SU754163A1 - Аэрофонтанна топка - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к аэрофонтанным аппаратам, например топкам, и может быть использовано в теплоэнергетике и в топливно-перерабатывающей промышленности.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано в качестве энергетической топки, а также в качестве технологической топки-нагревател  в установках термической переработки твердых топлив, в особенности дл  дожига полидисперсных, высокозольных остатков термического разложени .

Например, остаток полукоксовани  даже одного из видов высококачественного сланца содержит всего 2-4% горючих веществ и не может быть использован как топливо вследствие большого озолени .

В этом случае целесообразно дожигать твердый остаток в аэрофонтанной топке перерабатывающего агрегата дл  обеспечени  теплом процесс термического разложени .

Известна аэрофонтанна  топка, содержаща  камеру сгорани  и разгонную камеру, соединенную с камерой сгорани  верхней частью и снабженную в нижней части щтуцером дл  ввода топлива, размещенным над штуцером дл  подачи воздуха. В верхней части камеры сгорани  может быть размещен стабилизатор горени  1.

Известна  топка имеет р д недостатков; неполнота механического горени , относительно большие энергетические затраты на

5 дутье и относительно больщой объем аппарата вследствие того, что горение происходит только лишь в камере сгорани . Цель изобретени  состоит в повышении эффективности сгорани , а именно в снижении механической неполноты сгорани 

10 топлива, уменьшении энергетических затрат на дутье и в уменьщении объема топки Это достигаетс  тем, что рассто ние между щтуцерами дл  подачи топлива и воздуха составл ет (2-4)D, а диаметр штуцера дл  подачи воздуха равен (0,58-0,82)D, где D - диаметр разгонной камеры. Штуцер дл  подвода воздуха может быть выполнен в виде конфузора.

На чертеже изображена аэрофонтанна  топка, содержаща  камеру сгорани  1, верхн   часть которой снабжена выходным штуцером 2 и стабилизатором горени  3. Нижн   часть камеры сгорани  соединена с разгонной камерой 4, нижн   часть которой может быть выполнена в виде конфузора 5,

и.-ргход щим в штуцер b дл  подачи во. ,;,yx;ri. Выше штуцера длп подачи возд ха )ia разгонной камере расположен штуцер 7 дл  подачи TOiiJiiiBa.

Работа аэрофоптанной топки происходит следующим образом. Частицы топлива, поступающие через штуцер 7 в разгонную камеру , вначале опускаютс , а затем, встреча сь с потоком восход щего воздуха, подаваемого через штуцер 6, поднимаютс  вдоль разгонной камеры и к моменту достижени  камеры сгорани  разгон ютс  до скоростей , достаточных дл  обеспечени  режима фонтанировани  в разгонной камере. При этом часть поднимающихс  частиц в начале пути, встреча сь в нисход щем потоке топлива , захватываютс  им и вновь опускаютс  в нижнюю часть разгонной камеры. В результате чего в нижней части разгонной камеры создаетс  внутренн   циркул ци  топлива. Частицы топлива, попада  в камеру сгорани  1, подпи.маютс  в приосевой ее части и, достигнув стабилизатор горени , частично отклон ютс  в пристеночную область камеры сгорани , по которой они затем опускаютс  в нижнюю часть камеры. Опуска сь, указанные частицы встречаютс  с восход щим из разгонной камеры потоком аэровзвеси из топлива и газа и увлекаютс  им вверх, создава  таким образом фонтанообразную циркул цию материала. Частицы топлива, прошедшие стабилизатор, покидают камеру через выходной штуцер 2.

Раснг ложепие штуцера 7 дл  ввода топлива выше штуцера 6 на рассто нии, равном (24)D, и прин тие диаметра штуцера

дл  подачи воздуха равным (0,58-0,82) D, где D - диаметр разгонной камеры, позвол ет провести сжигание топлива не только в верхней части топки, но и осуществить его в значительной мере в разгонной камере 4.

Полное использование объема топки достигаетс  благодар  тому, что после подачи материала, в процессе опускани  частиц в начале движени  их в разгонной камере, они сначала разгон ютс  под действием сил гравитации, а затем тормоз тс  встречным потоком воздуха. При этом имеют место высокие относительные скорости движени  частиц топлива и воздуха, в результате чего резко интенсифицируетс  процесс горени .

Наличие внутренней циркул ции гор щих частиц топлива в нижней части разгонной камеры обеспечивает подвод тепла к вновь поступающему топливу, его подогрев и устойчивое воспламенение. В результате процесс горени  осуществл етс  интенсивно по всему объему топки, включа  и ее нижнюю часть, что видно по данным расходовани  кислорода воздуха в разгонной камере.

В таблице приведены данные о содержании кислорода в воздухе на входе в разгонпую камеру и в дымовых газах на выходе.

Содержание кислорода, об.°/о

Устройство

на входена выходе

21

20 9 21

Эти данные свидетельствуют о том, что в описываемом устройстве в нижней части топки расходуетс  примерно половина кислорода воздуха и, следовательно, в ней в значительной мере осуществл етс  процесс сжигани .

В известной топке на этом участке горение практически не осуществл етс . Эти данные показывают, что благодар  начавшемус  горению в нижней части топки топливо , поступающее в разгонную камеру, хорошо подготовлено, вследствие чего уменьшаетс  механическа  неполнота горени  его. По данным видно, что объем верхней части топки может быть значительно уменьшен, что приводит к уменьщению ее габаритов в целом. Кроме того, энергетические затраты в насто щей топке уменьшаютс  в 1,5- 2 раза вследствие нагрева воздуха в нижней ее части и увеличении объема газов в три раза. Увеличение объема газа позвол ет уменьшить долю воздуходувных средств дл  создани  необходимого гидрав: лического режима процесса горени .

Уменьшение выбранных соотношений размеров ниже указанных ведет к ухудшению внутренней циркул ции гор чих частиц топлива в нижней части разгонной камеры, ухудшению теплообмена с вновь поступающим топливом и как следствие к отсутствию устойчивого воспламенени . Увеличение заданных размеров выще указанных приводит к неоправдано высоким энергетическим затратам на поддержание сло  циркулирующего материала в нижней части разгонной 1 амеры, что экономически не выгодно .

Пример. В аэрофонтанную топку, которую используют в качестве топки-нагревател  в установке термической переработки сланца непрерывно подают сланцевый кокосзольный остаток, образующийс  в результате термической переработки сланца с твердым теплоносителем, имеющим температуру 500°С, и содержащий, %: горючих компонетов - 2,2, в том числе углерода - 1,7, водорода - 0,1, серы колчеданной - 0,4, золы - 7,3, СО 2 карбонатов - 25,5.

Теплота сгорани  (низша ) 175 ккал/кг.

Одновременно в топку подают дутьевой воздух, имеющий температуру 50°С, в количестве , необходимом дл  нагрева до температуры 850°С, образующихс  при сжигании золы и дымовых газов.

Часть нагретой в топке золы, ее более крупную фракцию, используют в качестве

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Аэрофонтанная топка, содержащая камеру сгорания и разгонную камеру, соединенную с камерой сгорания верхней частью и снабженную в нижней части штуцером для ввода топлива, размещенным нал штуцером для подачи воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности сгорания, расстояние между штуцерами для подачи топлива и воздуха составляет (2—4)D, а диаметр штуцера для подачи воздуха равен (0,55—0,85) D. где D — диаметр разгонной камеры.
2. 2. Топка по π. 1, отличающаяся тем, что нижняя часть разгонной камеры выполнена в виде конфузора.