SU1488A1 - Стационарна котельна топка дл топлива, дающего значительный унос - Google Patents

Description

Предлагаема  котельна  топка имеет целью повысить утилизацию топлива, дающего значительный унос, улавливанием и дожиганием этого уноса. Дл  этого предлагаетс , согласно изобретени , топка с специальным топочногазоходным устройством, при котором процесс сжигани  топлива раздел етс  на р д ступеней: зажигание сырого топлива, сгорание его более или менее значительной части и дожигание отбросов топки, крупных и слившихс  (шлаки ) и мелких и раздробленных (унос) на (последовательно расположенных по ходу газового потока) одной или нескольких дополнительных колосниковых решетках или особых камерах сжигани .

На фиг. 1 -18 представлена топка со специальным топочно - газоходным устройством в применении к котлам различного типа.

Наблюдение и опыт показывают, что выжигание горючего из шлаков, совмещенное на одной и той же колосниковой решетке с основным процессом топки - сжиганием горючего в загруженном топливе, - протекает тем несовершеннее , чем больше зольность последнего и выше форсировка огн ; поэтому , попытки сжигани  высоко балластированных сортов топлива на обычных колосниковых решетках привод т подчас, особенно при большой пр мой отдаче сло  и в лом ходе реакции окислени  углерода топлива, к совершенно непривычным значени м потерь в выгребе, иногда до 20% и свыше от теплосодержани  основного топлива. Дл  устранени  этой особенности сжигани  засоренных и шлакующихс  сортов в насто щем изобретении применено резкое разграничение процессов выжигани  горючего из шлаков и горени  основного топлива, путем устройства широкоразвитых дополнительных решеток 2 и с (фиг. 1 -15) дл  полного выжигани  горючего из смеси шлаков и недогоревшего топлива, сталкиваемого через шуровочную дверцу 4 соответственным кочегарным инструментом на дополнительную реп1етку с основной 1 (фиг. 1-15). В соответствии с этим на фиг. 1-15 за первой решеткой 1, на которую загружаетс  сырое топливо, находитс  по ходу пламени и газов одна 3 (фиг. I - 7, 12-15) или несколько 2, .1 н 3 (фиг.

S -11) дополнительных колосниковых решеток с регулируемым (независимо от основной) притоком воздуха в слой; на фиг. 1 - 5 показано паровое дутье, ка фиг. 8-15 - вентил торное - от общего канала, или индивидуальное.

При таком топливе, как указано было выше, значительные потери причин ютс  уносом несгоревших частиц топлива в газоходы. При таком увлечении мелочи неизбежно совершаетс  как бы автоматическа  сортировка уноса: наиболее крупные его частицы осаждаютс  на обращенных вверх участках поверхности нагрева первого дымохода , унос среднего размера отлагаетс  дальше по ходу газов в местах внезапного понижени  скорости газового потока , или крутых его поворотов; более мелкие частицы осаждаютс  на дне главного борова, а самые мельчайшие вынос тс  т гой через выт жное устройство в атмосферу.

Тепловые потери от уноса составл ют, прн обычных конструкци х топок, подчас до 40% и выше от теплосодержани  основного топлива (например, дл  антрацитового штыба, при форсировках его свыше 200 кг./кв. м.). Вообще, дл  данного сорта топлива процент уноса приблизительно пропорционален скорости прохода воздуха через слой, т. е. повышаетс  вместе с улельной форсировкой колосниковой решетки, или частичным ее зашлакованием; он возрастает также вместе с частотою и продолжительностью шуровани , вздымающего , при мелких неспекающихс  сортах, тучи уноса. Дл  различных сортов низкосортного, неспекающегос  топлива процент уноса варьируетс  с дозировкой уносимой мелочи в данном топливе (пыльности). Помимо сего, количество уноса уменьшаетс  с повы/иением температуры топки и длины пути газов от сло  до поверхности нагрева , ибо, соприкоснувшись с последней , частичка уноса перестает быть активной, т. е. выдел ть тепло, представл   в дальнейшем своем движении через газоходы лишь постепенно охла кдающеес  тело.

Дл  посильного сокращени  тепловой потери на унос, в насто и1ем изобретении дополнительные колосниковые решетки 2, 3 и 5 (фиг. 1 -15) расположены по ходу газов, притом в таких местах топочного пространства и газоходов , где можно ожидать как бы автоматического выпадени  части, увлеченной с основной колосниковой решетки 1 (фиг. 1 -15) мелочи, или за счет внезапного понижени  скорости газового потока, или благодар  его крутому повороту, как это выполнено на фиг. 1 -11, либо же, , наконец, в „мертвых углах потока газов, т. е. в общем топочном пространстве (фиг. 12-13, 14 -15), или в „золовых мешках газоходов (фиг. 8-9). Прн прин том на фиг. 1 -11 расположении дополнительных решеток 2, 3 и , благодар  горизонтальному выходу раскаленных газов из топочного пространства над основною решеткою 1, умышленно созданному в приводимых конструкционных примерах данного изобретени  по фиг. 1-5, 8-И, наиболее крупные частицы несгоревшего уноса, увлеченные благодар  повышенной скорости выхода, частично перекатываютс  и перелетают короткими траэктори ми на, придвинутые к непосредственному соседству с основной, дополнительные решетки 2, 3 н 3 (фиг. 1--5, 8-15), попада  на раскаленный почти до-бела слой гор щих шлаков. Отмеченное обсто тельство создает, с одной стороны, услови , благопри тствующие полному и быстрому сгоранию попавших на слой шлака наиболее крупных частичек уноса, загружа  их как бы автоматически за счет движений топочных газов , с основной на дополнительную решетку и регулиру , таким образом, работу обоих решеток при форсировке огн , а с другой,-создает благопри тные услови  дл  посто нно оживленного экзотермического процесса в верхнем слое, совершенно выгорающего в известные мо.менты шлака.

Более мелкие частицы уноса, благодар  ли резкому понижению скорости потока по выходе из основного топочного пространства, или повороту струи газов, получают, в силу своей большой инерции, относительную по сравнению с чисто - газовыми струйками скорость, отчего увеличиваетс  их пребывание в топочном пространстве над дополнительной решеткой, обычно более высоко темперированном, чем основное топочное пространство, а следовательно, увеличиваютс  и шансы на их более совершенное сгорание. Посредством возможного развити  отражающих выкладок в дополнительном топочном пространств 8 (фиг. 4 - 5, 8 - 11, 14-15) имеетс  средство дл  дальнейшего повышени  температуры в районе дополнительных колосниковых решеток S, 3 и 51 (на фиг. 4-5, 8-11, 14-15). Наличие же в пазухах сводов , перекрывающих основное топочное пространство, паровых или воздушных сопел 9 (фиг. 10 -11), бьющих в него нормально к естественному току гор чих газов, дает дальнейшее средство дл  создани  резких пертурбаций внутри газового потока, нарушающих нормальную картину увлечени  частиц уноса в газоходы с образованием безпор дочных вихрей, ударови отражений струй, задерживающих пребывание естественно отстающих от газовой струи (особенно в развитом топочном пространстве ) частичек уноса, а, следовательно , способствующих их более совершенному раскалу и сгоранию. Тем не менее мелкие частицы уноса частично увлекаютс  т гой в пролеты газоходов и боровов, где они постепенно осаждаютс  в подход щих дл  сего по физическим услови м местах; самые же мельчайшие пылеобразные частички топлива вынос тс , как указано выше, в атмосферу, представл   из себ  ту часть всего уноса, котора  уже не поддаетс  утилизации. Что же касаетс  уловленных газоходами и боровами частиц несгоревшего топлива, то они, в цел х дальнейшей его утилизации, могут и должны быть переработаны вплоть до превращени  их уноса в заведомо уносимую фазу.

Дл  осуществлени  сказанного, в данном изобретении предусмотрено снабжение дополнительных решеток 9, 3 и 3 мусором из газоходов дл  его сожигани  при помощи четырех нижеследующих , приведенных на фиг. 4 -18, приемов:

I. Непосредственным снабжением дополнительной рещетки гор чим мусором из газоходов через дверцу 7 (фиг.

i 4-5, 12 -13), причем скопившийс  I на дне кармана 10 газохода унос подаетс  своею т жестью на дополнительную решетку 2, благодар  целесоответственному наклону дна кармана 10.

II.Вдуванием в топочное пространство дополнительной или основной решетки смеси горючего уноса с гор чими продуктами сгорани  при помощи паросифонного или воздушносифонного устройства 11 на фиг. 4 - 7, 12-13, илн со дна кармана 10 соответственного газохода (фиг. 4 - 5, 12 - 13), или из топочного пространства дополнительной решетки 2,  вл ющегос  одновременно и мусорным мешком, как это сделано на фиг. 6-7.

III.Введением а топочное пространство дополнительной или основной решетки через особое сопло 12 (фиг, 14) облаков пыли из размолотого в мельнице любого устройства 13 (фиг. 14-18) гор чего уноса, сдвигающегос  под действием своего веса с наклонного дна кармана соответствующего газохода 10 (фиг. 14-15; на фиг. 16-18 со дна дымовой коробки шнеком) и подаваемого к месту перемола в пыль каким-нибудь транспортером, соответствующей конструкции, например, на фиг. 14-18 - шнеком 14, причем дл  вдувани  гор чей пыли могут частично служить гор чие же отход щие газы, забираемые паровым или воздушносифонным аппаратом, либо крыльчатым или винтовым вентил тором, из избранного района топочного пространства или газоходов.

IV. Устройством дна мусорного кармана 10 (фиг. 1-3, 8-11), выбранного дл  этой цели газохода, в виде первой дополнительной решетки 2 (фиг. 1-3), или дальнейших дополнительных решеток 3 (фиг. 8-9), 5 и 5 (фиг. 10 - 11), автоматически снабжаемых естественно отлагающимс  на ней или на них уносом. В случа х необходимости названные уносовые решетки могут снабжатьс  еще и раскаленными шлаками или с основной решетки (фиг. 1-3), или с первой дополнительной (фиг. 10-11), как непосредственно (фиг. 1-3, 10:-И) по всей ширине топки, так и через особую дверцу 6 (фиг. 8 - 9), что производитс  тогда

кочегарным инструментом, введенным в дверцу S (фиг. 8 - 9) первой дополнительной решетки 3 (фиг. 8-9). При отсутствии показанного на фиг. 8-9 непосредственного сообщени  между основной и уносной решетками, устройство выигрывает , естественно, в простоте, но тер ет Б принципиальной законченности. На приведенных конструктивных примерах по фиг. 1 -15, все второстепенные аксессуары топок и газоходов (детали дуть , дверцы, задвижки, регистры ) или показаны приблизительно, в общих чертах, или же, за несунхественностью ,-не показаны вовсе.

Фиг. 1 - 3 иллюстрирует данное изобретение в применении к существующему сильно распространенному типу горизонтально-водотрубных котлов старой постройки с чрезвычайно низким топочным пространством. Основное топливо загружаетс  через дверцу 4. а перегоревшие щлаки удал ютс  через дверцу 5, пол перед которой спущен дл  удобства обслуживани . Благодар  помещению дополнительной решетки S, в месте естественного отложени  уноса самого крупного размера, других вышеописанных устройств дл  утилизации уноса не требуетс . Фиг. 4 - 5 и 10-11 показывают аналогичнзпо конструкцию дл  котлов того же типа с повышенным топочным пространством, где удобно размещаютс  необходимые отражательные выкладки S. Нумераци  дверец и решеток тождественна (фиг. 1-3), как дл  фиг. 4-5 и 10-11. так и дл  остальных фигур. На фиг. 4-5 применено то же, что и на фиг. 1-3, расположение газоходов, дающее повышенную теплоотдачу гювер.хности нагрева , благодар  сокращению .мертвых углов, тогда как на фиг. 10-11 эта мысль проведена еще кардинальнее и резче: все газы пущены в один газоход , прикрытый сверху лучеиспускающей выкладкой S. Благодар  различным размещени м подвала под котлами, обслуживание дополнительных решеток производитс  на фиг. 4-5 со стороны фронта, а на фиг. 10 -11 с противоположной стороны. Дл  законченного сжигани  уноса на фиг. 4-5 применено описанное выше в обще.м изложении возвратное сжигание гор чего

уноса путем его вдувани  в 1атура;1ьном виде в топочное пространство со дна золовой пазухн 10, при помощи сифонного дутьевого аппарата 11, работающего паром (сырым или перегре тым), или воздухом, а. равным образом, предусмотрена возможность непосредственной загрузки гор чего уноса на дополнительную решетку через дверцу Г. В конструкции же, по фиг. 10 -11, вместо сего развита до крайних размеров поверхность дополнительных решеток , .V и -У, дающа  возможносгь дальнейшего фракционировани  ступеней сжигани  отбросов горени  основного топлива, путем легко осуществимой различной дозировки воздуха, сообразно имеющейс  в нем потребности, вследствие подразделени  дополнительных решеток на р д независимо снабжаемых воздухом отсеков зольника под дополнительными решетками У, -7 и 7v, Благодар  чрезвычайному развитию топочных пространств по фш-. 10-II можно наде тьс  в случае на достаточное, в смысле длительности, пребывание уноса в общей камере сжигани , что, в соединении с малыми скорост ми уносимых частиц, позвол ет ожидать весьма совершенного выжи1ани , взвешенного в потоках топочных газов, уноса, вследствие чего, дл  возвратного сжигани  уноса оказываетс  достаточным применение обдувочных сопел .9, помещенных в пазухах над-/ топочного сво.5а 8 и предохран ющих от образовани  в названных местах завалов мусора.

Фиг. 8-9 и 12-15 иллюстрируют

описываемое изобретение в применении

I к вертикально - водотрубным |;отлам.

I На изображенных примерах, на которых все основные летали поименованы

i тождественной прежнем нумерацией,

I приведены различные варианты устройI ства, главным образом, в зависимост

I от методов повторной утилизации уноса.

I Так, на.фиг. 8--9 дл  сего применено

I сжигание гор чего уноса, автоматически

; отлагающегос  на совмещенной с дном

отстойного мешка газохода 10 второй

дополнительной решетке о , причем

дверца 6 служит дл  перемещени  раскаленного 1нлака с первой дополнительной решетки -J на вторуго. Удаление отбросов производитс  на фиг. 8-9 через среднюю часть второй дополнительной решетки 5 (выполн емой дл  атой цели опрокидывающейс ) через клапан зольника в вагонетку золового подвала. На фиг. 12-13, благодар  умы.шленыо развитому топочному пространству , можно ожидать, по аналогичным., Ёысказанным при описании фнг. 10-И соображени м, хорошего выжигани  уноса до вступлени  топочных газов в газоходы и увлечению в них лишь мелких частиц. Сообразно этому, м}сорна  пазуха газохода 10 (фиг. 12-13) выполнена в этом случае особо объемистой, в цел х возможно большего понижени  в ней скорости потока дл  oблeгчeн i  условий отложени  увлеченных частиц, несмотр  на их незначительные размеры. В силу сказанного, здесь рационально применить, дл  возвратной утилизации уноса, вдувание его со дна кармана 10 в топку вышеописанным сифонным аппаратом 11. Предусмотренна  одновременно дверца 7 делает возможным непосредственную ; загрузку гор чего уноса внасыпную на раскаленное зеркало дополнительной ; решетки 2, что может быть рекомендовано Б тех случа х, или быть выполнено в те моменты, когда удельна  j нагрузка дополнительной решетки по тем или иным причинам мала, или по- I чему-либо падает. Фиг. 6 - 7 показы- ; вают применение насто щего изобрете- пн  к котлам паровозного типа. Тут, i в ненормально длинной (до 4-5 метр.) топке, устроена поперечна  огнеупор- на  перегородка с отражательным сво- ; диком Ь, раздел юща  уложенную вдоль всей топки колосниковую решетку (и зольник) на две независимых части: i основную 1 и дополнительную 2, то- : почное пространство которой  вл етс  одновременно и мусорным отстойником. : Шлаки сталкиваютс  с основной ре- : шетки на дополнительную, через проем ; t. в огнезпорной перегородке, где дожигаютс  вместе с отлагающимис  на : них частицами уноса. Некотора  часть более мелких, а потому и более подвижных , частиц уноса улавливаетс  за- ; сосом сифонного аппарата 11 п вду- i ваетс  в топочное пространство основной решетки / под отражающий свод

8, где и сгорает. Удаление шлаков с дополнительной- решетки производитс  каким - либо из общеизвестных конструктивных решений, например, опрокидывающимс  колосниковым клапаном , не показанным на фиг. 6-7, как несущественна  дл  технического содержани  данного изобретени  деталь .: В примененных на фиг. 1-13 конструкци х , благодар  вторичной утилизации уноса, используетс , примерно, от 30 до 600/0 его количества, уловленного в пределах котельных газоходов . Более совершенна  утилизаци  уноса, близка  к 100%-ой, может быть достигнута лишь применением более совершенного , а потому менее простого;; чем вышеописанные, приема, - именно;сжиганием уловленного уноса в виде пыли. Такое устройство показано на фиг. 14 -18 на примерах вертикального водотрубного и паровозного типа котлов. Здесь, улавливаемый из газового потока унос, благодар  ненормальиому развитию отстойных камер газоходов 10 (фиг. 14-15 и 16-18), по сравнению с существующими конструкци ми , мало приспособленными к специальным свойствам несиекающихс  сортов топлива, особеино тощих, собираетс  на дне отстойных карманов (фиг. 14-15) или дымовой коробки (фиг. 16-18) и подаетс  в естественно гор чем, до 250 - 350 С., виде помощью любого транспортера - на фиг. 14--18 шнеком 14 на вентил тор (угольную мельницу) 13 соответствуюHiero устройства, с паротурбинным, электрическим или иным приводом. Полученный ценою миннмальной затраты энергии, вследствие абсолютной сухости и натуральной измельченностн частиц уноса, помол вводитс  в виде медленного пылевого потока по трубам 17 через форсунки 12 в топочное пространство основной (фиг. 16-18) или дополнительной решетки (фиг. 14-15), под отражающие выкладки 8. Благодар  пониженному расходу энергии и отпадению обычной в известных до сего времени системах сушки, получаетс  значительное удешевление всей установки. Помимо сего, само собою получаюп1еес  введение пыли в гор чем

виде устран ет тупость и неустойчивость хода. процесса сжигани , характерные дл  тощей и антрацитовой пыли. HaKoaeUv неизбежное увлечение вместе е:.уносом в; мельницу и форсунку части гор чих газов дымохода, достаточно бедных : кислородом, чтобы гарантировать от случайных взрывов, повышает шансы зстойчивости процесса сжигани  пыли. В с:гучае необходимости можно брать дополнительно: отход щие газы иэ-:более высоко или более низко тем №рированных мест газового потока котла, например, из высоких горизонтов : топочного пространства, как это .сделано, например, на фиг. 14 - 15, ввод -в трубу 76. в нескольких местах решетку дл  тушени , .могущих быть увлеченными, тлеюгдих частичек мелкого у-носа.

П.Р. Е Д.М ЕТ П Л Т К И Т Л.

:1. Стационарна  котельна  топка дл  топлива, дающего значительный унос, -.Х41рактеризу1оща с  применением, в дополнение к основной колосниковой решетке / (фиг. 1 -18), последующих ;по ходу топочных газов и имеющих самосто тельные поддувала реншток: .и (фиг. 1, 7, 12-15) или 2 и .V (фиг. 8-11), расположенных в местах поворота газового потока, на каждую из

каковых решеток кочегаром c6paci«ваютс  периодически с предшествующей решетки шлаки и педогоревшее топливо , с целью дожигани  их, -а также и частичек уноса, оседающих над решетками газового потока.

2. При охарактеризованной в п. I топке применение карманов 10 (фиг. 4, 5, 12, 13) в местах поворота потока газов, в цел х накоплени  здесь уноса и последующего перемещени  его на решетку 2-или самотеком по наклонной плоскости через периодически открываемую дверцу 7 (фнг. 12, 13), или путе1г использовани  дуть  паром или воздухом через сопло 11 (фиг. 4. 5, 12, 13).

.3. При. охарактеризованной в п. .1 топке применение в передней ее стенке. над решеткой 1 (фиг. 10, 11,.14, 15j, парового или воздушного дуть  через сопло 9, в цел х создать вихреобразное движение топочных i-азои над решетками 2 и 3. .

4. П))и охарактеризованных в пг. 1 3 топках- применение . одного из известных приспособлений дл  пере.чола- скопл юпхегос  в карманах /С (фиг. 14-18} уноса или уноса постороннего топке, в цел х передачи rio.Mouibio вентил тора 13 через трубу 17 и сопло 12, .дл 

дожигани  на решетку V,-помола, ил;-г одного или в смеси с продукта.мн горени , засасываемыми через трубу /о из того или иного места в дымоходах.

фиг. I

I-- lфиг . 3

фиг 4фиг 8

фиг§

ff патенту йКИРЧЕВСКОГО тШ