcje popiolu i nadanie kierunku tym spalinom ku stropowi 3. Przy zwiekszonej predkosci nastapi naturalna segregacja popiolu w wyniku czego ciezsze frakcje popiolu zostana odrzucone dalej az do przybudówki 4 a odbite od obmurza 5 spadna ruchem grawitacyjnym do leja 6 i zostana usuniete zsypowym przewodem 7 na zewnatrz kotla. Mniejsze frakcje popiolu zataczajac krzy¬ wizne spadna w poblize obmurza 5 dostajac sie równiez do leja 6. Najmniejsze frakcje popiolu, nieszkodliwe przy zetknieciu sie z stalowymi rurami nie beda podlegaly sile odsrodkowej i te przebiegac beda wraz z spalinami w drugim ciagu 8 kotla ale nie majac nalezytej energii kinetycznej nie beda powodowaly erozji rur stalowych podgrzewaczy zabudowanych az do wylotu z kotla.Reasumujac, jesli grubsze frakcje popiolu nie zostana usuniete ze spalin, to nawet wyhamowane na po¬ przednio uzywanych urzadzeniach nabiora napowrót szybkosci spalin oraz szybkosci spadania grawitacyjnego co w sumie doprowadzi do szybkiej, erozji rur. Natomiast dzieki wynalazkowi ciezsze frakcje popiolu zostana wylapane i odprowadzone w przybudówce 4 a lzejsze frakcje popiolu przebiegac beda pomiedzy rurami pod¬ grzewaczy wraz ze spalinami ale nie beda wywolywac zjawiska niebezpiecznej erozji. PLPriority: Application announced: May 31, 1973 Patent description was published: July 14, 1975 773B7 KI. 24g, 5/01 MKP F23j 11/00 READING ROOM of the Patent Office Ma-iBj RzecTypospsiiiej People's Inventors: Józef Biegaj, Jerzy Czajka Authorized by a provisional patent: Research and Development Center for Boilers and Energy Facilities, Tarnowskie Mountains (Poland) The subject of the invention is a method of controlling ash erosion of heating surfaces of the second series of high-efficiency boiler used in commercial or industrial power engineering, and a device for applying this method. Ash erosion of heating surfaces, boilers burning low grades of coal with a high content of coal ash has been present for a long time. The most common effects of erosion are visible on the steel pipes of the heating surfaces of the second boiler string where the flue gas changes direction from rising to horizontal and in the second boiler string where the flue gas falls. The permissible loss of the steel pipe wall, constituting the pressure element of the boiler, should not exceed 0.1 mm per year, assuming the duration of 6,700 hours of total boiler operation. Practice shows that the velocity of the particles contained in the exhaust gas has the greatest influence on the insensitivity of erosion, and the erosive action of these solid particles is geometrically aggravated. The reduction of the exhaust gas flow velocity has its limits, below which there is a deterioration of the heat exchange and, consequently, the necessity to increase the heating surface of the boiler. The aim of the boiler designers is to ensure such flue gas flow that in the boiler strings where the ash obtained the appropriate hardness, and thus the erosive capacity, the ratio of the maximum speed to the average and the ratio of the maximum eroding factor concentrated to the medium concentrated factor below 1.3 was maintained. The research showed that the direction of securing steel pipes against erosion by means of ash deconcentration and the use of various types of deflectors, vanes, azure plates, fender plates did not give positive results, because there was a need to replace these devices frequently, and thus frequent boiler stops. The ash directed at a different angle runs on the steering wheels or is reflected from various types of plates, or when it is distracted, it gains speed in its further flight and continues to work on the effectiveness of steel pipes, which meant that the boiler continued to fail. The aim of the invention is to remove these defects and develop such a method in order to eliminate to the maximum extent the heavy fractions of ash, which destroy the surfaces of the steel boiler tubes the most, and to discharge them from the boiler before the region of the second pass by means of appropriate devices. 2 "'77387 In accordance with the goal of the ash carrier flue gases flowing through the horizontal channel In the copperplate channel there is a greater speed so that, by following the curves, the heavier fractions of the ash reach the brickwork of the annex and, after decelerating, fall into the funnel. As can be seen in the drawing, a wall 2 was built outside the heater in an exemplary embodiment shown in the drawing showing a longitudinal cross-section through the copper-weight region and the second string of the boiler. towards the ceiling 3. With the increased speed, natural ash segregation will take place, as a result of which heavier ash fractions will be thrown further up to the annex 4 and reflected from the brickwork 5 will fall by gravity into the funnel 6 and will be removed through a chute 7 outside the boiler. Smaller fractions of ash will fall near the brickwork 5 and also get into funnel 6. The smallest ash fractions, harmless in contact with steel pipes, will not be subject to centrifugal force and will run along with the flue gas in the second pass of the 8th boiler, but not of adequate kinetic energy will not cause erosion of steel pipes of built-up heaters up to the boiler outlet. Summing up, if the thicker ash fractions are not removed from the flue gas, even the braked on previously used devices will regain the flue gas velocity and the gravitational fall rate, which will lead to for rapid erosion of pipes. On the other hand, thanks to the invention, heavier ash fractions will be washed out and discharged in the annex 4, and lighter ash fractions will run between the heaters' pipes together with the flue gas but will not cause dangerous erosion. PL