29.03.2019
219.016.f1e4

ТОПОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к созданию энергетических котлов для сжигания жидкого, в том числе, водоугольного топлива и может быть использовано в котельных коммунально-бытового хозяйства и промышленных предприятий для обогрева зданий, горячего водоснабжения и получения технологического тепла. Топочное устройство включает внешний корпус с установленными в корпусе форсунками для подачи топлива и соплами вторичного дутья воздуха, соосно установленную внутреннюю вставку и образованную ими вертикальную кольцевую камеру горения. Внутренняя вставка, имеющая форму полой трубы диаметром 40÷60% диаметра корпуса котла, нижний конец которой открыт внутри камеры, а верхним также открытым концом вставка выведена в теплообменную часть котла, подвешена к потолку кольцевой камеры. Внутренняя вставка своим нижним концом дополнительно установлена на подставке внутри топки и имеет окна в нижней части. В нижней части корпуса топки на его стенке установлен кольцевой выступ, частично перекрывающий кольцевую камеру. Форсунки для подачи жидкого топлива установлены в средней части кольцевой камеры, оси форсунок в горизонтальной плоскости составляют от 30 до 60 градусов со стенкой топки. Сопла вторичного дутья расположены в горизонтальных плоскостях форсунок примерно через 90 градусов от форсунок вдоль дуги в пересечении корпуса топки горизонтальной плоскостью, а углы между осями сопел и стенками топки в месте их расположения составляют от 30 до 60 градусов. Изобретение позволяет увеличить площадь излучающей поверхности топки и тем самым повысить устойчивость горения топлива и увеличить эффективность сжигания топлива. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к созданию энергетических котлов для сжигания жидкого, в том числе, водоугольного топлива и может быть использовано в котельных коммунально-бытового хозяйства и промышленных предприятий для обогрева зданий, горячего водоснабжения и получения технологического тепла.

Известен способ сжигания водоугольного топлива [патент РФ №96108371 от 1998.07.10, МПК 6 F23C 6/04].

Способ включает подачу подогретого и распыленного топлива и подачу возврата уноса в топку котла, причем подогрев жидкого топлива производят в процессе его закрутки в цилиндрический слой тангенциальными потоками горячего газообразного агента и последующим пропусканием последних через слой вращающегося топлива от периферии к оси его вращения, а распыл и вдув смеси топлива и горячего агента в топку котла осуществляют за счет подачи высокоскоростного потока воздуха через внутреннюю полость цилиндрического слоя смеси топлива и горячего агента.

В этом способе подогрев топлива и воздуха осуществляется не только за счет тепла сгорающего топлива и переизлучения тепла от стенок топки, но и путем возврата тепла уходящих газов.

Недостатком данного устройства является малая площадь излучающей поверхности топки. В силу этого для обеспечения устойчивого горения топлива приходится возвращать в топку горячий агент уноса, с целью подогрева вводимого воздуха и топлива. Естественно, агенты уноса играют роль балласта и снижают эффективность работы котла.

Известно устройство для сжигания различных видов топлива - вихревая топка [патент РФ №2185571 от 2001.04.27, МПК 7 F23C 5/28]. Повышение экономичности работы топки за счет снижения мехнедожога достигается тем, что в вихревой топке, содержащей холодную воронку, расположенную над ней призматическую вертикальную камеру сгорания, на двух противоположных стенках которой установлены горелки, наклоненные вниз, и воздушные сопла, а также нижерасположенные комбинированные сопла ввода в топку по меньшей мере одного из компонентов: сушильного агента пылесистем, воздуха, угольной пыли, высокореакционного топлива и газов рециркуляции, причем комбинированные сопла, установленные на стенке под воздушными соплами, направлены наклонно вверх, а выходные сечения горелок, воздушных и комбинированных сопл выполнены в виде вертикальных щелей, вертикальные оси которых размещены в общих плоскостях, согласно изобретению воздушные сопла установлены не ниже уровня размещения горелок, выполнены из двух отсеков, расположенных непосредственно друг над другом и направленных в разные стороны относительно указанных вертикальных плоскостей.

Рациональное перераспределение воздуха в объеме топки за счет расположения, формы и ориентации горелок и воздуховодов с регулирующими клапанами позволяет изменять степень заполнения холодной воронки факелом и управлять тепловосприятием поверхностей нагрева камеры сгорания и, тем самым, снижать степень недожога топлива.

В данном устройстве недостаточно развита отражающая тепло поверхность камеры горения топлива.

Наиболее близким по технической сущности решением является прямоточный котел с циклонной топкой [а.с. СССР №111463 от 1956.09.22. Класс 13а, 18; 13а, 27/12], включающий внешний корпус и внутренний цилиндр меньшего радиуса, топочное устройство которого расположено в кольцевом пространстве между корпусом и внутренним цилиндром. При этом кипятильные трубы котла размещены на стенках корпуса котла и внутреннего цилиндра. Компактное расположение поверхностей нагрева уменьшает габариты котла, а размещение топки внутри котла уменьшает тепловые потери в окружающее пространство.

Недостаток устройства заключается в том, что внутри топочного пространства имеет место интенсивный отбор тепла и отражательная эффективность стенок топочного устройства мала. В топках сравнительно небольших размеров не удается организовать надежное поддержание необходимых условий для горения топлива.

Известным решением такой проблемы является выделение топки котла в автономный отдельный узел без теплообменных поверхностей, в котором происходит подогрев, сушка и сжигание топлива, и после которого горячие газы поступают в теплообменную часть котла. В таких топках необходимая температура для воспламенения топлива поддерживается не только за счет горения топлива, но и за счет излучения тепла от стенок топки. Однако и в этих условиях (см. аналоги) при режимах работы топки на пониженных расходах топлива нередко излучающая поверхность топки оказывается недостаточной для устойчивой работы топки.

В основу изобретения положена задача создания топки, конструкция которой позволяет увеличить площадь излучающей поверхности топки и тем самым повысить устойчивость горения топлива и увеличить эффективность сжигания топлива.

Поставленную задачу решают путем создания топочного устройства, включающего внешний корпус с установленными на нем форсунками для подачи топлива и соплами вторичного дутья воздуха, соосно установленную внутреннюю цилиндрическую вставку и образованную ими вертикальную кольцевую камеру горения.

Внутреннюю вставку выполняют в форме полой трубы, подвешенной к потолку кольцевой камеры горения, при этом нижний конец трубы открыт внутри камеры топки, а верхний - также открытый - выведен в теплообменную часть котла. Диаметр вставки составляет 40÷60% диаметра корпуса котла. Кроме того, из конструктивных и прочностных соображений внутреннюю вставку нижним концом можно устанавливать на подставке внутри топки, при этом в стенках вставки в ее нижней части проделаны окна.

С целью удержания крупных частиц топлива в камере горения до полного выгорания, в нижней части корпуса топки на его стенке устанавливают кольцевой выступ, частично перекрывающий кольцевую камеру.

Форсунки для подачи жидкого топлива в количестве двух или более штук устанавливают в средней части кольцевой камеры равномерно по сечению котла, а оси форсунок направляют под положительным углом к горизонтальной плоскости. В этом случае струи водоугольного топлива попадают в наиболее разогретую зону горения. Кроме того, частицы топлива в вихревом потоке сначала поднимаются в верхнюю часть топки, а затем опускаются вниз, благодаря чему время их пребывания в зоне горения увеличивается. Форсунки для подачи жидкого топлива устанавливают в средней части кольцевой камеры, оси форсунок в горизонтальной плоскости составляют угол от 30 до 60 градусов со стенкой топки. Воздушно-топливные струи при этом интенсивно перемешиваются с воздухом вторичного дутья и, кроме того, создают дополнительный импульс в вихревом течении смеси топлива и воздуха.

На фиг.1 показано схематическое изображение топки с внутренней вставкой, подвешенной к потолку топки. На фиг.2 показано схематическое изображение топки, установленной на подставке внутри топки.

Призматический или цилиндрический корпус топки 1 и внутренняя цилиндрическая вставка 2 образуют кольцевую камеру горения 3. В стенке топки 1 устанавливают две или более форсунок для подачи жидкого топлива 4 и сопла вторичного дутья 5. Сопла вторичного дутья, выполняют в виде вертикальных щелей и располагают в горизонтальных плоскостях форсунок примерно через 90 градусов от форсунок вдоль дуги в пересечении корпуса топки горизонтальной плоскостью, а углы между осями сопел и стенками топки в месте их расположения составляют от 30 до 60 градусов. В своей нижней части корпус 1 содержит кольцевой выступ 6, а еще ниже переходит в конус 7. Внутреннюю вставку закрепляют в потолочной части камеры сгорания, фиг.1, или в нижней части вставку устанавливают, например, на крестообразной арочной конструкции 8, фиг.2.

Топка работает следующим образом. Жидкое топливо, например, дизельное топливо или водоугольное топливо (ВУТ), подают в камеру 3 через форсунки 4. Воздушно-капельная струя за счет собственного импульса, а также струями вторичного дутья воздуха в кольцевом канале, закручивается в вихревой поток. Поскольку оси топливных форсунок направлены вверх, капельки топлива (частицы угля) поднимаются сначала вверх, а затем под действием сил тяжести и вихревого опускного потока воздуха, опускаются по кольцевой камере сверху вниз. За счет тепла, получаемого от сгорания угля, а также тепла, переизлучаемого стенками корпуса топки 1 и внутренней вставки 2, происходит нагрев и воспламенение, а затем интенсивное горение капель в случае дизельного топлива или нагрев, сушка, воспламенение и интенсивное горение частиц угля в случае ВУТ. При этом стенки трубы - вставки, обдуваемые и снаружи, и изнутри горячими газами, имеют высокую температуру и, следовательно, высокую теплоизлучающую способность. Мелкие частицы угля успевают прогореть в пределах топки. Образующаяся зола или выпадает в накопитель через конус 7, или уносится вместе с горячими газами через внутреннюю цилиндрическую вставку 2. Крупные частицы центробежными силами выносятся на стенку корпуса 1 и сползают вниз. Кольцевая перегородка 6 удерживает частицы у стенки до тех пор, пока уголь не выгорит, а затем более легкие частицы золы радиальным потоком уходящих газов уносятся из топки котла и попадают в накопитель золы, или улетают вместе с газами.

Пример реализации.

На ООО «Завод стеновых блоков», г.Новосибирск, в 2007 году была спроектирована, изготовлена и запущена тепловая станция, включающая топку и экономайзер, частично использующая признаки предлагаемого решения. Станция ориентирована на обогрев цеховых помещений площадью порядка 10000 кв.м и производство технологического пара. Топка рассчитана на использование водоугольного топлива. Диаметр топки - 2 м, диаметр вставки - 800 мм, высота топки - 2 м. Топливо подается в топку с помощью пневматических форсунок. Вывод горячих газов из топки и перевод их в экономайзер производится через окно, расположенное внизу наружного корпуса топки. Расход топлива составляет до 200 г/с. Начиная с зимы 2007 года и по настоящее время тепловая станция успешно выполняет свои функции. При работе станции температуру в топке удается уверенно держать на уровне 850÷950 градусов. При этом не возникает проблем со шлакованием и удалением золы.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
29.03.2019
№219.016.f124

Пневматическая форсунка

Изобретение относится к энергетике и предназначено для распыливания жидкостей и суспензий, например водоугольного топлива (ВУТ). Пневматическая форсунка содержит корпус с внутренней кольцевой камерой и патрубок для подвода в нее сжатого газа, установленную по оси корпуса трубу для подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390386
Дата охранного документа: 27.05.2010
Показаны записи 1-10 из 26.
20.12.2013
№216.012.8dee

Способ экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов и мусоросжигательный завод для его осуществления

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Мусоросжигательный завод состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502017
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8def

Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов содержит 2 цеха: мусоросжигающий цех (МСЦ) и теплоцех, причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502018
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.05.2014
№216.012.bfb5

Способ свч-градиентной активации угольного топлива с использованием защитной пленки

Изобретение относится к способу СВЧ-градиентной активации угольного топлива с использованием защитной пленки путем СВЧ-воздействия на угольное топливо, при котором производят СВЧ-градиентную активацию угольной частицы, при этом поверхность кусков угля покрыта защитной пленкой, задерживающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514826
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.cef7

Устройство для сжигания водоугольного топлива (варианты)

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидкого, в том числе водоугольного топлива (ВУТ), в различных котельных установках промышленной теплоэнергетики, жилищно-коммунального хозяйства и других теплогенерирующих системах. Топочное устройство для сжигания водоугольного топлива включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518754
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.e1cd

Горелочное устройство

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит расположенные соосно корпус, парогенератор водяного пара, установленный в корпусе и состоящий из бачка-испарителя, паросепаратора, выполненных в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523591
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e2aa

Пневматическая форсунка (варианты)

Изобретение относится к энергетике и предназначено для распыливания жидкостей и суспензий, например водоугольного топлива (ВУТ). В пневматической форсунке кольцевое щелевое газовое сопло установлено на срезе диффузора и имеет коническую форму с углом конусности от 60 до 150 градусов. Внутренняя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523816
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e3a8

Устройство для разработки и удаления грунта под водой

Изобретение относится к струйной технике, а именно к подводным грунтозаборным устройствам, в частности к устройствам, при работе которых допускается вторичное загрязнение водоема, например, предназначенным для использования водолазами при судоподъемных, подводно-технических и гидротехнических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524070
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.12.2014
№216.013.14ae

Способ повышения устойчивости и эффективности процесса сжигания топлива в вихревой топке энергетической установки

Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно, к способу устойчивости и эффективности процесса сжигания топлива в вихревой топке энергетической установки. Способ включает формирование и стабилизацию вихревого потока. Формирование вихревого потока осуществляют за счет симметричного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536718
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.12.2015
№216.013.967b

Металло-воздушный источник тока

Изобретение относится к химическим источникам тока с газодиффузионным воздушным катодом, металлическим анодом и водными растворами электролитов. Металло-воздушный источник тока содержит корпус, заполненный электролитом, размещенный внутри него металлический анод, газодиффузионные воздушные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570143
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.04.2016
№216.015.2d94

Горелочное устройство

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим при горении перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит корпус с топкой. В корпусе размещен парогенератор перегретого водяного пара, а в дне топки установлена форкамера. Парогенератор состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579298
Дата охранного документа: 10.04.2016

Похожие РИД в системе