RU2321464C1

RU2321464C1 - Ash collector

Info

Publication number: RU2321464C1
Application number: RU2006119073/15A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Рудницкий (RU); Виктор Александрович Рудницкий
Original assignee: Виктор Александрович Рудницкий
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2008-04-10
Also published as: RU2006119073A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in boiler and process plants for cleaning gas flows from hard suspensions. Proposed ash collector has vertical housing whose upper part in made cylindrical, and lower part is made contraction-shaped, and it communicates with space of ash accumulator. Upper end face of housing is closed by plug through which gas outlet pipe passes. Ring channel is formed by wall of gas outlet pipe and inner surface of upper part of vertical housing. Gas duct is connected with smoke gas inlet branch pipe made tangential and opening into upper part of ring channel. Said smoke gas inlet branch pipe is divided into channels of equal cross section. At least, into two channels, whose inlet holes are mated with straight-line section of supply gas duct, and outlet holes are arranged at equal distances from each other over perimeter of ring channel. At least one ring bead is made on surface of plug pointed to ring channel. Edge of gas outlet pipe is made streamlined and bent to vertical housing. Gas flow bladed baffle is arranged before outlet hole of contraction part of housing. Inner surface of housing is lined with abrasion resistant material.

EFFECT: improved quality of cleaning of gas or air flows hard suspensions, reduced aerodynamic resistance of ash collector.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в энергетических и утилизационных котельных установках.The invention relates to the field of power engineering and can be used in energy and recycling boiler plants.

Известен золоуловитель, содержащий систему форсунок, снабженных регуляторами расхода, размещенных в дымоходе выполненном в виде трубы Вентури, систему дистанционно управляемых заслонок воздушных каналов и золонакопитель (пат. РФ № 2022624, МПК B01D 47/10, 1994).Known ash collector containing a system of nozzles equipped with flow controllers located in the chimney made in the form of a Venturi pipe, a system of remotely controlled air duct shutters and an ash collector (US Pat. RF No. 2022624, IPC B01D 47/10, 1994).

Известный золоуловитель конструктивно сложен и недостаточно эффективен в эксплуатации.Known ash collector is structurally complex and not sufficiently effective in operation.

Известен золоуловитель, содержащий горизонтальный корпус внутренняя полость которого выполнена с винтообразной перегородкой, в верхней части которого выполнены продольные каналы для подвода охлаждающей среды, а нижняя выполнена как система золоприемных бункеров (см. пат. РФ № 1451935, МПК В04С 5/20, В04С 5/14, 1995).Known ash collector containing a horizontal housing, the inner cavity of which is made with a helical partition, in the upper part of which longitudinal channels are made for supplying a cooling medium, and the lower one is made as a system of ash receiving bins (see US Pat. RF No. 1451935, IPC V04C 5/20, V04C 5 / 14, 1995).

Известный золоуловитель конструктивно сложен и недостаточно эффективен в эксплуатации. Кроме того, устройство плохо адаптируется к изменению режима работы котельной установки.Known ash collector is structurally complex and not sufficiently effective in operation. In addition, the device does not adapt well to changing the operating mode of the boiler installation.

Известен также золоуловитель, содержащий вертикальный корпус, верхняя часть которого выполнена цилиндрической, а нижняя часть выполнена конфузорной и сообщена с полостью золосборника, при этом верхний торец корпуса перекрыт заглушкой, через которую пропущена газоотводная труба, стенкой которой и внутренней поверхностью верхней части вертикального корпуса образован кольцевой канал, при этом патрубок ввода дымовых газов сообщен с верхней частью кольцевого канала (см. Каталог ООО «Вентоборудовение-Трерь», с.42-43, рис.2-2,а).An ash collector is also known, containing a vertical body, the upper part of which is made cylindrical, and the lower part is made confuser and communicates with the ash chamber, while the upper end of the body is blocked by a plug through which a gas pipe is passed, the wall of which and the inner surface of the upper part of the vertical body is formed by an annular a channel, while the flue gas inlet pipe is in communication with the upper part of the annular channel (see. Catalog of Ventoborudovanie-Trer LLC, p. 42-43, Fig. 2-2, a).

Недостаток этого устройства - высокое аэродинамическое сопротивление золоуловителя приводящее к повышению энергоемкости в процессе золоулавливания и снижающее качество очистки от твердых частиц, особенно тонкодисперсных.The disadvantage of this device is the high aerodynamic resistance of the ash collector leading to an increase in energy consumption during the ash collection process and reducing the quality of cleaning from solid particles, especially finely dispersed ones.

Решаемая техническая задача - снижение аэродинамического сопротивления золоуловителя.The technical problem to be solved is the reduction of the aerodynamic drag of the ash collector.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении стабильно высокого качества очистки дымовых газов на всех возможных режимах работы котельной установки.The technical result obtained when solving the problem is expressed in providing a consistently high quality flue gas treatment at all possible operating modes of the boiler plant.

Для решения поставленной задачи золоуловитель содержит вертикальный корпус, верхняя часть которого выполнена цилиндрической, а нижняя часть выполнена конфузорной и сообщена с полостью золосборника, при этом верхний торец корпуса перекрыт заглушкой, через которую пропущена газоотводная труба, стенкой которой и внутренней поверхностью верхней части вертикального корпуса образован кольцевой канал, при этом подводящий газоход связан с патрубком ввода дымовых газов, выполненным тангенциальным и открытым в верхнюю часть кольцевого канала. Патрубок ввода дымовых газов разделен на каналы одинакового поперечного сечения, по меньшей мере два, приемные отверстия которых сопряжены с прямолинейным участком подводящего газохода, а выпускные отверстия размещены на одинаковых расстояниях друг от друга по периметру кольцевого канала, при этом на поверхности заглушки, обращенной в кольцевой канал, выполнен, по меньшей мере, один кольцевой буртик, причем кромка газоотводной трубы выполнена обтекаемой и отогнута к вертикальному корпусу, кроме того перед выпускным отверстием конфузорной части вертикального корпуса размещен лопастной успокоитель газового потока. Кроме того, внутренняя поверхность вертикального корпуса облицована абразивностойким материалом.To solve this problem, the ash collector contains a vertical housing, the upper part of which is cylindrical, and the lower part is made of confuser and communicates with the ash pan cavity, while the upper end of the housing is blocked by a plug through which a gas pipe is passed, the wall of which and the inner surface of the upper part of the vertical housing are formed an annular channel, while the supply duct is connected to the flue gas inlet pipe, made tangential and open to the upper part of the annular channel but. The flue gas inlet pipe is divided into channels of the same cross section, at least two, the receiving openings of which are associated with a rectilinear section of the supply gas duct, and the exhaust openings are placed at equal distances from each other along the perimeter of the annular channel, while on the surface of the plug facing the annular the channel is made of at least one annular flange, and the edge of the exhaust pipe is streamlined and bent to the vertical body, in addition, before the outlet of the embarrassment hydrochloric portion of the vertical vane damper housing arranged gas stream. In addition, the inner surface of the vertical housing is lined with abrasion resistant material.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solutions with the features of the prototype and analogues indicates the compliance of the claimed solutions with the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач:The features of the distinctive part of the claims provide a solution to a set of functional tasks:

Признаки «... патрубок ввода дымовых газов разделен на каналы одинакового поперечного сечения, по меньшей мере два, приемные отверстия которых сопряжены с прямолинейным участком подводящего газохода, а выпускные отверстия размещены на одинаковых расстояниях друг от друга по периметру кольцевого канала...» исключают турбулизацию газового потока до его ввода в кольцевой канал и, кроме того, обеспечивают выравнивание скоростных характеристик газового потока по периметру сечения кольцевого канала пропорционально числу каналов на которые разделен патрубок ввода дымовых газов.The signs "... the flue gas inlet pipe is divided into channels of the same cross section, at least two, the receiving openings of which are associated with a straight portion of the supply duct, and the exhaust openings are placed at equal distances from each other around the circumference of the annular channel ..." exclude turbulization of the gas stream before it is introduced into the annular channel and, in addition, provide equalization of the velocity characteristics of the gas stream along the perimeter of the cross section of the annular channel in proportion to the number of channels on which ECTION flue gases entering conduit.

Признаки «...при этом на поверхности заглушки, обращенной в кольцевой канал, выполнен, по меньшей мере один, кольцевой буртик...» обеспечивают срыв газового потока с названной поверхности, тем самым предотвращают неразрывное стекание прилегающего слоя по этой поверхности с переходом на внешнюю поверхность газоотводной трубы и тем самым исключают подсос не очищенного от твердых частиц слоя дымовых газов в объем очищенных дымовых газов, сбрасываемый в газоотводную трубу.The signs "... at the same time, at least one annular bead is made on the surface of the plug facing the annular channel ..." they ensure the breakdown of the gas flow from the named surface, thereby preventing the continuous flow of the adjacent layer on this surface with the transition to the outer surface of the exhaust pipe and thereby exclude the suction of a layer of flue gases not cleared of solid particles into the volume of purified flue gases discharged into the exhaust pipe.

Признаки «...кромка газоотводной трубы выполнена обтекаемой и отогнута к вертикальному корпусу» исключают турбулизацию газового потока на входе в газоотводную трубу (и тем самым снижают аэродинамическое сопротивление золоуловителя), а также обеспечивают отбрасывание газопылевого слоя перемещающегося по внешней стенке газоотводной трубы к стенке вертикального корпуса, что обеспечивает полноту его очистки.The signs “... the edge of the exhaust pipe is streamlined and bent to the vertical casing” exclude turbulence of the gas stream at the entrance to the exhaust pipe (and thereby reduce the aerodynamic resistance of the ash collector), and also ensure that the dust layer moving along the outer wall of the exhaust pipe to the wall of the vertical housing, which ensures the completeness of its cleaning.

Признаки «...перед выпускным отверстием конфузорной части вертикального корпуса, размещен лопастной успокоитель газового потока» обеспечивают ламиниризацию газового потока (его обратное закручивание) и, тем самым, снижение аэродинамического сопротивления устройства и локализацию тонких зольных частиц в золосборнике.The signs “... in front of the outlet of the confuser part of the vertical casing, there is a paddle gas flow damper” provide for the lamination of the gas flow (its reverse twisting) and, thereby, the aerodynamic drag of the device and the localization of fine ash particles in the ash pan.

Признаки второго пункта формулы увеличивают безремонтный срок работы устройства и стабильность аэродинамических характеристик кольцевого канала.The signs of the second paragraph of the formula increase the maintenance-free life of the device and the stability of the aerodynamic characteristics of the annular channel.

На фиг.1 схематически представлен продольный разрез пылеуловителя, а на фиг.2 - вид А-А.Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a dust collector, and figure 2 is a view aa.

На чертежах показаны вертикальный корпус, верхняя часть 1 которого выполнена цилиндрической, а нижняя часть 2 выполнена конфузорной и сообщена с полостью золосборника 3, при этом верхний торец корпуса перекрыт заглушкой 4, через которую пропущена газоотводная труба 5, стенкой которой и внутренней поверхностью верхней части вертикального корпуса образован кольцевой канал 6, при этом патрубок ввода дымовых газов 7 ориентирован тангенциально относительно этого канала и сообщен с его верхней частью. Патрубок ввода дымовых газов 7 разделен на каналы одинакового поперечного сечения, по меньшей мере два, приемные отверстия 8 которых сопряжены с торцом прямолинейного воздуховода 9, а выпускные отверстия 10 размещены на одинаковых расстояниях друг от друга по периметру кольцевого канала 6. Кроме того, на поверхности заглушки 4, обращенной в кольцевой канал 6, выполнен, по меньшей мере один, кольцевой буртик 11. Количество буртиков 11 зависит от ширины кольцевого канала 6 и/или скоростных характеристик потока дымовых газов на входе в кольцевой канал 6. Оно определяется экспериментально из условия обеспечения срыва газового потока с поверхности заглушки 4 на промежутке от кромки буртика 6 до поверхности газоотводной трубы 5.The drawings show a vertical casing, the upper part 1 of which is cylindrical, and the lower part 2 is made confuser and communicates with the cavity of the ash pan 3, while the upper end of the casing is blocked by a plug 4, through which a gas pipe 5 is passed, the wall of which and the inner surface of the upper part of the vertical an annular channel 6 is formed in the housing, while the flue gas inlet 7 is oriented tangentially relative to this channel and is in communication with its upper part. The flue gas inlet pipe 7 is divided into channels of the same cross section, at least two, receiving openings 8 of which are interfaced with the end face of the rectilinear duct 9, and the exhaust openings 10 are placed at equal distances from each other around the perimeter of the annular channel 6. In addition, on the surface at least one annular flange 11 is made of the plug 4 facing the annular channel 6. The number of flanges 11 depends on the width of the annular channel 6 and / or the velocity characteristics of the flue gas stream at the inlet to the annular cable al 6. It is determined experimentally from the condition providing gas flow separation from the surface of the plug 4 in the interval from the edge of the collar 6 to the surface of the vapor pipe 5.

В сечении конфузорной части вертикального корпуса, перед его выпускным отверстием 12, расположенным в полости золосборника 3, размещен лопастной успокоитель газового потока в виде радиально ориентированных лопаток 13, концы которых скреплены с внутренней поверхностью конфузорной части 2 вертикального корпуса. Кроме того, кромка 14 газоотводной трубы 5 выполнена обтекаемой и отогнута к вертикальному корпусу (т.е. в кольцевой канал 6). Кроме того, внутренняя поверхность вертикального корпуса облицована слоем 15, выполненным из абразивностойкого материала.In the cross section of the confuser part of the vertical housing, in front of its outlet 12, located in the cavity of the ash pan 3, there is a paddle gas flow damper in the form of radially oriented blades 13, the ends of which are fastened to the inner surface of the confuser part 2 of the vertical case. In addition, the edge 14 of the exhaust pipe 5 is streamlined and bent to a vertical casing (i.e., into an annular channel 6). In addition, the inner surface of the vertical housing is lined with a layer 15 made of abrasion resistant material.

Золоуловитель работает следующим образом.The ash collector works as follows.

Поток дымовых газов поступает в кольцевой канал 6 тангенциально, благодаря чему он приобретает вращательно-поступательное движение, при этом в каждый из каналов, на которые разделен патрубок ввода дымовых газов 7, потоки дымовых газов вводятся и перемещаются ламинарно, что исключает турбулизацию газового потока до его ввода в кольцевой канал, при этом распределение выпускных отверстий 10 каналов на одинаковых расстояниях друг от друга по периметру кольцевого канала 6 с учетом равенства сечений этих каналов обеспечивают выравнивание скоростных характеристик газового потока по периметру сечения кольцевого канала пропорционально числу каналов, на которые разделен патрубок ввода дымовых газов.The flue gas stream enters the annular channel 6 tangentially, so that it acquires a rotational-translational motion, while in each of the channels into which the flue gas inlet pipe 7 is divided, the flue gas flows are introduced and moved laminarly, which eliminates the turbulence of the gas stream before it input into the annular channel, while the distribution of the outlet openings of 10 channels at equal distances from each other around the perimeter of the annular channel 6, taking into account the equality of the cross sections of these channels, ensures the speed equalization stnyh characteristics of the gas flow around the perimeter of the cross section of the annular channel is proportional to the number of channels to which split the flue gases entering conduit.

За счет закручивания потока в кольцевом канале 6 возникают центробежные силы, под действием которых происходит концентрация зольных частиц в слое, движущемся вдоль внутренней поверхности верхней части 1 вертикального корпуса. Одновременно слой потока дымовых газов, движущийся по поверхности заглушки 4, «натыкаясь» на буртики 11, отрывается от этой поверхности и увлекается в объем газового потока, спирально движущийся в полости кольцевого канала 6.Due to the swirling of the flow in the annular channel 6, centrifugal forces arise, under the influence of which there is a concentration of ash particles in the layer moving along the inner surface of the upper part 1 of the vertical casing. At the same time, the layer of the flue gas stream moving along the surface of the plug 4, “bumping” on the shoulders 11, breaks away from this surface and is entrained in the volume of the gas stream spiraling in the cavity of the annular channel 6.

Слой газового потока, перемещающийся по внешней стенке газоотводной трубы 5, проходя по кромке 15 отбрасывается к стенке верхней части 1 вертикального корпуса, что обеспечивает дополнительное «поджатие» к ней газопылевого слоя с повышенной концентрацией зольных частиц и снижает их «засасывание» в газоотводную трубу 5.The gas stream layer moving along the outer wall of the gas exhaust pipe 5 passing along the edge 15 is discarded to the wall of the upper part 1 of the vertical casing, which provides an additional “compression” of the gas-dust layer with an increased concentration of ash particles and reduces their “suction” into the gas exhaust pipe 5 .

Поток исходящих газов, проходя в конфузорную часть вертикального корпуса, ускоряется, в нем повышается давление, и его слой, расположенный ближе к продольной, оси и свободный от зольных частиц сбрасывается в газоотводную трубу 5.The flow of exhaust gases passing into the confuser part of the vertical casing is accelerated, the pressure rises in it, and its layer, located closer to the longitudinal axis, and free from ash particles, is discharged into the gas exhaust pipe 5.

При этом спирально движущийся слой исходящих газов, содержащий частицы золы, движется дальше вниз, «поджимаясь» к стенке до тех пор, пока не попадает в полость, золосборника 3, площадь поперечного сечения которого больше нижней части 2 вертикального корпуса, выполненной конфузорной. Здесь он быстро теряет скорость, что обеспечивает локализацию в золосборнике даже тонких зольных частиц. Дополнительно этому способствует обратное закручивание потока лопатками 14 лопастного успокоителя газового потока и его ламиниризация. Далее все повторяется.At the same time, a spiral-moving layer of exhaust gases containing ash particles moves further downward, “tightening” against the wall until it reaches the cavity of the ash pan 3, the cross-sectional area of which is larger than the lower part 2 of the vertical casing, made confuser. Here he quickly loses speed, which ensures the localization of even fine ash particles in the ash pan. In addition, this contributes to the reverse twisting of the flow by the blades 14 of the paddle damper of the gas flow and its lamination. Then everything repeats.

Claims

1. Золоуловитель, содержащий вертикальный корпус, верхняя часть которого выполнена цилиндрической, а нижняя часть выполнена конфузорной и сообщена с полостью золосборника, при этом верхний торец корпуса перекрыт заглушкой, через которую пропущена газоотводная труба, стенкой которой и внутренней поверхностью верхней части вертикального корпуса образован кольцевой канал, при этом подводящий газоход связан с патрубком ввода дымовых газов, выполненным тангенциальным и открытым в верхнюю часть кольцевого канала, отличающийся тем, что патрубок ввода дымовых газов разделен на каналы одинакового поперечного сечения, по меньшей мере - два, приемные отверстия которых сопряжены с прямолинейным участком подводящего газохода, а выпускные отверстия размещены на одинаковых расстояниях друг от друга по периметру кольцевого канала, при этом на поверхности заглушки, обращенной в кольцевой канал, выполнен, по меньшей мере, один кольцевой буртик, причем кромка газоотводной трубы выполнена обтекаемой и отогнута к вертикальному корпусу, кроме того, перед выпускным отверстием конфузорной части корпуса размещен лопастной успокоитель газового потока.1. An ash collector containing a vertical housing, the upper part of which is cylindrical, and the lower part is made confuser and connected to the ash pan cavity, while the upper end of the housing is blocked by a plug through which a gas pipe is passed, the wall of which and the inner surface of the upper part of the vertical housing is formed by an annular a channel, wherein the inlet gas duct is connected to a flue gas inlet pipe made tangentially and open to the upper part of the annular channel, characterized in that the flue gas inlet is divided into channels of the same cross section, at least two, the receiving openings of which are associated with a straight section of the supply gas duct, and the exhaust openings are placed at equal distances from each other along the perimeter of the annular channel, while on the surface of the plug facing an annular channel, at least one annular bead is made, the edge of the gas outlet pipe being streamlined and bent to a vertical body, in addition, it is confuser in front of the outlet the th part of the body placed paddle gas flow damper.

2. Золоуловитель по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность вертикального корпуса облицована абразивно-стойким материалом.2. Ash collector according to claim 1, characterized in that the inner surface of the vertical housing is lined with abrasion-resistant material.