Циклонная горелка

 

Использование: в паровых котлах большой мощности. Сущность изобретения: циклонная горелка снабжена пакетом циклонных камер, сгруппированных попарно: одна - на оси параллельной оси горелки, а другая - под углом а 40-55° с ней, и имеющих общее выходное сопло, причем группы расположены так что выходное сопло их направлено под встречным углом р 80-110° к соплам окислителя, позволяющим получить плоский факел оптимальной формы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 23 С 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885440/06 (22) 26.11.90 (46) 30.06.93. Бюл. N 24 (71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Дзержинского (72) Н.Я. Бутаков и А.М.Хидиятов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1170226, кл. F 23 К 1/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1224508, кл, F 23 К 1/00, 1986.

Патент ГДР М 261064, кл. F 23 О 1/00.

1988.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания суспензионного топлива в топках паровых котлов.

Цель изобретения — повышение эффективности подготовки и сжигания суспензионного топлива большого расхода и автономного запуска горелки.

Согласно изобретению указанная цель достигается тем, что циклонная суспензионная горелка снабжена пакетом циклонных камер с торцевым вводом суспензионного топлива сгруппированных попарно: одна— на оси параллельной оси горелки, а другая— под углом а = 40-55 с ней, и имеющих общее выходное сопло, причем группа расположена так, что выходное сопло их направлено под встречным углом p = 80110 к выходному соплу окислителя, например. воздуха.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная циклонная суспенэионная горелка отличается наличием пакета циклонных камер с торцевым

212 1824509 А1

М (54) ЦИКЛОННАЯ ГОРЕЛКА (57) Использование: в паровых котлах большой мощности. Сущность изобретения; циклонная горелка снабжена пакетом циклонных камер, сгруппированных попарно: одна — на оси параллельной оси горелки, а другая — под углом а = 40-55 с ней, и имеющих общее выходное сопло, причем группы расположены так что выходное сопло их направлено под встречным углом р=80-110 к соплам окислителя, позволяющим получить плоский факел оптимальной формы, 4 ил, вводом суспензионного топлива сгруппированных попарно: одна — на оси параллельной оси горелки, другая — под углом а =40-55 с ней, и имеющих общее выходное сопло, группы расположены так, чтобы выходное сопло их направлено под встречным углом 80-110 к выходному соплу окислителя.

Размещение циклонных камер под уклоном а =40-55 к осям горелки и под углом

- 80-110 к выходному соплу окислителя в основном определяется необходимостью эффективной эжекции горячих газов к корню факела, а также конструктивно-компоновочными соображениями: размещение циклонных камер под углом меньше 40 и больше 55 создает сложные условия по компоновке топливных подводов на циклонных камерах из-за взаимного сближения и приближения к стенке котла.

На фиг. 1 изображена циклонная суспензионная горелка; на фиг; 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг, 1.

1824509

15

35

55

:- ».: я сyспензио2<22ая Tорелка соде,,::, клонные камеры 1 и 2, кольцевой ко:.". к "р 3 . ", ifii åíöèàëüíûìI1 паiðóáêýìè

4д22 or д.÷è нагретого воздуха в циклонные камеры, 3ангенциальные сопла 5 для подачи топлива, например, мазута в циклонные камеры, форсунки 6 для распыления суспензионного топлива в циклонных камерах, выходное сопло 7 циклснных камер 1 и 2, evxogiioe сопло 8 воздухопроводов 9 для подачи окислителя (нагретого воздуха), завихрители 10 для создания противоположных крутпк воздушных потоков, камеры смешс2221я 11, выходное окно 12, экран топки 1 1, э<ра21ированная амбразура 14.

I, : 2..н2.ая суспензионная горелка рабе а:":,:,:.„: эщим образом. ,: ные камеры 1 и 2 поступает

3,. ..:3д,х из кольцевого коллектора

3 I ° r.-.; —,,2г2 нцнальные патрубки 4. В эти же к-.2ме ы вводится топливо. например, мазут 2- р .3 тангенциальные сопла 5, установя г 2 22 2. ". o o с н о с т а н г е н ц и а л ь н ы м и паrр,,l3 =,".. 3 и под углами, для которых вь222ол22яет,:1 ог 2нмальное соотношение диаметра у- с. "-2ои окружности (Ду) к внутреннему диам2:тру циклонной камеры (Д1) в д-... 22азон., 2.,- 25 - 0.5.

Пос1,21ив222.1й мазут в циклонные камеры 1 21 ", яссплам<:няется. образуя огненный ви срь ". i Iсра гурой 1500 С

: ..;n вихрч продается суспен22-, ° » 222гиво форсункой 8 в виде мель-, ",u2;; 2IrIc.TII, размерами до 250 мкм. ен11 32221oro ioTITIvr3a захватыва.<.2 . в. „,х1 2, II:Ix raэов, обезвоживаюто ся - м.э.маю2гrI до 800 — 850 С.

В 12, хл2»2ных камерах 1 и 2 нагретые лого> и 2азсмеси (смесь горячих газов с твердыми остатками капель суспензионно2о топ22ив .2) 21меют противоположные закру2ки, ко 2с2рые по ходу при встрече между собой г2 222.2лешинаются, гася при этом свои закрут2а2

022рззуют один турбулизированный поток, С2(22: оп 2 енный турбулиэованный поток т <2 2 1 2-2 ) 2 а -2смеси, нагретый до 800850"., "а .ленных камер 1 и 2 через выход,:о:.,:2,2<2 подаегся под встречным углом;, j!Ii н2 лю, например, воздуху, нагрет<;- .y;Iu 300 .250 С, поступающему через

BHi ñ2,.1.Io= сопло 8 из воэдуховодов 9 с завихри2елякхи i 3. 23стреча потоков гаэосмеси и окислителя происходит в камере смешения

11, где газосмесь воспламеняется и в виде плосioio факела через выходное окно 12 поступает в топку парового котла, В2,2х;->дное сопло 8 горелки состоит из

pI.) i, I3e;. 22:",3TII,íûõ круглых воздуховодов 9 с встречной регулируемой закруткой воздуха в эавихрителях 10. Это обеспечивает уменьшение ширины результирующего факела горелки, что в сочетании с конструкцией амбразуры, выступающей в топку. предупреждает наброс факела на экраны.

Кроме того. встречная закрутка потоков воздуха в воздуховодах выходного сопла 8 способствует дополнительной рециркуляции охлажденных топочных газов внутрь факела, что усиливает его эжектирующую способность, характерную для плоскофакельных горелок и является положительным фактором благодаря дополнительному уменьшению образования и в топке паровоГо котла, Расчеты показывают, что количество мазута сокращается в 5,2 раза с использованием предложенной циклонной суспензионной горелки, по сравнению с непосредственным сжиганием мазута в качестве топлива в топке парового котла.

Применение пакета циклонных камер позволяет ускорить подготовку суспензионного топлива перед сжиганием его в топке парового котла, путем интенсификации теплоообмена между распылением суспенэионным топливом и горячими газами за счет меньшего обьема отдельной циклонной камеры. а также позволяет получить оптимальной формы факел с наперед заданными характеристиками, 8 предложенной циклонной суспензионной горелке количество циклонных камер минимум две, следовательно, тепловая мощность горелки может возрасти в два раза, Таким образом, увеличение единичной мощности горелки, возможность самостоятельного запуска горелки или использования водоугольного топлива, сокращение потерь топлива с недожигом вследствие интенсификации теплообмена в топке, сокращение вредных выбросов, снижение расхода дорогостоящего растопочного топлива (мазута), определяют экономичность заявленной циклонной суспензионной горелки, Формула изобретения

Циклонная горелка, содержащая циклонную камеру с тангенциальными топливными и воздушными каналами с установленными в них завихрителями и выходное сопло, отличающаяся тем, что, с целью эффективного сжигания суспензионного топлива. например водоугольной суспензии большого расхода путем образования плоского факела с зжекцией горячих газов во внутрь его горелка снабжена паке1824509 внзианное л7ююай ф том циклонных камер с торцовым вводом суспензионного топлива, сгруппированных попарно, причем в каждой паре одна камера расположена на оси, параллельной оси горелки, а другая — наклонно под углом 4055 к ней и образуют общую предварительную камеру смешения с выходным топливо-воздушным соплом. ось которого

/9гррщ

lotto gznzp апюлиУ совпадает с осью наклонной камеры и направлена под встречным углом 80-110 к общей оси выходных сопл двух параллельных воздушных каналов, снабженных завихрите5 лями с противоположным направлением крутки потока. при этом в зоне между всеми выходными сОплами расположена основная камера смешения с окном на выходе, 1824509

Tpnauk(argy й,г 1 Фиуме

4Ьг Г

Составитель Н. Бутаков

Техред М.Моргентал Корректор М. Андрушенко

Редда ор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2219 Тираж Подписное

ВНИИ! !И осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5