RU2100697C1

RU2100697C1 - Device for recirculation of flue gases into boiler air duct

Info

Publication number: RU2100697C1
Authority: RU
Inventors: И.А. Шкондин; И.А. Бубликов; С.А. Леонтьев
Original assignee: Шкондин Игорь Анатольевич
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: gas-and-oil-fired boilers. SUBSTANCE: device is mounted on standard flue and air duct of boiler in form of bypass pipe line with gate valve; flue is also provided with inlet head made in form of bend opened towards flow of gases. Air duct is provided with special nozzle made in form of bend directed in way of flow at curvature radius lesser than diameter of bypass pipe line. Nozzle is provided with straight-way pipe fitted coaxially relative to air duct not projecting beyond outer surface of bend. Outlet section of nozzle has shear at angle of 30 deg relative to vertical plane of air duct cross section. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к котельным агрегатам, не имеющим проектных систем подогрева дутьевого воздуха и систем циркуляции дымовых газов. The invention relates to the field of energy, namely to boiler units that do not have design systems for heating blast air and flue gas circulation systems.

Известны конструкции устройств подогрева дутьевого воздуха:
1) за счет тепла дымовых газов в регенеративном теплообменнике с промежуточным твердым теплоносителем в виде пакетов гофрированных листов, например РВП;
2) за счет дымовых газов, пара или сетевой воды в рекуперативном трубчатом теплообменнике (калорифере) [1]
Однако, в первом случае это громоздкое сооружение с электроприводом, вращающим насадку из гофрированных листов, имеющее низкую надежность, а во втором устройство, трубчатка которого по тракту дутьевого воздуха имеет высокое аэродинамическое сопротивление.Known designs of devices for heating the blast air:
1) due to the heat of the flue gases in a regenerative heat exchanger with an intermediate solid coolant in the form of packets of corrugated sheets, for example, RVP;
2) due to flue gases, steam or network water in a regenerative tubular heat exchanger (air heater) [1]
However, in the first case, this is a bulky structure with an electric drive rotating the nozzle from corrugated sheets, which has low reliability, and in the second case, the tube of which along the blow air path has high aerodynamic resistance.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа горелочное устройство топки, содержащее осевой топливоподающий узел, вокруг которого установлена труба для подачи дымовых газов, имеющая эжектор с активным соплом и всасывающим патрубком. Струя жидкого топлива, вытекающая из форсунок, создает разрежение во всасывающем патрубке, через который эжектируются к форсунке дымовые газы из топки [2]
Основным недостатком известного устройства является невозможность при указанной конструкции достичь больших значений коэффициента эжекции и степени повышения давления, а при сравнительно высоком аэродинамическом сопротивлении всасывающего патрубка это приведет к низким значениям степени рециркуляции дымовых газов.The closest in technical essence to the claimed device is a burner furnace device selected as a prototype, containing an axial fuel supply unit, around which a flue gas supply pipe is installed, having an ejector with an active nozzle and a suction pipe. The jet of liquid fuel flowing from the nozzles creates a vacuum in the suction pipe through which flue gases from the furnace are ejected to the nozzle [2]
The main disadvantage of the known device is the inability with this design to achieve large values of the ejection coefficient and the degree of increase in pressure, and with a relatively high aerodynamic resistance of the suction pipe this will lead to low values of the degree of flue gas recirculation.

Предлагаемое устройство представляет собой перемычку перепускной трубопровод с шиберной заслонкой (d_тр= 0,625•а), соединяющую дымоход с воздуховодом. Причем выпускной патрубок располагается в виде гиба, развернутого навстречу потоку дымовых газов. В воздуховоде (□a) располагается выпускной патрубок, развернутый по потоку дутьевого воздуха, обеспечивающий за счет его скоростного напора эжекцию дымовых газов через перепускной трубопровод.The proposed device is a jumper bypass pipe with a slide gate (d _Tr = 0.625 • a), connecting the chimney with the duct. Moreover, the exhaust pipe is located in the form of a bend, deployed towards the flow of flue gases. In the duct (□ a), there is an exhaust pipe, deployed along the flow of blast air, which ensures, due to its high-speed pressure, the ejection of flue gases through the bypass pipe.

Выпускной патрубок представляет собой гиб (d_тр= 0,625•а), имеющий радиус закругления меньше, чем диаметры трубы (d_тр), по оси которого, ориентированного по оси воздуховода, соосно располагается воздухоподводящая труба (d_вн= 0,25•а). Выходной срез выпускного патрубка скошен под углом 60^o к его оси. Регулирование степени рециркуляции дымовых газов осуществляется шиберной заслонкой на перепускной трубе.The outlet pipe is a bend (d _Tr = 0.625 • a) having a radius of curvature less than the pipe diameters (d _Tr ), along the axis of which, oriented along the axis of the duct, the air supply pipe is coaxially (d _ext = 0.25 • a) . The output section of the exhaust pipe is beveled at an angle of 60 ^o to its axis. The regulation of the degree of flue gas recirculation is carried out by a slide gate on the bypass pipe.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается наличием в конструкции впускного патрубка, перепускного трубопровода и выпускного патрубка с центральной воздухоподводящей трубой, выходной срез которых скошен под углом 60^o к их оси, соответствует критерию "новизна".Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive device is characterized by the presence in the design of the inlet pipe, the bypass pipe and the outlet pipe with a central air supply pipe, the output cut of which is beveled at an angle of 60 ^o to their axis, meets the criterion of "novelty".

Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. энергетике и смежных областях (химической промышленности и металлургии) показывает, что конструкция насадки не имеет аналогов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of known technical solutions in the studied area, i.e. energy and related fields (chemical industry and metallurgy) shows that the design of the nozzle has no analogues, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство содержит перепускной трубопровод 1, имеющий шиберную заслонку 2, соединяющий штатные дымоход 3 котла и воздуховод 4. В дымоходе 3 на перепускной трубе размещается впускной патрубок 5, а в воздуховоде выпускной патрубок 6, имеющий центральную воздухопроводящую трубу 7. Устройство работает следующим образом. The invention is illustrated in the drawing. The device contains a bypass pipe 1 having a slide gate 2 connecting the standard chimney 3 of the boiler and the duct 4. In the chimney 3 on the bypass pipe there is an inlet pipe 5, and in the duct the exhaust pipe 6 having a central air pipe 7. The device operates as follows.

Поток дутьевого воздуха, омывая выпускной патрубок 6, расположенный в воздуховоде 4, образует по его косому срезу вихревую область, благодаря которой по оси воздуховода 4 за выпускным патрубком 6 образуется область разрежения, вакуумметрическое давление в которой превышает разрежение в дымоходе 3. За счет положительного перепада давлений происходит подсос дымовых газов, а наличие выпускного патрубка 6 в дымоходе 3 улучшает забор дымовых газов за счет использования динамического напора потока. Далее по ходу дутьевого воздуха за выпускным патрубком 6 происходит его перемешивание с дымовыми газами. The flow of blowing air, washing the exhaust pipe 6, located in the duct 4, forms a vortex region along its oblique section, due to which a vacuum region is formed along the axis of the air duct 4 behind the exhaust pipe 6, the vacuum pressure in which exceeds the vacuum in the chimney 3. Due to the positive difference flue gas suction occurs, and the presence of the exhaust pipe 6 in the chimney 3 improves the intake of flue gases through the use of a dynamic pressure head. Further along the blast air behind the exhaust pipe 6, it is mixed with flue gases.

Проведенные на модели экспериментальные исследования показывают, что в пересчете на реальные условия работы узла при температуре дутьевого воздуха 0^oC и температуре уходящих газов 180^oC степень рециркуляции составляет 10,8% а аэродинамическое сопротивление выпускного патрубка по дутьевому воздуху не превышает 945,0 Па.The experimental studies carried out on the model show that, in terms of the actual operating conditions of the unit at a blast air temperature of 0 ^o C and an exhaust gas temperature of 180 ^o C, the degree of recirculation is 10.8% and the aerodynamic resistance of the exhaust pipe through the blast air does not exceed 945.0 Pa .

Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества:
1. Высокую степень рециркуляции дымовых газов.The proposed device provides, in comparison with existing devices, the following advantages:
1. High degree of flue gas recirculation.

2. Простоту конструкции. 2. The simplicity of the design.

Анализ указанных преимуществ и результатов экспериментальных исследований предлагаемого технического решения показывает возможность его промышленного применения. An analysis of these advantages and the results of experimental studies of the proposed technical solution shows the possibility of its industrial application.

Claims

A device for recirculating flue gases into the boiler duct, comprising a bypass pipe formed by a straight section conjugated at right angles with bends with inlet and outlet pipes located respectively in the boiler chimney and duct, and an air supply pipe is arranged along its axis in the cavity of the exhaust pipe characterized in that the rectilinear portion is set gate, the output section of the outlet pipe is chamfered at an angle of 60 ^o to its axis, while the opposite cut air supply pipe Execute flush with gibom.