RU2105239C1

RU2105239C1 - Cyclone furnace

Info

Publication number: RU2105239C1
Application number: RU96102199A
Authority: RU
Inventors: Е.М. Пузырев; В.П. Щуренко
Original assignee: Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр Производственного объединения "Бийскэнергомаш"
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: power and industrial boilers. SUBSTANCE: cyclone furnace has at least two parallel swirl chambers with relatively opposing swirling which are intercommunicating due to intersection of their loops. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к организации сжигания топлива и может использоваться в энергетических и промышленных котлах. The invention relates to the organization of fuel combustion and can be used in energy and industrial boilers.

Известна циклонная топка, содержащая вихревую камеру с тангенциальными подводами воздуха, вводом топлива, леткой для удаления жидкого шлака и выхлопным окном для отвода дымовых газов. За выхлопным окном расположены камера охлаждения и конвективный газоход котла. Known cyclone furnace containing a vortex chamber with tangential air inlets, fuel inlet, tap hole for removing liquid slag and an exhaust window for exhausting flue gases. Behind the exhaust window there is a cooling chamber and a convective gas duct of the boiler.

Недостатком этой топки являются:
- большие габариты;
- трудность масштабирования при создании топок к котлам различной мощности.The disadvantage of this firebox is:
- large dimensions;
- the difficulty of scaling when creating furnaces for boilers of various capacities.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, выбранным в качестве прототипа, является циклонная топка, содержащая по крайней мере две расположенные параллельно отдельные вихревые камеры. Вихревые камеры выполнены сложно изогнутой системой труб и экранов, содержат завихрители дутьевого воздуха, вводы топлива, летки для жидкого шлака, выхлопные окна для отвода дымовых газов и подключены этими окнами к камере охлаждения и конвективному газоходу котла. Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed device, selected as a prototype, is a cyclone firebox containing at least two parallel vortex chambers located in parallel. The vortex chambers are made by a complexly curved system of pipes and screens, contain blast air swirls, fuel inlets, liquid slots for exhaust slag, exhaust windows for exhausting flue gases and are connected by these windows to the cooling chamber and the convection duct of the boiler.

В такой конструкции топки не возникает трудности с масштабированием, так как при увеличении или уменьшении мощности котла просто увеличивается или уменьшается количество вихревых камер. In this design of the furnace there is no difficulty with scaling, since with increasing or decreasing the boiler power the number of vortex chambers simply increases or decreases.

Недостатками этой топки являются:
- большие габариты;
- сложность распределения топлива и воздуха между вихревыми камерами.The disadvantages of this firebox are:
- large dimensions;
- the complexity of the distribution of fuel and air between the vortex chambers.

Целью настоящего изобретения является снижение габаритов топки и упрощение распределения входящих потоков воздуха и топлива между вихревыми камерами. The aim of the present invention is to reduce the size of the furnace and simplify the distribution of incoming air and fuel flows between the vortex chambers.

Поставленная цель достигается тем, что в циклонной топке, содержащей по крайней мере две расположенные параллельно вихревые камеры, по предлагаемому изобретению они выполнены с взаимно встречной закруткой и сообщены между собой посредством пересечения их контуров. This goal is achieved by the fact that in a cyclone furnace containing at least two parallel vortex chambers, according to the invention, they are made with a reciprocal swirl and communicated with each other by crossing their contours.

Снижение габаритов топки обеспечивается объединением вихревых камер, а неравномерности распределения топлива и воздуха допускаются большими, так как они сглаживаются за счет сообщения камер между собой. Reducing the dimensions of the furnace is ensured by the combination of vortex chambers, and uneven distribution of fuel and air are allowed to be large, since they are smoothed out due to the communication between the chambers.

На фиг. 1 приведен поперечный разрез А-А, на фиг.2 - продольный разрез Б-Б предлагаемой циклонной топки, имеющей четыре вихревые камеры. In FIG. 1 shows a transverse section aa, figure 2 is a longitudinal section bb of the proposed cyclone furnace, with four vortex chambers.

Циклонная топка содержит вихревые камеры 1 (в данном случае 4 камеры), образованные экранами 2, делителем 3 потока и выхлопными конусами 4. Циклонная топка подключена патрубком 5 к тракту подачи воздуха и бункеру 6 топлива, а через выхлопные конуса 4 к камере 7 охлаждения с экранами 8 и конвективному газоходу 9 с теплообменниками 10. Вихревые камеры 1 сообщаются между собой и имеют взаимно встречную закрутку, которая указана условно стрелками 11. В данном случае встречная закрутка обеспечивается тангенциальной подачей дутьевого воздуха сразу в две соседних камеры 1 через общие патрубки 5, как показано на фиг.1. При этом поток распределяется между данными камерами 1 благодаря установке делителя 3 потока. The cyclone furnace contains vortex chambers 1 (in this case 4 chambers) formed by screens 2, a flow divider 3, and exhaust cones 4. The cyclone furnace is connected by a nozzle 5 to the air supply path and the fuel hopper 6, and through the exhaust cones 4 to the cooling chamber 7 with screens 8 and convective gas duct 9 with heat exchangers 10. The vortex chambers 1 communicate with each other and have a reciprocal swirl, which is indicated arbitrarily by arrows 11. In this case, the counter swirl is provided by a tangential supply of blast air in two neighboring cameras 1 through common nozzles 5, as shown in Fig.1. When this flow is distributed between these cameras 1 due to the installation of the divider 3 flow.

За счет сообщения камер 1 между собой через один патрубок 5 можно подать воздух сразу в две или четыре вихревых камеры 1 и ограничиваться одним вводом топлива из бункера 6. Применение предлагаемой конструкции топки за счет интенсивного взаимодействия вихревых течений обеспечивает надежное выравнивание неоднородностей (температур, скоростей и концентраций) между вихревыми камерами 1. Это позволяет использовать простейшую систему распределения воздуха и топлива. Так, для малого количества вихревых камер 1 (2 - 4 шт.) достаточно лишь одного ввода воздуха и топлива, а также одной летки 12 для вывода жидкого шлака. Due to the communication of the chambers 1 with each other through one pipe 5, it is possible to supply air to two or four vortex chambers 1 at once and be limited to one fuel input from the hopper 6. The application of the proposed furnace design due to the intense interaction of the vortex flows ensures reliable alignment of inhomogeneities (temperatures, velocities and concentrations) between vortex chambers 1. This allows the use of a simple air and fuel distribution system. So, for a small number of vortex chambers 1 (2 - 4 pcs.), Only one air and fuel inlet is enough, as well as one let 12 for output of liquid slag.

На фиг. 1 также видно, что по сравнению с применением одиночных вихревых камер габариты циклонной топки значительно снижаются. In FIG. 1 also shows that, compared with the use of single vortex chambers, the dimensions of the cyclone furnace are significantly reduced.

При необходимости увеличения мощности циклонной топки соответственно нужно увеличить число вихревых камер 1. If it is necessary to increase the power of the cyclone furnace, it is accordingly necessary to increase the number of vortex chambers 1.

Предлагаемая циклонная топка работает следующим образом. The proposed cyclone furnace operates as follows.

За счет тангенциального ввода струй воздуха через патрубки 5 в вихревых камерах 1, образованных экранами 2 и делителем 3 потока, возникают вихревые течения со взаимно встречными направлениями вращения, указанными стрелками 11. При этом благодаря интенсивному взаимодействию между вихрями происходит выравнивание неоднородностей при подаче топлива, локально поступающего из бункера 6, а также воздуха, требуемого для его сжигания, и они равномерно распределяются между вихревыми камерами 1. Due to the tangential introduction of air jets through the nozzles 5 in the vortex chambers 1, formed by the screens 2 and the flow divider 3, vortex flows arise with mutually opposite directions of rotation indicated by arrows 11. In this case, due to the intense interaction between the vortices, the inhomogeneities are aligned when the fuel is supplied, locally coming from the hopper 6, as well as the air required for its combustion, and they are evenly distributed between the vortex chambers 1.

Топливо выгорает в режиме жидкого шлакоудаления. Горящие частицы топлива отбрасываются центробежной силой к стенкам вихревых камер 1 и удерживаются от выноса с дымовыми газами выхлопными конусами 4 и за счет осаждения на пленку жидкого шлака, который стекает по экранам 2 в летку 12. Дымовые газы отводятся из циклонной топки через выхлопные конуса 4 в камеру охлаждения и конвективный газоход 9, где они отдают тепло экранам 8 и теплообменникам 10. Fuel burns out in the mode of liquid slag removal. Burning fuel particles are discarded by centrifugal force to the walls of the vortex chambers 1 and are kept from exhaust cones 4 from being carried away with flue gases and due to the deposition of liquid slag that flows down the screens 2 into the notch 12. Flue gases are removed from the cyclone furnace through the exhaust cones 4 into cooling chamber and convective gas duct 9, where they give heat to the screens 8 and heat exchangers 10.

Использование предлагаемой циклонной топки по сравнению с прототипом благодаря тому, что вихревые камеры 1 сообщаются между собой и имеют взаимно встречную закрутку, обеспечивает снижение ее габаритов не менее, чем в 1,2 - 1,5 раз, и упрощает распределение входящих потоков воздуха и топлива. Так, например, можно ограничиться 1 - 2 вводами топлива и воздуха на 2 - 4 вихревые камеры. The use of the proposed cyclone furnace compared with the prototype due to the fact that the vortex chambers 1 communicate with each other and have a reciprocal swirl, reduces its dimensions by no less than 1.2 - 1.5 times, and simplifies the distribution of incoming air and fuel flows . So, for example, it is possible to limit oneself to 1 - 2 introductions of fuel and air into 2 - 4 vortex chambers.

Claims

A cyclone furnace containing at least two parallel vortex chambers, characterized in that the vortex chambers are made with a mutually opposite twist and communicated with each other by crossing their contours.