Топка кипящего слоя

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси Открытое акционерное общество Головное специализированное конструкторское бюро по комплексу оборудования для микроклимата(72) Авторы Бородуля Валентин Алексеевич Теплицкий Юрий Семенович Добкин Семен Михайлович Ткачев Михаил Иванович(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси Открытое акционерное общество Головное специализированное конструкторское бюро по комплексу оборудования для микроклимата(57) Топка кипящего слоя, содержащая газораспределительную решетку, отводы подачи вторичного воздуха, установленные в верхней части корпуса, и крышку с тремя дымоходами, а также установленные в нижней части топки патрубок ввода инертного теплоносителя, жидкотопливную горелку и патрубок ввода твердого топлива, отличающаяся тем,что в корпусе топки выполнены сопла подвода третичного воздуха, расположенные непосредственно над границей кипящего слоя и направленные тангенциально, причем патрубок ввода инертного теплоносителя, жидкотопливная горелка и патрубок ввода твердого топлива установлены ниже тангенциальных сопел, на уровне расположения кипящего слоя, а патрубок ввода твердого топлива установлен диаметрально жидкотопливной горелке. Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано для сжигания твердого мелкофракционного топлива в топках паровых и водогрейных котлов. Известен котел водогрейный, в обечайке которого установлен корпус топки кипящего слоя, которая принята за прототип. Топка кипящего слоя содержит газораспределительную решетку, отводы подачи вторичного воздуха установленные в верхней части корпуса,и крышку с тремя дымоходами. В нижней части топки над кипящим слоем установлены патрубок ввода инертного теплоносителя с вводом первичного воздуха, жидкотопливная горелка, устройство (патрубок) подачи твердого топлива 1. Недостатком указанной конструкции является необходимость создания обширного пространства над кипящим слоем. Кроме того, подача вторичного воздуха в верхнюю часть корпуса топки недостаточна для предотвращения уноса легких частиц в составе дымовых газов, что снижает интенсивность процесса горения топлива. Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности процесса горения за счет повышения полноты сгорания топлива и уменьшения топочного объема, соответственно снижение металлоемкости агрегата. Поставленная задача решается следующим образом. Известная топка кипящего слоя содержит газораспределительную решетку, отводы подачи вторичного воздуха, установленные в верхней части корпуса, и крышку с тремя дымоходами и установленные в нижней части топки патрубок ввода инертного теплоносителя, жидкотопливную горелку и патрубок ввода твердого топлива. Согласно предлагаемому техническому решению, в корпусе топки выполнены сопла подвода третичного воздуха, расположенные непосредственно над границей кипящего слоя и направленные тангенциально. Причем патрубок ввода инертного теплоносителя,жидкотопливная горелка и патрубок ввода твердого топлива установлены ниже тангенциальных сопел, на уровне расположения кипящего слоя, а патрубок ввода твердого топлива установлен диаметрально жидкотопливной горелке. Такая конструкция и расположение тангенциальных сопел подвода третичного воздуха обеспечивает наиболее интенсивную технологию сжигания и экономичность предлагаемой конструкции, создание в пространстве над кипящим слоем (надслоевое пространство) вихревого движения газов и мелких частиц топлива, что необходимо для продления времени пребывания недогоревших частиц в топке. Эта мера способствует увеличению теплообмена в надслоевом пространстве, благодаря чему надслоевое пространство, необходимое для полного дожигания топлива, уменьшено в объеме, что уменьшает себестоимость установки, так как уменьшается ее металлоемкость. Образованный вихрь улучшает радиальное перемешивание частиц, что приводит к более равномерному распределению подаваемого топлива, это помогает избежать температурных перекосов в топочном пространстве. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение полноты сгорания топлива и интенсификацию процесса горения, что повышает эффективность предлагаемой топки, а радиальное перемешивание частиц приводит к более равномерному распределению подаваемого топлива,На фиг. 1 показана схема общего вида топки кипящего слоя. На фиг. 2 показаны сопла подвода третичного воздуха, направленные тангенциально и расположенные в стенках топки кипящего слоя (сечение -). 94852013.08.30 Предлагаемая топка кипящего слоя содержит корпус топки 1 кипящего слоя, газораспределительную решетку 2, отводы 3 подачи вторичного воздуха, установленные в верхней части корпуса 1, и крышку с тремя дымоходами 10. В нижней части корпуса топки 1 содержится патрубок 4 ввода инертного теплоносителя, патрубок 5 отвода золы из корпуса 1. Над границей 6 кипящего слоя в стенке корпуса 1 выполнены сопла 7 подачи третичного воздуха, направленные тангенциально. Жидкотопливная горелка 8 установлена ниже тангенциальных сопел 7 на уровне расположения кипящего слоя, а патрубок 9 ввода твердого топлива установлен диаметрально горелке 8. Предлагаемая топка кипящего слоя работает следующим образом. На газораспределительную решетку 2 в корпусе топки 1 по патрубку 4 ввода подают инертный теплоноситель, куда подается и первичный воздух (на фигурах не показано). Слой инертного теплоносителя переходит в псевдоожиженое состояние (кипящий слой),после чего включают жидкотопливную горелку 8 и при достижении инертным материалом температуры 760-860 С на газораспределительную решетку 2 осуществляют подачу твердого топлива, например фрезерного торфа или древесных отходов, через патрубок 9. В верхнюю часть корпуса топки 1 через отводы 3 подают вторичный воздух для догорания летучих компонентов в продуктах сгорания топлива, что частично препятствует уносу легких частиц в составе дымовых газов. В надслоевое пространство через тангенциально направленные сопла 7 подают третичный воздух для создания над границей 6 кипящего слоя, вихревого движения потока смеси дымовых газов, летучих компонентов, мелкой фракции топлива, вторичного и третичного воздуха, что обеспечивает более полное сжигание и минимизирует унос недогоревшего топлива. Зольные остатки удаляются через патрубок 5. Дымовые газы выводятся дымоходами 10. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение полноты сгорания топлива и интенсификацию процесса горения, что повышает эффективность предлагаемой вихревой топки, кроме того, улучшается радиальное перемешивание частиц, что приводит к более равномерному распределению подаваемого топлива, это помогает избежать температурных перекосов в топочном пространстве. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3