RU197085U1 - Низкотемпературная вихревая топка - Google Patents
Низкотемпературная вихревая топка Download PDFInfo
- Publication number
- RU197085U1 RU197085U1 RU2020100775U RU2020100775U RU197085U1 RU 197085 U1 RU197085 U1 RU 197085U1 RU 2020100775 U RU2020100775 U RU 2020100775U RU 2020100775 U RU2020100775 U RU 2020100775U RU 197085 U1 RU197085 U1 RU 197085U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- nozzles
- burners
- air
- furnace
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/08—Disposition of burners
- F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к организации камерного сжигания измельченного топлива и может использоваться при реконструкции существующих и создании новых промышленных и энергетических котлов. Она обеспечивает экономичность, поддержание низкотемпературного топочного процесса и простую конструкцию НТВ топки.НТВ топка 1 образована фронтовым 2, задним 3 и боковыми 4 экранами котла. На фронтовом экране 2 расположены с наклоном вниз прямоточные горелки 5 с каналами 6 топливовоздушной смеси, сопла 7 нижнего дутья и сопла 8 верхнего дутья, установленные на заднем 3 экране. Сопла 7 нижнего дутья располагаются в нижней части холодной воронки 9, а сопла 8 верхнего дутья на уровне встречи топливовоздушных струй 10 с задним экраном 3 и ниже, и они направлены вниз по экрану 3. Сопла нижнего дутья 7 и прямоточные горелки 5 направлены встречно и тангенциально к условному телу вращения и формируют горящий вихрь 11 с горизонтальной осью вращения. В топке формируются горящие потоки: восходящий по заднему экрану 3 поток 12, основной поток 13, восходящий по фронтовому экрану 2 до потолочного экрана 14 и далее, а также пристенный слой 15 воздуха. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к организации камерного сжигания измельченного топлива и может использоваться при реконструкции существующих и создании новых промышленных и энергетических котлов.
Известна применяемая в энергетике низкотемпературная вихревая топка (НТВ) [Котлер В. Р. Специальные топки энергетических котлов. -М.: Энергоатомиздат, 1990, рис.22], содержащая расположенные на вогнутом внутрь топки участке фронтового экрана с наклоном вниз прямоточные горелки с каналом топливовоздушной смеси и сопла нижнего дутья, установленные на противоположной стенке в нижней части холодной воронки (ХВ), причем сопла нижнего дутья и прямоточные горелки направлены встречно и тангенциально к условному телу с горизонтальной осью вращения. Струи горелок и нижнего дутья, действуя в паре, создают горящий вихрь, заполняющий ХВ. При этом нижняя часть экранов и топочный объём ХВ включаются в активный топочный процесс и теплообмен, соответственно температура топочного процесса снижается. Благодаря более низкой температуре топочного процесса снижается эмиссия вредных оксидов азота и уменьшается шлакование топочных экранов.
Недостатками этой НТВ топки являются
низкая экономичность из-за большого недожога с уносом. Горящая топливовоздушная струя после разворота в ХВ совместно с вторичным дутьем восходит вдоль фронтового экрана и налетает на выходящую из горелки струю, отклоняет горелочную струю вверх почти до горизонтального натекания на задний экран. Соответственно значительная часть, примерно 50% топливовоздушной смеси, движется вверх по кратчайшему пути вдоль заднего экрана, причем при недостатке воздуха только с первичным дутьём и с недожогом до 5-10% покидает топку. Именно этот поток требует повышенных избытков воздуха, создает повышенный недожог топлива и снижает экономичность топки.
Набегающие на задний экран горящие топливовоздушные струи являются восстановительной средой, и в этой зоне топки НТВ будут склонны к шлакованию, что снижает надежность её работы.
Активная аэродинамика и интенсивный теплообмен сосредоточен преимущественно в зоне ХВ, поэтому для обеспечения низкотемпературного топочного процесса необходима особая конструкция топки.
Конструкции собственно НТВ топки сложны. Требуется аэродинамический выступ и вогнутый внутрь топки участок фронтового экрана под установку с наклоном вниз прямоточных горелок, что существенно удорожает стоимость новых котлов или проведение реконструкций.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбранным в качестве прототипа, является НТВ топка [Патент РФ № 2132016]. НТВ топка содержит расположенные в ряд на фронтовом экране с наклоном вниз две прямоточные горелки с двумя V образно расположенными каналами топливовоздушной смеси и сопла нижнего дутья, установленные на противоположной стенке в нижней части ХВ, причем сопла нижнего дутья и каналы топливовоздушной смеси направлены встречно и тангенциально к условному телу с горизонтальной осью вращения, а в верхней части каналов топливовоздушной смеси расположены сопла вторичного дутья. Кроме того в прототипе крайние каналы топливовоздушной смеси ориентированы под свои горелки, а средние направлены на задний экран со слиянием топливовоздушных струй в одну.
При этом создается вихрь, причем поток после слияния топливовоздушных струй из средних каналов в одну устремляется вниз, в ХВ и далее с нижним дутьем восходит по фронтовому экрану и, только проходя вдоль него, постепенно сгорая и охлаждаясь, он покидает топку. Соответственно имеется повышенное время пребывания и хорошие условия для выгорания топлива и охлаждения этой части горящего потока. Доля горящей смеси, идущей по заднему экрану, снижается примерно в два раза, причем она горит более эффективно за счет подачи вторичного дутья. Конструкция этой НТВ топки проста, но желательно с аэродинамическим выступом, поэтому она неэффективна при реконструкции типовых котлов.
Недостатками этой НТВ топки, прототипа, является
Низкая экономичность из-за недожога с уносом.
Недостаточно эффективный теплообмен для обеспечения низкотемпературного топочного процесса, так как часть топливовоздушной смеси покидает топку по кратчайшему пути вдоль заднего экрана.
Набегающие на задний экран горящие топливовоздушные струи являются восстановительной средой, и в этой зоне этой топки НТВ возможно шлакование экранов, что снижает надежность её работы.
Мощность топки ограничена, так как имеется только две горелки.
Техническим результатом полезной модели является повышение:
экономичности; эффективности теплообмена с поддержанием низкотемпературного топочного процесса; надежности работы; мощности НТВ топки.
Технический результат достигается тем, что в НТВ топке, содержащей расположенные в ряд на фронтовом экране с наклоном вниз прямоточные горелки с двумя V-образно распложенными каналами топливовоздушной смеси и сопла нижнего дутья, установленные на противоположной стенке в нижней части ХВ, причем сопла нижнего дутья и прямоточные горелки направлены встречно и тангенциально к условному телу, горящему вихрю, с горизонтальной осью вращения, по предлагаемой полезной модели устанавливается не менее двух горелок, причем крайние каналы крайних прямоточных горелок ориентированы в углы между прилежащими боковыми и задним экранами, а другие их каналы ориентированы под соседние горелки.
В итоге топливовоздушные струи горелок и воздушные струи нижнего дутья, действуя в паре, создают в ХВ горящий вихрь, ХВ включается в активный топочный процесс и теплообмен. При этом топливовоздушные струи из крайних каналов устремляются вниз, в ХВ и далее, сливаясь с нижним дутьем, они восходят в угловых зонах между фронтовым и боковыми экранами вверх к потолочному экрану. Струи из средних каналов, так как они направлены под соседние горелки, сталкиваются, сливаются в среднем сечении между горелками и создают общие струи, которые ныряют в ХВ и с нижним дутьем восходят по фронтовому экрану между горелок вверх к потолочному экрану. При этом, хотя в ХВ струи расширяются и постепенно сливаются, но восходящие горящие струи сталкиваются с исходящими из горелок топливовоздушными струями горелок периферийно. Они обеспечивают зажигание и стабилизацию горения исходящих топливовоздушных струй, но не отклоняют их, что минимизирует поток, отклоняющийся по заднему экрану. В итоге, почти весь горящий поток топливовоздушной смеси сначала натекает на задний экран, по нему движется вниз, сливается с нижним дутьем, далее восходит по фронтовому экрану до потолочного экрана и покидает топку.
На этом, наиболее длинном и длительном по времени пребывания частиц пути, причем с гравитационной сепарацией и удержанием крупных частиц топлива, горящий поток глубоко выгорает, активно охлаждается по мере выгорания топлива, эффективно обеспечивая низкотемпературный режим горения во всем объёме НТВ топки. Конструкция этой НТВ топки наиболее проста, возможно применять НТВ топки без аэродинамического выступа, поэтому она эффективна при реконструкции котлов, причем число горелок и соответственно мощность котлов может быть любой. В итоге предлагаемые технические решения обеспечивают заявленные: высокую экономичность, эффективный теплообмен с поддержанием низкотемпературного топочного процесса и простую конструкцию НТВ топки с произвольным числом горелок и соответственно с любой мощностью котла.
В дополнительных пп.2 и 3 предлагается установить на заднем экране в один и более рядов сопла верхнего дутья, которые располагают на уровне встречи топливовоздушных струй с задним экраном и ниже, причем эти сопла направлены вниз по экрану. При этом обеспечивается подача в виде верхнего дутья вниз по экрану. Соответственно воздух оттесняет восстановительную среду, имеющуюся в натекающих на задний экран горящих топливовоздушных струях, защищает экран от шлакования, что повышает надежность работы предлагаемой топки НТВ.
На фиг.1 условно показано вертикальное продольное сечение НТВ топки, на фиг.2 вариант выполнения сопл верхнего дутья на газоплотном заднем экране и на фиг.3 - горизонтальное сечение НТВ топки.
НТВ топка 1, фиг.2 и фиг.3, образована фронтовым 2, задним 3 и боковыми 4 экранами котла. На фронтовом экране 2 расположены с наклоном вниз не менее двух прямоточных горелок 5 с двумя V-образно распложенными каналами 6 топливовоздушной смеси, сопла 7 нижнего дутья и сопла 8 верхнего дутья, установленные на заднем 3 экране. Сопла 7 нижнего дутья располагаются в нижней части ХВ 9, а сопла 8 верхнего дутья в два (возможно и более) ряда на уровне встречи топливовоздушных струй 10 с задним экраном 3 и ниже, и они направлены вниз по экрану 3. Сопла нижнего дутья 7 и прямоточные горелки 5 направлены встречно и тангенциально к условному телу формируемого горящего вихря 11 с горизонтальной осью вращения. Кроме того в топке формируются горящие потоки: восходящий по заднему экрану 3 поток 12, основной поток 13, восходящий по фронтовому экрану 2 до потолочного экрана 14 и далее, а также пристенный слой 15 воздуха.
В варианте НТВ топки, изготавливаемой из газоплотных экранов путем вварки между труб 16 экрана проставок 17, предлагаются сопла 8 верхнего дутья выполнять в виде щелей между проставками 17, устанавливаемыми с зазором, фиг.2.
Конструкция этой НТВ топки проста, в виде призмы, она эффективна при реконструкции котлов, так как не требует изменения экранов, причем число горелок и соответственно мощность котлов может быть любой.
При работе НТВ топки 1 струи, истекающие из прямоточных горелок 5 и сопл 7 нижнего дутья, действуя в паре, создают горящий вихрь 11, заполняющий ХВ 9, топочный объём ХВ, включаются в активный топочный процесс и теплообмен. Топливовоздушные струи 10 из крайних каналов 6 устремляются вниз, в ХВ 9, и далее они с нижним дутьем восходят в угловых зонах между фронтовым 2 и боковыми 4 экранами. Струи из средних каналов 6 сталкиваются попарно и создают общие струи, которые восходят по фронтовому экрану 2 между прямоточных горелок 5. Таким образом, в НТВ топке 1 формируется восходящий горящий поток, поднимающийся по фронтовому экрану 2 до потолочного экрана 14 и далее. На этом наиболее длинном и длительном по времени пребывания частиц пути, причем с гравитационной сепарацией и удержанием крупных частиц топлива, горящий поток глубоко выгорает, активно охлаждается по мере выгорания топлива, эффективно обеспечивая низкотемпературный режим горения.
Весь горящий поток топливовоздушной смеси, который поступает из прямоточных горелок 5, сначала натекает на задний экран 3, по нему движется вниз в ХВ, сливается с нижним дутьем, далее как основной горящий поток 13 восходит по фронтовому экрану 2 до потолочного экрана 14 и покидает топку. Горящий вихрь 11 и восходящий основной горящий поток 13 зажигают исходящие из горелок 5 топливовоздушные струи 10, причем горящий поток 13 почти не сталкивается с этими струями, не отклоняет их, что минимизирует поток 12 по заднему экрану 3.
Расположенные на заднем экране 3 сопла 8 верхнего дутья, в том числе выполняемые в виде щелей между проставками 17, устанавливаемыми с зазором в варианте газоплотного экрана 3 с их вваркой между труб 16, фиг.2, и направленные вниз обеспечивают подачу воздуха с образованием на экране 3 пристенного слоя. Этот слой 15 воздуха защищает экран 3 от шлакования восстановительной средой, имеющейся в натекающих на задний экран горящих топливовоздушных струях, что повышает надежность работы предлагаемой топки НТВ.
В итоге предлагаемые технические решения обеспечивают заявленные: высокую экономичность, эффективный теплообмен с поддержанием низкотемпературно топочного процесса и простую конструкцию НТВ топки с произвольным числом горелок.
Claims (3)
1. Низкотемпературная вихревая топка, содержащая расположенные в ряд на фронтовом экране с наклоном вниз прямоточные горелки с двумя V-образно расположенными каналами топливовоздушной смеси и сопла нижнего дутья, установленные на противоположной стенке в нижней части холодной воронки, причем сопла нижнего дутья и прямоточные горелки направлены встречно и тангенциально к условному телу с горизонтальной осью вращения, отличающаяся тем, что имеется не менее двух горелок, причем крайние каналы крайних прямоточных горелок ориентированы в углы между боковыми и задним экранами, а другие их каналы ориентированы под соседние горелки.
2. Низкотемпературная вихревая топка по п.1, отличающаяся тем, что на заднем экране установлены сопла верхнего дутья, которые расположены по меньшей мере в один ряд на уровне встречи топливовоздушных струй с задним экраном и ниже и направлены вниз по экрану.
3. Низкотемпературная вихревая топка по п.2, отличающаяся тем, что по меньшей мере задний экран изготовлен газоплотным путем вварки между труб экрана проставок, причем сопла верхнего дутья выполнены в виде щелей между проставками, устанавливаемыми с зазором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100775U RU197085U1 (ru) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Низкотемпературная вихревая топка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100775U RU197085U1 (ru) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Низкотемпературная вихревая топка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU197085U1 true RU197085U1 (ru) | 2020-03-30 |
Family
ID=70150974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020100775U RU197085U1 (ru) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Низкотемпературная вихревая топка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU197085U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800199C1 (ru) * | 2022-12-14 | 2023-07-19 | Евгений Михайлович Пузырёв | Низкоэмиссионная вихревая топка |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1089354A1 (ru) * | 1982-11-18 | 1984-04-30 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт | Факельно-вихрева топка |
RU2132016C1 (ru) * | 1997-10-07 | 1999-06-20 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр Производственного объединения "Бийскэнергомаш" | Низкотемпературная вихревая топка |
RU2244211C1 (ru) * | 2003-07-08 | 2005-01-10 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Вихревая низкотемпературная топка |
RU2253801C1 (ru) * | 2004-07-12 | 2005-06-10 | Григорьев Константин Анатольевич | Вихревая топка |
RU86705U1 (ru) * | 2009-04-06 | 2009-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ ПроЭнергоМаш" (ООО "СКБ ПроЭнергоМаш") | Низкотемпературная вихревая топка |
-
2020
- 2020-01-14 RU RU2020100775U patent/RU197085U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1089354A1 (ru) * | 1982-11-18 | 1984-04-30 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт | Факельно-вихрева топка |
RU2132016C1 (ru) * | 1997-10-07 | 1999-06-20 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр Производственного объединения "Бийскэнергомаш" | Низкотемпературная вихревая топка |
RU2244211C1 (ru) * | 2003-07-08 | 2005-01-10 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Вихревая низкотемпературная топка |
RU2253801C1 (ru) * | 2004-07-12 | 2005-06-10 | Григорьев Константин Анатольевич | Вихревая топка |
RU86705U1 (ru) * | 2009-04-06 | 2009-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ ПроЭнергоМаш" (ООО "СКБ ПроЭнергоМаш") | Низкотемпературная вихревая топка |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800199C1 (ru) * | 2022-12-14 | 2023-07-19 | Евгений Михайлович Пузырёв | Низкоэмиссионная вихревая топка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1333199C (zh) | 一种带浓淡煤粉燃烧装置的w形火焰炉 | |
US4715301A (en) | Low excess air tangential firing system | |
WO2002012791A1 (en) | Solid fuel burner and combustion method using solid fuel burner | |
WO2011130936A1 (zh) | 多次引射分级燃烧的方法及实现该方法的w火焰锅炉装置 | |
JPH0268403A (ja) | 固体燃料燃焼装置 | |
US4426939A (en) | Method of reducing NOx and SOx emission | |
CN107023824B (zh) | 立式煤粉锅炉 | |
CN202082915U (zh) | 具有分级二次风布置结构的“w”型火焰锅炉 | |
EP0238907B1 (en) | Low excess air tangential firing system | |
RU197085U1 (ru) | Низкотемпературная вихревая топка | |
US5329866A (en) | Combined low NOx burner and NOx port | |
CN206861508U (zh) | 一种锅炉及其侧墙水冷壁防高温腐蚀结焦装置 | |
CN103307596B (zh) | 一种用于w型火焰锅炉的拱上燃烧器 | |
JP5501198B2 (ja) | 低NOx・低煤塵燃焼方法およびボイラ燃焼室 | |
CN111503626B (zh) | 布置拱上二次风的缝隙式乏气后置w火焰锅炉及配风方法 | |
RU2648314C2 (ru) | Котел с камерной топкой | |
RU2800199C1 (ru) | Низкоэмиссионная вихревая топка | |
KR0136387B1 (ko) | 연료의 본체내 체류시간을 연장시킨 퍼너스장치 | |
GB2109096A (en) | Locomotive boiler fired by fluidised bed combustion | |
RU2253800C1 (ru) | Вихревая топка | |
RU2050507C1 (ru) | Топка | |
RU2006740C1 (ru) | Пылеугольная топка | |
RU2358195C2 (ru) | Прямоточная пылеугольная горелка | |
RU1802266C (ru) | Горелочное устройство | |
CN102022725A (zh) | 外燃式微油点火水冷低NOx煤粉燃烧器 |