SU1239452A1

SU1239452A1 - Furnace

Info

Publication number: SU1239452A1
Application number: SU853878888A
Authority: SU
Inventors: Сергей Васильевич Срывков; Анатолий Николаевич Ефименко; Михаил Яковлевич Процайло; Владимир Михайлович Иванников; Александр Ильич Новиков
Original assignee: Красноярский Политехнический Институт
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1986-06-23

Description

Изобретение относитс к энергетике, а именно к топочным устройствам дл сжигани преимущественно шлакующихс бурых углей в котельных агрегатах с твердым шла- коудалением.The invention relates to power engineering, in particular, to combustion devices for burning mainly slagging brown coal in boiler units with solid slag removal.

Цель изобретени - повышение надежности путем снижени шлаковани камеры сжигани .The purpose of the invention is to increase reliability by reducing slagging of the combustion chamber.

На фиг. 1 изображена предлагаема топка; на фиг. 2 - то же, разрез.FIG. 1 shows the proposed firebox; in fig. 2 - the same section.

Топка содержит вертикальную призматическую камеру 1 сгорани с холодной воронкой 2, имеющей щелевидное окно 3 дл вывода шлака, под которым установлено шлакоприемное устройство 4, а также воздушные 5 и топливные 6 сопла, расположенные в нижней части камеры 1 сгорани .The furnace contains a vertical prismatic combustion chamber 1 with a cold funnel 2 having a slit window 3 for withdrawing slag, under which slag-receiving device 4 is installed, as well as air 5 and fuel 6 nozzles located in the lower part of the combustion chamber 1.

Холодна воронка 2 со щлакоприемным устройством 4 вертикальным каналом 7, шириной 0,04-0,07 и высотой 1,8-2,3 ширины канала 7. На выходе канал 7 снабжен диффузором 8 с углом раскрыти 25-37°, при этом.воздушные 5 и топливные 6 сопла подключены к диффузору 8 с торца, примыкающего к стенкам 9 шлакоприемного устройства 4. Воздушные 5 и топливные 6 сопла объединены в блок 10 с разделительной стенкой 11 между соплами 5 и 6. По оси диффузора 8 установлена отбойна плита 12, высота которой равна высоте диффузора 8.The cold funnel 2 has a choke-receiving device 4 with a vertical channel 7, 0.04-0.07 width and a height of 1.8-2.3 width channel 7. At the outlet, the channel 7 is equipped with a diffuser 8 with an opening angle of 25-37 °. air 5 and fuel 6 nozzles are connected to the diffuser 8 from the end adjacent to the walls 9 of the slag-receiving device 4. Air 5 and fuel 6 nozzles are combined into a block 10 with a dividing wall 11 between the nozzles 5 and 6. The fender plate 12 is installed along the axis of the diffuser 8, the height of which is equal to the height of the diffuser 8.

Топка работает следующим образом.The furnace works as follows.

Вторичный воздух по коробам (не показаны ) поступает в расположенные один навстречу другому под углом 50-74° плоские воздушные сопла 5 вторичного воздуха со скорост ми 40-100 м/с, а пылевидное топливо с первичным воздухом (аэросмесь) - в плоские топливные сопла 6 аэросмеси (со скорост ми 10-20 м/с), расположенные аналогично воздушным соплам 5 вторичного воздуха . В результате относительной разности скоростей вторичный воздух за счет частичного перемешивани разгон ет поток аэросмеси возле плоскостей диффузора 8, в сужающейс горловине которого происходит соударение пылевоздушных потоков и дальнейшее их перемешивание в вертикальном горелочном канале 7, в результате чего обеспечиваетс выравнивание концентраций топлива и окислител по выходному сечению горелочной струи, а также доизмельчение крупных частиц.Secondary air through ducts (not shown) enters flat air nozzles 5 of secondary air at an angle of 50-74 ° one at a speed of 40-100 m / s, and pulverized fuel with primary air (air mixture) - into flat fuel nozzles 6 air mixtures (with speeds of 10-20 m / s), arranged similarly to air nozzles 5 of secondary air. As a result of the relative velocity difference, the secondary air, due to partial mixing, accelerates the flow of the air mixture near the planes of the diffuser 8, in the tapering throat of which the dust-air flows collide and are further mixed in the vertical burner channel 7, which results in alignment of the fuel concentrations and oxidant over the outlet section burner jet, as well as regrinding of large particles.

В случае необходимости получени более высокой интенсификации доизмельчени крупных частиц топлива следует перед соударением сообщить аэросмеси более высокие скорости, что в предлагаемой конструкции топки реализуетс путем объединени выходных участков топливных сопл 6 аэросмеси и воздушных сопл 5 в общий блок 10, что позвол ет за счет высоких скоростей воздуха дополнительно разгон ть аэросмесь, получа при встречном соударении пылевоздушных струй дополнительный измельчающий эффект.If it is necessary to obtain a higher intensification of the grinding of large particles of fuel, before the collision, report aerosol higher speeds, which in the proposed design of the furnace is realized by combining the output sections of the fuel nozzles 6 aero mix and air nozzles 5 into a common unit 10, which allows for high speeds air to additionally disperse the air mixture, resulting in an additional grinding effect on the counter impact of dusty air jets.

По сравнению со струйными мельницами , струи у которых ориентированы встречно или под тупым углом, эффективность измельчени топлива при соударении пыле- воздушных струй в предлагаемой топке в любых случа х меньше вследствие направленности струй одна к другой под острым углом. Однако этот эффект от соударени струй вл етс дл топки побочным, но он может быть использован дл улучшени Compared to jet mills, whose jets are oriented opposite or at an obtuse angle, the fuel grinding efficiency when a dust-air jets collide in the proposed furnace is in any case less due to the jets being directed towards each other at an acute angle. However, this effect from jet impact is secondary to the furnace, but it can be used to improve

0 зерновых характеристик пыли, облегча тем самым работу сепараторов мельниц. Выбор же направленности пылевоздушных потоков под острым углом один к другому продиктован необходимостью получени ,ре зультирующей скорости, только вверх, что с внешней подачей вторичного воздуха, а также установкой отбойной плиты 12 предотвращает сепарацию топлива в шлакоприемное устройство 4.0 grain characteristics of dust, thereby facilitating the work of the separators mills. The choice of directionality of dust-air flows at an acute angle to one another is dictated by the need to obtain a speed that is only upward, which, with external secondary air supply, as well as the installation of the fender plate 12, prevents the fuel from being separated into the slag-receiving device 4.

Оптимальный диапазон изменени углаOptimum Angle Range

0 раскрыти диффузора 8 и угла наклона сопл 5 и 6 выбираетс из услови направленности вверх всего пылевоздушного потока, что реализуетс тем успешней, чем острее угол между ориентированными один к другому потоками. Нижний предел угла накло на плоских сопл 5 и 6 и угла раскрыти диффузора составл ющей 25°, вы влен конструктивно из услови возможности .тво- да плоских сопл 5 и 6 через боковые стенки 9 шлакоприемного устройства 4, а верхний0 open the diffuser 8 and the angle of inclination of the nozzles 5 and 6 is chosen from the direction of the upward direction of the entire dust-air flow, which is more successful the sharper is the angle between the flows oriented one to the other. The lower limit of the angle of inclination of flat nozzles 5 and 6 and the angle of opening of the diffuser constituting 25 °, was found to be constructive from the condition of the possibility. Of two flat nozzles 5 and 6 through the side walls 9 of the slag-receiving device 4, and the upper

Q предел этого угла (37°) к вертикальной оси - из услови , что при таком угле наклона сопл 5 .и 6 с учетом бокового расширени воздушной струи в 8° пылевоздущ- ные потоки будут встречатьс под углом 90° один к другому (45° к вертикальной оси),The Q limit of this angle (37 °) to the vertical axis is provided that at such an angle of inclination of the nozzles 5. And 6 taking into account the lateral expansion of the air jet by 8 °, dust-air flows will meet at an angle of 90 ° to each other (45 ° to the vertical axis),

что вл етс предельным углом, когда согласно сложению векторов весь скоростной поток будет направлен только вверх, а в случае угла между ними больше чем 90° часть потока будет ответвл тьс вниз, вызыва сепарацию в шлакоприемное устройство 4. Более «жесткой вертикальной ориентации соудар ющих пылевоздушных потоков, особенно при аварийных отключени х подачи пыли по каким-нибудь пылепро- водам или при неравенстве скоростей противоположных потоков (что всегда имеетwhat is the limiting angle when, according to the addition of the vectors, the entire speed stream will be directed only upwards, and in the case of an angle between them greater than 90 °, part of the stream will branch down, causing separation into the slag-receiving device 4. A more "rigid" vertical orientation of the impacting dusty streams, especially in case of emergency shutdowns of dust supply through some dust lines or with unequal velocities of opposite flows (which always has

место при эксплуатации), способствует также установленна в центре диффузора 8 отбойна плита 12, котора омываетс с двух сторон чистым воздухом, получаемым за счет расширени под углом 8° перифеQ рийных слоев струй, выход щих из воздушных сопл 5 вторичного воздуха, создава дл частиц топлива движущуюс вверх воздушную «подушку.place during operation) is also facilitated by the fender plate 12 installed in the center of the diffuser 8, which is washed on both sides with clean air obtained by expanding the peripheral layers of the jets emerging from the air nozzles 5 of the secondary air at an angle of 8 °, creating fuel particles moving upward airbag.

Быстрое падение скорости в потоке, обусловленное аэродинамическим торможением 5 и турбулентным расширением гор щего факела , вызывает увеличение относительного перемещени пылинок в потоке, ускор теп- ломассообменные процессы. При этом некоторые крупные несгоревшие частицы сепарируют вниз на скаты холодной воронки 2 и затем благодар наклонным скатам вовлекаютс вновь в основной поток факела, пока не произойдет их выгорание.The rapid drop in velocity in the flow, due to aerodynamic dragging 5 and the turbulent expansion of the burning torch, causes an increase in the relative movement of dust particles in the flow, accelerating heat and mass transfer processes. At the same time, some large unburned particles are separated down onto the slopes of the cold funnel 2 and then, due to the inclined slopes, are drawn back into the main flow of the torch until they burn out.

Как известно, золовые частицы значительно мельче, чем крупные частицы топлива , поэтому практически вс зола выноситс в конвективные газоходы котла, а наиболее крупные куски шлака, падающие с поверхностей нагрева, преодолева динамическое воздействие пылевоздушной струи, через вертикальный канал 7 падают в шлако- приемное устройство 4. Кроме того, после профилактических очисток топки целесообразно поочередное на каждом отсеке крат- ковременное закрытие регулирующих органов подачи вторичного воздуха. Така операци легко осуществима (достаточно нажать соответствующую кнопку на щите управлени на несколько секунд) и в то же врем практически не сказываетс на топоч- ном процессе, позволив быстро спустить в шлакоприемное устройство 4 возможное скопление золы в зоне усть холодной воронки 2.As it is known, ash particles are much smaller than large particles of fuel, therefore practically all ash is carried into the convective gas ducts of the boiler, and the largest pieces of slag falling from the heating surfaces, overcoming the dynamic effect of the dust-air jet, through the vertical channel 7 fall into the slag-receiving device 4. In addition, after prophylactic cleaning of the furnace, it is advisable to alternately short-term closing of the secondary air supply regulators in each compartment. Such an operation is easily accomplished (just press the corresponding button on the control panel for a few seconds) and at the same time practically does not affect the furnace process, allowing a possible accumulation of ash in the mouth of the cold funnel 2 to be quickly discharged into the slag-receiving device 4.

Вертикальный канал 7, вл сь каналом шлакоудалени и камерой предварительного перемешивани аэросмеси и вторичного воздуха, полностью защищает нижние сопла горелок от забивани шлаком и от излучени из топки. Оптимальный размер высоты вертикального экранированного канала h pa вен 1,8-2,3 его ширины в. Если отказатьс от выполнени вертикального канала 7 (т. е. h 0), а топливные сопла 6 аэросмеси и воздушные сопла 5 расположить сразу под скатами холодной воронки 2, то они, особенно при отключении подачи пыли на некоторые секции, будут подвергатьс нагреву от косого излучени , направленного вдоль скатов. Но самое опасное при таком расположении плоских сопл 5 и 6 наблюдаетс при включении обдувочных аппаратов дл проведени профилактической очистки топки и ширмовых поверхностей нагрева (ширмовые поверхности нагрева, расположены вверху топки, в области высоких температур, которые выше температуры деформации золы, поэтому при самой современной аэродинамике топки подвергаютс шлакованию); в этом случае основна масса шлака падает на скаты и, разгон сь по их наклонным плоскост м, попадает в плоские сопла 5 и 6. Такое попадание шлака исключаетс , если выполнить вертикальный канал 7 с достаточной высотой h, при которой скольз щий шлак по скатам будет удар тьс в противоположную экранированную вертикальную стенку канала 7 и затем падать вниз в шлакоприемное устройство 4. Кроме того, такое решение также защищает плоские сопла 5 и 6 и от излучени факела со стороны скатов. Величина высоты канала 7, необходима дл исключени попадани в сопла скольз щего по скатам шлака, может быть вычислена как произведение ширины в канала 7 на тангенс угла наклона ската холодной воронки 2 к горизонтальной плоскости . Учитыва , что этот угол наклона составл ет 50-60, отношение вь1соты Л канала 7 к его ширине в составл ет величину 1,2-1,7, т. е. диапазон изменени этих соотношений исключительно зависит от угла наклона скатов холодной воронки 2, а с учетом того, что траектори шлака под воздействием различных возмущающих сил в топке может иметь отклонени от расчетной , необходимо дл надежности увеличить высоту канала 7 на 300 мм и тогда отношение высоты вертикального канала 7 к его ширине должно лежать в пределах 1,8-2,3. Ширина вертикального канала 7 строго ограничена известными предельными размерами дл тонкоструйных щелей 300-450 мм (большие размеры относ тс к большей производительности котла ), причем эта ширина, в свою очередь, должна относитьс к ширине а камеры 1 сгорани в пределах 0,04-0,07, что позвол ет выбрать необходимую ширину камеры 1 сгорани , в которую может вписатьс суммарна длина выходных сечений вертикальных плоскопараллельных горелок, сложенных боковыми поверхност ми в один р д. Диапазон изменени этого соотношени в основном зависит от мощности парогенератора , а именно меньшее значение (0,04) относитс к топкам котлов большой паро- производительности, а большее значение (0,07) - к топкам котлов малой паро- производительности.The vertical channel 7, which is a slagging channel and a premixing chamber of the air mixture and secondary air, completely protects the lower nozzles of the burners from clogging with slag and from radiation from the furnace. The optimal size of the height of the vertical shielded channel is h pa veins 1.8-2.3 of its width c. If you refuse to perform the vertical channel 7 (i.e., h 0), and place the fuel nozzles 6 air mixtures and air nozzles 5 immediately below the slopes of the cold funnel 2, then, especially when the dust supply to some sections is turned off, radiation directed along the slopes. But the most dangerous with this arrangement of flat nozzles 5 and 6 is observed when turning on the blower apparatus for carrying out preventive cleaning of the firebox and of the heating surfaces (the screen heating surfaces are located at the top of the firebox, in the high temperature region that is higher than the deformation temperature of the ash, therefore with the most modern aerodynamics fireboxes are subjected to slagging); in this case, the bulk of the slag falls on the ramps and, accelerating along their inclined planes, falls into flat nozzles 5 and 6. Such slag penetration is excluded if the vertical channel 7 is performed with a sufficient height h at which the sliding slag along the slopes is hit the opposite shielded vertical wall of the channel 7 and then fall down into the slag receiving device 4. In addition, this solution also protects the flat nozzles 5 and 6 from the radiation of the torch from the slopes. The height of the channel 7, necessary to avoid falling into the nozzles of the slag sliding along the slopes, can be calculated as the product of the width of the channel 7 by the slope of the cold slope of the cold funnel 2 to the horizontal plane. Considering that this angle of inclination is 50-60, the ratio of the height L of channel 7 to its width is 1.2-1.7, i.e. the range of variation of these ratios solely depends on the angle of slope of the cold funnel 2, and taking into account the fact that the slag trajectory under the influence of various disturbing forces in the furnace may have deviations from the calculated one, it is necessary for reliability to increase the height of the channel 7 by 300 mm and then the ratio of the height of the vertical channel 7 to its width should be within 1.8-2 3 The width of the vertical channel 7 is strictly limited to the known limiting dimensions for thin-jet slits of 300-450 mm (larger dimensions are related to higher boiler capacity), and this width, in turn, should relate to the width a of the combustion chamber 1 within 0.04-0. , 07, which allows one to choose the required width of the combustion chamber 1, into which the total length of the output sections of vertical plane-parallel burners composed of one row of side surfaces can fit. The range of variation of this ratio mainly depends t steam generator power, namely a lower value (0.04) refers to a large steam boiler furnace productivity, and a higher value (0.07) - a small steam boiler furnace productivity.

П- P-

Фмг,2Fmg, 2

Claims

1. A HEATER primarily for burning brown slagging coals, comprising a vertical prismatic combustion chamber with a cold funnel having a slit-like window for slag outlet, under which a slag receiving device is installed, as well as air and fuel nozzles in the lower part of the combustion chamber, characterized in that, with In order to increase reliability by reducing slagging of the combustion chamber, the cold funnel is connected to the slag receiving device by a vertical channel with a width of 0.04-0.07 and a height of 1.8-2.3 of the channel width, and at the outlet the channel is supplied with Cone angle disclosing 25- 37 °, wherein the air and fuel nozzles are connected to the diffuser is an end adjacent to the walls shlakopriemnogo device.

2. Firebox on π. 1, characterized in that the air and fuel nozzles are combined into a block by a separation wall between the nozzles.

3. The furnace according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that along the axis of the diffuser a baffle plate is installed, the height of which is equal to the height of the diffuser.

SU „„ 1239452

Figure 1