Устройство для отвода дымовых газов из топки котельного агрегата

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства по совокупности существенных признаков является принятое за прототип известное устройство для отвода дымовых газов из топки котельного агрегата, содержащее корпус с вертикально расположенной цилиндрической внутренней полостью, имеющей выходное отверстие в верхнем торце, дымовую трубу, сообщающуюся с выходным отверстием внутренней полости корпуса, газоподводящий патрубок, сообщающий топку с внутренней полостью корпуса и направленный тангенциально к последней, воздухоподводящий патрубок, подсоединенный к нижней части корпуса, и воздухоотводящий патрубок с входным отверстием, подсоединенный к верхней части корпуса и сообщающийся своим выходом с топкой (см. авторское свидетельство СССР № 1466415, F23 L 15/04, заявл.21.07.1987г., БИ №20, 1988г.).
В устройстве по прототипу отсутствует рециркуляция дымовых газов и прямое взаимодействие последних с поступающим в корпус через воздухоподводящий патрубок воздухом, вследствие чего исключается возможность очистки дымовых газов от вредных соединений азота, снижается степень нагрева воздуха и исключается возможность вторичного сжигания компонентов топлива, содержащихся в дымовых газах. Отмеченные недостатки приводят к ухудшению экологической ситуации в зоне расположения котельной установки, к снижению экономичности (КПД) работы котельного агрегата и к увеличению
расхода сжигаемого в нем топлива. Кроме того, в данном устройстве тяга дымовой трубы снижается в результате большого трения дымовых газов о ее внутренние стенки, что заставляет увеличивать высоту трубы. В свою очередь увеличение высоты трубы увеличивает стоимость котельной установки и создает препятствия по ее применению в условиях, когда имеется ограничение по высоте дымовой трубы.
Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое устройство, является обеспечение возможности рециркуляции дымовых газов с их прямым взаимодействием с воздухом, подводимым в топку котельного агрегата, и создание режима движения дымовых газов с пониженным трением последних о внутренние стенки дымовой трубы.
Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого устройства, является снижение в отводимых через дымовую трубу газах содержания вредных оксидов азота, повышение степени нагрева воздуха, поступающего в топку, и снижение расхода топлива при работе котельного агрегата за счет обеспечения возможности рециркуляции дымовых газов с их прямым взаимодействием с поступаюш;им в топку воздухом, а также увеличение тяги дымовой трубы за счет создания режима движения дымовых газов с пониженным трением последних о внутренние стенки дымовой трубы. Отмеченный технический результат, в конечном итоге позволяет
повысить экологическую безопасность и экономичность работы котельной установки, в состав которой входит предлагаемое устройство.
Для решения поставленной технической задачи в предлагаемом устройстве для отвода дымовых газов из топки котельного агрегата, содержащем корпус с вертикально расположенной цилиндрической внутренней полостью, имеющей выходное отверстие в верхнем торце, дымовую трубу, сообщающуюся с выходным отверстием внутренней полости корпуса, газоподводяпщй патрубок, сообщающий топку с внутренней полостью корпуса и направленный тангенциально к последней, воздухоподводящий патрубок, подсоединенный к нижней части корпуса, и воздухоотводящий патрубок с входным отверстием, подсоединенный к верхней части корпуса и сообщающийся своим выходом с топкой, газоподводящий патрубок сообщается с внутренней полостью корпуса в ее нижней части, выходной участок воздухоподводящего патрубка расположен в нижней части внутренней полости корпуса коаксиально к последней с образованием кольцевого канала между указанным участком патрубка и корпусом, а воздухоотводящий патрубок своим входным отверстием сообщается с верхней частью внутренней полости корпуса, при этом входное отверстие воздухоотводящего патрубка расположено ниже дымовой трубы и выше выходного участка воздухоподводящего патрубка.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - продольный разрез устройства;
нафиг.2- сечение А-А на фиг. 1.
Устройство для отвода дымовых газов из топки котельного агрегата содержит корпус 1 с вертикально расположенной цилиндрической внутренней полостью 2 имеющей выходное отверстие 3 в верхнем торце, газоподводящий патрубок 4, сообщающий топку котельного агрегата с нижней частью полости 2 и направленный тангенциально к последней, дымовую трубу 5, сообщающуюся с выходным торцевым отверстием 3 полости 2, воздухоподводящий патрубок 6, выходной участок 7 которого расположен в нижней части полости 2 коаксиально к последней с образованием кольцевого канала 8 между данным участком патрубка 6 и корпусом 1, и воздухоотводящий патрубок 9 с входным отверстием 10, сообщающий верхнюю часть полости 2 с топкой котельного агрегата. При этом входное отверстие 10 патрубка 9 расположено ниже дымовой трубы 5 и выше выходного участка 7 патрубка 6, а поперечное сечение патрубков 4 и 9 может иметь круглую, прямоугольную, эллипсную или иную форму.
Устройство работает следующим образом.
вверх по кольцевому каналу 8 и полости 2. При этом, вследствие тангенциально направленного подвода, дымовые газы движутся по каналу 8 и полости 2 в виде вихревого (закрученного в спираль) потока, в центральной зоне которого создается разряжение, обеспечивающее эжекцию возд)гка из патрубка 6 в полость 2. Поскольку эжектируемый воздух холоднее и, соответственно, тяжелее дымовых газов, он перемещается к внутренним стенкам корпуса 1 за счет центробежных сил, создаваемых вихревым потоком дымовых газов. Указанное перемещение потока воздуха сопровождается его взаимодействием с вихревым потоком дымовых газов, в процессе которого происходит нагрев и увлажнение эжектируемого воздуха. Помимо воздуха на периферию вихревого потока за счет действия центробежных сил выносятся также тяжелые (в том числе вредные) компоненты дымовых газов, которые вместе с увлажненным воздухом отводятся из верхней части полости 2 через патрубок 9 в топку котельного агрегата. Таким образом, осуществляется рециркуляция дымовых газов с их прямым взаимодействием в вихревом потоке с эжектируемым воздухом, способствующая снижению концентрации вредных оксидов азота в дымовых газах, выходящих из полости 2 через дымовую трубу 5 в атмосферу. При этом вихревое движение дымовых газов продолжается и в трубе 5, что снижает их трение о внутренние стенки последней, благодаря чему увеличивается тяга дымовой трубы. 6
, o /SifM4
Практическое использование предлагаемого устройства позволяет повысить экологическую безопасность котельных установок за счет снижения содержания в поступающих в атмосферу дымовых газах вредных веществ, образующихся при сгорании топлива. Вместе с тем, использование предлагаемого устройства позволяет повысить экономичность (КПД) работы котельного агрегата за счет вторичного сжигания компонентов топлива, содержащихся в дымовых газах, и за счет увеличения степени нагрева воздуха, поступающего в топку котельного агрегата. Кроме того, увеличение тяги в дымовой трубе предлагаемого устройства позволяет уменьшить ее высоту и за счет этого снизить общую стоимость котельной установки и расширить область ее применения.
Автор:x j X-----...,И.А.Иванов