RU2403500C1 - Device for supply of gases into furnace - Google Patents
Device for supply of gases into furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2403500C1 RU2403500C1 RU2009116686/06A RU2009116686A RU2403500C1 RU 2403500 C1 RU2403500 C1 RU 2403500C1 RU 2009116686/06 A RU2009116686/06 A RU 2009116686/06A RU 2009116686 A RU2009116686 A RU 2009116686A RU 2403500 C1 RU2403500 C1 RU 2403500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diffuser
- furnace
- section
- outlet
- channel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в устройствах для подачи газов в топку котлов, печей в системах рециркуляции продуктов сгорания, ступенчатого сжигания топлива или острого дутья. Оно может быть использовано также для подачи газов в системах жизнеобеспечения, в воздушных завесах и других системах.The invention relates to a power system and can be used in devices for supplying gases to the furnace of boilers, furnaces in systems for recirculation of combustion products, step-by-step burning of fuel or sharp blast. It can also be used to supply gases in life support systems, in air curtains and other systems.
В котлах устройство для подачи газов располагается на задней стенке топки встречно по отношению к горелке, а в качестве подаваемых газов используются продукты сгорания, отбираемые из конвективного газохода, или нагретый до 250°С воздух, а также водяной пар.In boilers, a gas supply device is located on the back wall of the furnace against the burner, and combustion gases taken from a convective gas duct, or air heated to 250 ° C, and water vapor are used as supplied gases.
Устройство для подачи продуктов сгорания в топку котла, проточная часть которого имеет входной канал прямоугольного сечения, расположенный вертикально параллельно оси топки. Устройство расположено на задней стенке котла встречно к горелке, расположенной на передней стенке, и на одном уровне с горелкой по высоте топки (B.И Резник и др. Некоторые вопросы проектирования и конструкция котлоагрегата Еп-640/140ГМ для энергоблока мощностью 200 МВт. - М.: Энергомашиностроение, 1971, № 3, с.2-7). Устройство предназначено для повышения температуры газов на выходе из топки путем подачи некоторого количества продуктов сгорания из конвективного газохода обратно в топку.A device for supplying combustion products to the furnace of the boiler, the flow part of which has an input channel of rectangular cross-section, located vertically parallel to the axis of the furnace. The device is located on the back wall of the boiler, facing the burner located on the front wall, and at the same level as the burner in height of the firebox (B. And Reznik et al. Some design issues and the design of the Ep-640 / 140GM boiler unit for a 200 MW power unit. - M.: Power engineering, 1971, No. 3, p.2-7). The device is designed to increase the temperature of the gases at the outlet of the furnace by supplying a certain amount of combustion products from the convective gas duct back to the furnace.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
1. Недостаточная скорость газов в выходном сечении устройства, так как проточная часть выполнена в виде прямоугольника постоянного сечения, и как следствие - отсутствие дальнобойности струи.1. The lack of gas velocity in the output section of the device, since the flow part is made in the form of a rectangle of constant cross section, and as a result, the lack of range of the jet.
2. Перегрев задней и боковых стенок топки и разрушение обмуровки топки в районе задней стенки от действия температуры факела, так как потоком продуктов сгорания, выходящим из устройства, практически невозможно отжать факел.2. Overheating of the rear and side walls of the furnace and the destruction of the lining of the furnace in the region of the rear wall from the action of the temperature of the torch, since it is almost impossible to squeeze the torch out of the combustion products leaving the device.
3. Плохое перемешивание продуктов сгорания, так как струя продуктов сгорания из устройства фактически пронизывает факел насквозь.3. Poor mixing of the combustion products, as the stream of combustion products from the device actually penetrates the torch through.
Известно устройство, проточная часть которого содержит входной цилиндрический конфузор и цилиндрический канал постоянного сечения (В.М.Брюханов и др. Радиационный газовый нагрев. - Л.: Недра, 1989, с.20).A device is known, the flowing part of which contains an inlet cylindrical confuser and a cylindrical channel of constant cross-section (V.M. Bryukhanov et al. Radiation gas heating. - L .: Nedra, 1989, p.20).
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
1. Перегрев задней и боковых стенок топки и разрушение обмуровки топки в районе задней стенки от действия температуры факела, так как потоком продуктов сгорания, выходящим из устройства, практически невозможно отжать факел.1. Overheating of the rear and side walls of the furnace and the destruction of the lining of the furnace in the region of the rear wall from the action of the temperature of the torch, since it is practically impossible to squeeze the torch out of the combustion products leaving the device.
2. Плохое перемешивание продуктов сгорания, так как струя из устройства фактически пронизывает факел насквозь.2. Poor mixing of the combustion products, as the stream from the device actually penetrates the torch through.
Известно устройство, проточная часть которого содержит входной конический конфузор, выходной конический диффузор (А.П.Ковалев и др. Парогенераторы. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с.100).A device is known, the flow part of which contains an inlet conical confuser, an outlet conical diffuser (A.P. Kovalev et al. Steam generators. - M .: Energoatomizdat, 1985, p. 100).
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
1. Недостаточная скорость газов в выходном сечении устройства, так как в диффузоре, имеющем большой угол раскрытия (около 90°), теряется скорость потока и, как следствие, отсутствует дальнобойность струи.1. Insufficient gas velocity in the outlet section of the device, since in a diffuser having a large opening angle (about 90 °), the flow velocity is lost and, as a result, the range of the jet is absent.
2. Поток, выходящий из устройства, практически не отжимает факел от задней стенки топки из-за того, что струя газов не локализована.2. The stream exiting the device practically does not squeeze the torch from the back wall of the furnace due to the fact that the gas stream is not localized.
3. Перегрев боковых стенок топки, так как потоком газов, выходящим из устройства, практически невозможно отжать факел.3. Overheating of the side walls of the furnace, since it is almost impossible to squeeze the torch out with the gas stream leaving the device.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство, проточная часть которого имеет входной конический конфузор, цилиндрический канал и выходной криволинейный диффузор (В.М.Брюханов и др. Радиационный газовый нагрев. - Л.: Недра, 1989, с.94).Closest to the claimed technical solution is a device whose flow part has an inlet conical confuser, a cylindrical channel and an output curved diffuser (V.M. Bryukhanov et al. Radiation gas heating. - L .: Nedra, 1989, p. 94).
Недостатками этого устройства являются:The disadvantages of this device are:
1. Недостаточная скорость газов в выходном сечении, так как угол раскрытия диффузора большой и, как следствие, малая дальнобойность струи по отношению к участкам задней стенки, которые находятся на удаленном расстоянии от центра диффузора.1. Insufficient gas velocity in the outlet section, since the opening angle of the diffuser is large and, as a result, the small range of the jet with respect to portions of the rear wall that are at a remote distance from the center of the diffuser.
2. Площадь отжатия факела от задней стенки по центру вокруг диффузора мала и ограничивается фактически двумя диаметрами диффузора в максимальном сечении.2. The area of squeezing the torch from the back wall in the center around the diffuser is small and is actually limited to two diameters of the diffuser in the maximum section.
3. Невысокая степень перемешивания потока подаваемой струи с продуктами сгорания факела, так как струя после диффузора очень быстро гасится, и взаимодействие происходит лишь на коротком участке контакта факела и подаваемой струи.3. A low degree of mixing of the stream of the supplied jet with the products of combustion of the torch, since the jet after the diffuser is very quickly extinguished, and the interaction occurs only on a short contact area between the torch and the supplied jet.
4. Практически невозможно отжать факел от боковых стенок топки, чтобы предотвратить их перегрев потоком, выходящим из диффузора.4. It is practically impossible to squeeze the torch from the side walls of the furnace to prevent them from overheating by the stream leaving the diffuser.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является повышение эффективности смешения топлива с газом и отжатие факела от задней стенки топки.The task to which this technical solution is directed is to increase the efficiency of mixing fuel with gas and squeezing the torch from the back wall of the furnace.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для подачи газов в топку, имеющем проточную часть, состоящую из входного конфузора, прямолинейного участка и выходного диффузора, каждый участок проточной части имеет прямоугольное сечение, при этом в выходном сечении конфузора ширина относится к высоте как 6:1, а диффузор по ширине разделен симметрично на пять криволинейных каналов с равными площадями поперечных сечений при входе в диффузор, один из которых расположен по центру, а четыре других расположены симметрично по два канала с каждой стороны относительно центра. При этом выходы двух боковых и двух средних каналов расположены под углом 90° к выходу центрального канала.The technical result is achieved by the fact that in the device for supplying gases to the furnace, having a flow part consisting of an inlet confuser, a rectilinear section and an outlet diffuser, each section of the flow part has a rectangular section, while in the outlet section of the confuser, the width refers to a height of 6: 1, and the diffuser is divided symmetrically in width into five curved channels with equal cross-sectional areas at the entrance to the diffuser, one of which is located in the center, and the other four are symmetrically in two channels on each side relative to the center. The outputs of the two side and two middle channels are located at an angle of 90 ° to the output of the central channel.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства для подачи газов в топку со стороны диффузора, на фиг.2 - общий вид устройства с выровом, на фиг.3 - вид сбоку фиг.1, на фиг.4 - аксонометрия устройства.Figure 1 shows a General view of the proposed device for supplying gases to the furnace from the diffuser side, Figure 2 is a General view of the device with a cutout, Figure 3 is a side view of Figure 1, Figure 4 is a perspective view of the device.
Заявляемое устройство имеет проточную часть прямоугольного поперечного сечения, состоящую из входного конфузора 1, прямолинейного участка постоянного сечения 2 и выходного диффузора 3.The inventive device has a flowing part of a rectangular cross-section, consisting of an input confuser 1, a rectilinear portion of a
Проточная часть диффузора 3 состоит из пяти каналов: одного центрального канала 4, двух средних каналов 5, каждый из которых расположен симметрично относительно центрального канала и двух боковых каналов 6, каждый из которых, так же как и средний канал, расположен симметрично относительно центрального канала. Все каналы имеют две боковые стенки криволинейной формы, а две другие - плоской формы. Выходы двух боковых и двух средних каналов расположены под углом 90° к выходу центрального канала.The flow part of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Нагретый до 250°С воздух поступает в конфузор 1, в котором скорость его за счет сужения канала возрастает. Применение прямолинейного канала 2 позволяет увеличить его коэффициент расхода. В диффузоре 3 в результате плавного снижения скорости воздуха происходит превращение кинетической энергии в энергию давления потока воздуха. Статическое давление воздуха вдоль диффузора 3 повышается к выходному сечению.Heated to 250 ° C air enters the confuser 1, in which its speed increases due to the narrowing of the channel. The use of
В боковом канале 6 происходит поворот потока воздуха под углом 90° к первоначальному направлению потока при входе в диффузор и незначительное снижение скорости. В результате этого струя воздуха имеет большую дальнобойность, которая позволяет достигнуть боковой стенки котла и устранить наброс факела на боковую стенку котла.In the side channel 6, the air flow rotates at an angle of 90 ° to the original flow direction at the entrance to the diffuser and a slight decrease in speed. As a result of this, the air stream has a large range, which allows you to reach the side wall of the boiler and eliminate the flare of the torch on the side wall of the boiler.
В среднем канале 5 происходит большее снижение скорости потока воздуха, так как угол раскрытия канала 5 больше по сравнению с боковым каналом 6. Поток из среднего канала 5 имеет по сравнению с потоком выходящим из канала 6 меньшую дальнобойность, но значительно большую по сравнению с потоком, выходящим из центрального канала 4. При помощи струи из канала 5 устраняется наброс факела на заднюю стенку топки.In the middle channel 5, there is a greater decrease in the air flow rate, since the opening angle of the channel 5 is larger compared to the side channel 6. The stream from the middle channel 5 has a lower range compared to the stream exiting the channel 6, but much larger compared to the stream, emerging from the central channel 4. With the help of the jet from channel 5, the projection of the torch onto the rear wall of the furnace is eliminated.
Скорость потока воздуха на выходе центрального канала 4 невысока, однако его статическое давление выше, чем давление продуктов сгорания в факеле, а поскольку потоки воздуха и продуктов сгорания факела по высоте топки выносятся за счет разрежения, создаваемого в топке дымососом, то разрежение дымососа на факел сказывается сильнее. Кроме того, в сечении ширина канала в шесть раз превосходит высоту, отсюда факел за счет статического давления потока воздуха из центрального канала 4 отжимается на большой площади от задней стенки, предотвращая ее разрушение.The air flow rate at the outlet of the central channel 4 is low, but its static pressure is higher than the pressure of the products of combustion in the flare, and since the flows of air and products of combustion of the torch along the height of the furnace are carried out due to the vacuum created in the furnace by the exhaust fan, the vacuum of the exhaust fan affects stronger. In addition, in the cross section, the channel width is six times greater than the height, hence the torch is squeezed out over a large area from the back wall due to the static pressure of the air flow from the central channel 4, preventing its destruction.
Пример конкретного исполнения конструкции заявляемого устройства.An example of a specific design of the inventive device.
В паровом котле ТГМ-84А паропроизводительностью 420 т/час с четырьмя мощными газомазутными горелками, установлеными в два яруса на отметках по высоте 7 м и 11,5 м на передней стенке, периодически от воздействия высокой температуры разрушалась задняя стенка с прогоранием наружной металлической обшивки из листовой стали толщиной 4 мм. Разрушались и боковые стенки в области примыкания к задней стенке. Имелась проблема слабого перегрева пара, так как проходил избыточный теплосъем от факела в топке.In the TGM-84A steam boiler with a steam capacity of 420 t / h with four powerful gas-oil burners installed in two tiers at elevations of 7 m and 11.5 m on the front wall, the back wall periodically collapsed due to high temperature with burning of the outer metal cladding from sheet steel 4 mm thick. The side walls in the area adjacent to the rear wall were also destroyed. There was a problem of weak overheating of the steam, since excess heat was removed from the torch in the furnace.
Для устранения указанных недостатков на задней стенке было смонтировано предлагаемое устройство, расположенное встречно к горелке. Оптимальное расположение устройства - ниже на 1 м по отношению к уровню расположения горелки и под углом 45° к ее оси.To eliminate these shortcomings, the proposed device was mounted on the rear wall, located opposite to the burner. The optimal location of the device is 1 m lower relative to the level of the burner and at an angle of 45 ° to its axis.
Устройство состоит по ходу движения воздуха: из конфузорного канала, канала постоянного сечения и диффузорного канала.The device consists in the direction of air movement: from the confuser channel, the channel of constant cross-section and the diffuser channel.
Размеры конфузорного канала на выходе: ширина по горизонтали 360 мм и высота 60 мм. Размеры канала постоянного сечения: ширина по горизонтали 360 мм и высота 60 мм. Размеры диффузорного канала: длина 210 мм, ширина центрального канала на выходе 420 мм. Угол раскрытия диффузорного канала по вертикали 36°. Радиусы по средней линии гибов: бокового канала - около 90 мм, среднего канала - около 180 мм. Материал - листовая сталь 12ХМФ толщиной 4 мм.Dimensions of the confuser channel at the outlet: horizontal width 360 mm and height 60 mm. The dimensions of the channel of constant cross section: horizontal width 360 mm and height 60 mm. The dimensions of the diffuser channel: length 210 mm, the width of the Central channel at the outlet 420 mm. The vertical opening angle of the diffuser channel is 36 °. The radii along the middle line of the bends: the lateral channel is about 90 mm, the middle channel is about 180 mm. Material - sheet steel 12HMF 4 mm thick.
Горячий воздух поступает в устройство в количестве 7% от общего количества воздуха, подаваемого на горелки.Hot air enters the device in an amount of 7% of the total amount of air supplied to the burner.
Получено отжатие факела от боковых стен топки и от задней стенки топки с поднятием температуры перегретого пара в конвективном пароперегревателе.The torch was squeezed from the side walls of the furnace and from the back wall of the furnace with increasing temperature of superheated steam in a convective superheater.
Преимущества заявляемого устройства:The advantages of the claimed device:
1. Высокая избирательная скорость потока воздуха в средних каналах диффузора дополнительно увеличивает отжатие факела от задней стенки топки.1. High selective air flow rate in the middle channels of the diffuser further increases the squeezing of the torch from the rear wall of the furnace.
2. По центру диффузора площадь отжатия факела от задней стенки вокруг увеличивается за счет выбранных конструктивных параметров конфузора, при которых ширина в выходном сечении конфузора в шесть раз больше высоты, что позволяет охватить большую площадь отжатия факела вследствие движения продуктов сгорания факела и потока воздуха вверх топки. При этом площадь лимитируется шириной потока воздуха, выходящего из центрального прямоугольного канала диффузора. В заявляемом изобретении ширина диффузора превосходит диаметр в известном устройстве при равных площадях круга и прямоугольника.2. In the center of the diffuser, the area of the squeezing of the torch from the back wall around increases due to the selected design parameters of the confuser, at which the width in the outlet section of the confuser is six times the height, which allows you to cover a large area of squeezing of the torch due to the movement of the combustion products of the torch and the air flow up the furnace . In this case, the area is limited by the width of the air flow leaving the central rectangular channel of the diffuser. In the claimed invention, the width of the diffuser exceeds the diameter in the known device with equal areas of a circle and a rectangle.
3. Высокая интенсивность перемешивания продуктов горения, так как в устройстве имеется пять потоков воздуха с четкими границами раздела скоростей по отношению друг к другу.3. The high intensity of mixing of the combustion products, as the device has five air flows with clear boundaries between the speeds relative to each other.
4. Потоками воздуха, выходящими из боковых каналов диффузора и имеющих высокую скорость и большую дальнобойность, факел отжимается от боковых стенок топки, что предотвращает их прогорание.4. The air flows coming from the side channels of the diffuser and having high speed and great range, the torch is squeezed from the side walls of the furnace, which prevents them from burning out.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116686/06A RU2403500C1 (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Device for supply of gases into furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116686/06A RU2403500C1 (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Device for supply of gases into furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2403500C1 true RU2403500C1 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=44026112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009116686/06A RU2403500C1 (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Device for supply of gases into furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2403500C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104456539A (en) * | 2014-12-04 | 2015-03-25 | 中节环(北京)环境科技股份有限公司 | Furnace body with bias secondary air nozzle |
-
2009
- 2009-04-30 RU RU2009116686/06A patent/RU2403500C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БРЮХАНОВ В.М. Радиационный газовый нагрев. - Л.: Недра, 1989, с.94. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104456539A (en) * | 2014-12-04 | 2015-03-25 | 中节环(北京)环境科技股份有限公司 | Furnace body with bias secondary air nozzle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI615542B (en) | Advanced ultra supercritical steam generator | |
KR101211035B1 (en) | Boiler for refuse derived fuel | |
RU2403500C1 (en) | Device for supply of gases into furnace | |
ATE219828T1 (en) | FOSSIL HEATED CONTINUOUS STEAM GENERATOR | |
RU2355944C1 (en) | Steam boiler with mechanical stoker for solid fuel combustion | |
JP7456070B2 (en) | System and method for laser ignition of fuel in a coal-fired burner | |
EP3828464B1 (en) | Heat recovery boiler and plant comprising said heat recovery boiler | |
CN206145966U (en) | Vertical gas boiler of center stove courage L shape pipe | |
JP2016156530A (en) | Combustion burner, boiler, and combustion method of fuel gas | |
JP5459318B2 (en) | Oxygen mixing equipment for oxyfuel boilers | |
CN104359100B (en) | A kind of generating power with biomass combustion boiler | |
RU2648314C2 (en) | Boiler with chamber furnace | |
RU2373457C2 (en) | Steam generator furnace | |
RU2695877C1 (en) | Power boiler | |
CN201885252U (en) | Rich-oxygen preheater provided with rich-oxygen nozzle in combustion furnace | |
RU2641417C1 (en) | Method of producing heat energy in combustion of gas and liquid fuel and device for its implementation | |
CN219607041U (en) | Industrial steam boiler for fine pulverized coal combustion | |
US9587827B2 (en) | Water cooled CO boiler floor with screen gas distribution inlet | |
CN212430812U (en) | High thermal efficiency circulation gas boiler | |
CN202253554U (en) | Boiler for heat power station | |
RU120750U1 (en) | WATER BOILER | |
CN102252323A (en) | Self-preheating oxygen-enriched combustor for combustion furnace with oxygen-enriched nozzle | |
RU2011123653A (en) | DIRECT STEAM BOILER | |
RU58664U1 (en) | INSTALLATION FOR THERMAL WASTE DISPOSAL OF GAS-WASTE (OPTIONS) | |
RU2582136C1 (en) | Flue for furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120501 |