Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4118
.pdf
- Каждый блок индивидуально крепится к стенкам труб, будучи полностью независимым от других по
средствам крепления и проводящему герметизирующему соединению с трубами, так что один или несколько
блоков, независимо от того, примыкают ли они друг к другу, могут быть удалены и заменены другими, если
возникнет такая необходимость, без нарушения целостности удерживающих блоков и с очень небольшими
затратами времени и труда.
--Огнеупорная лицевая часть. 50. Материал mra l120 может быть изготовлен из любого подходящего
огнеупорного материала, а задняя металлическая часть предпочтительно должна быть изготовлена из
железа. Воздух поступает с поверхности лицевой части через эту часть и через заднюю часть из железа (12,5
мм), которая служит проводником для передачи тепла к трубам, к которым они соединены зажимными
устройствами и промежуточными проводящими элементами (130 мм). По сравнению с обычной конструкцией
огнеупорной стенки, она защищает трубы от возможности возгорания и поддерживает достаточно высокую
температуру поверхности для обеспечения эффективного сгорания топлива и газа.
Тепло, отводимое от печи, передается воде в трубах и служит для выработки пара, благодаря чему
практически не происходит потерь тепла.
В ходе практической эксплуатации паровой печи, работающей на порошкообразном угле, в которой
температура пламени составляет около 2800 °F (примерно 2800 °C), я обнаружил, что желаемые результаты
достигаются с помощью композитной плитки, имеющей облицовку из огнеупорного материала, обладающего
теплопроводностью, приблизительно равной теплопроводности обычного футеровочного материала печи
толщиной около одного дюйма, и железную заднюю часть, имеющую форму, приблизительно аналогичную
показанной здесь, минимальной толщиной между огнеупорной облицовкой и водотрубной трубой в один дюйм
и достаточной дополнительной толщиной в середине, чтобы простираться назад приблизительно до
плоскости, проходящей через оси труб, на которой крепится плитка. Если облицовочный материал обладает
более высокой проводимостью, его можно сделать более толстым.
Качество огнеупорного покрытия, его толщина, а также форма и толщина металлического корпуса или
подложки могут изменяться в разумных пределах без отступления от моего изобретения.
Плитка или блок, состоящие в основном из карборунда с подходящим связующим веществом, обладают
высоким коэффициентом теплопроводности, а плитка, в которой основным компонентом является оксид
алюминия с подходящим связующим веществом, обладает высокой степенью шлакостойкости. Материал для
плитки может быть изготовлен из смесей этих материалов в различных пропорциях для обеспечения свойств,
необходимых для соответствия различным условиям, встречающимся в печной практике.
На практике было установлено, что в некоторых случаях происходит то, что можно рассматривать как
автоматическую коррекцию теплопередающей способности блоков. В случае, если лицевая часть блока
несколько толще, чем позволяют условия, в которых он находится в печи, повышение температуры, которую
он приобретает, приведет к его истончению, но это само по себе увеличит теплопроводность и, таким
образом, остановит истончение до тех пор, пока, наконец, не будет достигнуто состояние существенного
равновесия, после чего блок будет стоять без дальнейшего истончения материала или потери толщины,
выполняя свои функции, как было описано. 130 На практике температура труб, являющихся
теплопоглощающими элементами в стенке, может варьироваться от 212 °F (в случае водотрубных котлов) до
7000 °F (в случае пароперегретых труб), а низкая температура поверхности плиток может поддерживаться без
риска ухудшения состояния при максимально возможной температуре, например, 2700 °F (при использовании
газообразного или нефтяного топлива), в то время как при использовании угольного топлива с золой,
имеющей низкую температуру плавления, температура поверхности плиток не может превышать 2000 °F. Эти
возможные колебания условий позволяют лучше всего объяснить мое изобретение, приведя подробный
пример его применения в топке водотрубного парового котла, как показано на примере работы в условиях
высоких температур, которые являются нормальными и обычными в современной практике.
Предположим, что температура водопроводных труб в такой печи обычно составляет приблизительно 400 °C,
и что топливо имеет такие характеристики, что огнеупорное покрытие плитки будет разрушено, если
температура его поверхности превысит 2200 °C. В таких случаях необходимо, чтобы температура
поверхности плитки была ниже 2200 °F, и желательно, чтобы она была не ниже 2000 °F для достижения
наилучших условий эффективности сгорания.
Поэтому я выбираю огнеупорный материал такого качества и изготавливаю из него облицовку толщиной 50, а
также металлическую подложку такой толщины, чтобы перепад температуры от поверхности плитки до
водопроводных трубок составлял от 1600 до 1800 °F, то есть поток тепла через композитную плитку будет
таким, что ее поверхность, подверженная воздействию пламени в печи, будет иметь температуру от 2200 до
2000 °F, а ее задняя поверхность, непосредственно контактирующая с водопроводными трубками, будет
иметь температуру около 400 °F.
Я обнаружил, что очень хорошие результаты достигаются, когда поток тепла в лицевой части (50) и задней
части (5) распределен таким образом, что падение температуры от передней части к задней части лицевой
части составляет от 1200 до 1400 °F, а падение температуры от передней части к задней части
металлической подложки составляет от 300 до 500 °F.
Благодаря такой конструкции тепло от огнеупорного материала к воде передается достаточно быстро, чтобы
сохранить огнеупорный материал, несмотря на высокую температуру в печи, а стенка чрезвычайно прочна,
поскольку я предпочитаю конструкцию из отдельных блоков или композитных плиток, как показано здесь, но
изобретение в самом широком смысле не ограничивается этой конкретной конструкцией, поскольку могут
быть использованы и другие формы конструкции стенки печи, имеющие лицевую сторону из огнеупорного
материала и подложку из металла, находящегося в тесном контакте с трубами.
10-,V. Хотя для конструкции стены достаточно трубчатой плитки и облицовки плиткой, стена, показанная на
фиг. 3 и 4, завершается слоем 70 непроводящего материала, нанесенного на внешнюю сторону труб, и
покрыта пластинами 71 из листового металла, которые скреплены между собой, а также прикреплены к стенке
печи некоторыми болтами 55, которые проходят наружу печи, как показано на фиг. 4 под номером 550.
Конкретная форма плиток может варьироваться в зависимости от требований, и, как показано на рис. 4 и 5,
плитки вблизи вертикальных торцов передней и задней стен имеют несколько иной размер и конструкцию по
сравнению с плитками, используемыми на остальных стенах, — они снабжены полукруглым основанием
вблизи одного из концов, так что они практически наполовину обхватывают самую концевую трубу передней
или задней стены, причем эти плитки укладываются большей частью горизонтально, а не вертикально, как это
происходит с другими плитками передней и задней стен, как показано на рис. 5.
Соответствующие зажимы ihaIf могут быть установлены в сочетании с этими торцевыми плитками, как
показано на рис. 4 под номером 560.
Такая конструкция обеспечивает прочное соединение с боковыми стенами, облицовка которых полностью
покрывает вертикальные кромки передней и задней стен, примыкающих к ним и которые могут быть
герметизированы вплотную к внутренним поверхностям боковых стен, как показано на рисунке.
Пол предпочтительно облицовывается плиткой или блоками, аналогичными тем, что используются на
боковых стенах, за исключением того, что в этом случае огнеупорный компонент может быть исключен, а
более высокая проводимость, обеспечиваемая таким образом, будет поддерживать температуру пола
несколько ниже, чем на боковых стенах, и ниже, чем было бы желательно на боковых стенах, где это могло бы
ухудшить эффективность сгорания.
Также желательно, чтобы боковые и торцевые стены на один или два ряда, примыкающие к плиточному полу,
были без огнеупорной облицовочной части, и чтобы их лицевая сторона несколько смещалась назад
относительно поверхности стены над ними, которая таким образом выступает за нижние ряды с внутренней
стороны печи.
Функция этой выступающей конструкции и поддержания нижней части стенок печи при температуре несколько
ниже, чем у остальной части стенок, заключается в следующем:
Температура в одной и той же топке будет меняться в зависимости от условий эксплуатации: температура
70°C будет выше средней или нормальной, если мощность нагрева увеличивается для повышения
температуры кипения или если потребляемая мощность превышает норму или средний уровень, а
температура несколько снизится до 75°C, если потребление топлива уменьшится для снижения мощности
котла.
При более низких температурах, когда стенки печи относительно холоднее нормальной температуры, для
которой они предназначены, зола иногда может прилипать к стенкам и накапливаться на них, образуя слой
золы большей или меньшей толщины, обладающий разной степенью сцепления. Затем, когда номинальная
мощность котла (85) повышается и достигается аномально высокая температура, слой золы плавится и
стекает по стене в виде шлака, но, достигнув нижнего края выступающей части (90) над охладительными
каналами, он застывает и принимает форму, похожую на лед, свисающий с нижнего края выступающей части
стены перед охладительной частью (95) стены ниже. Шлак в таком виде можно периодически повторно
обжигать, а затем обычным способом удалять из печи.
Поскольку пол несколько холоднее 100 градусов, боковые стенки не будут принимать золу в расплавленном
состоянии, и зола не будет плавиться при контакте с ним, и, следовательно, та зола, которая проходит сквозь
печь, накапливается на полу с незначительной, если не сильной, связностью и может быть периодически
удалена.
Облицовка труб 13, образующих вместе с ними зону отвода воздуха или верхнюю стенку камеры сгорания,
имеет ту же конструкцию и соединена с трубами тем же способом, что и облицовка на боковых стенках, и в
большинстве случаев должна обладать примерно такой же теплопередающей способностью, как и облицовка
в прилегающих участках боковых стенок.
Там, где трубы стенок изогнуты для создания соответствующей кривизны стенок, как это показано на
некоторых участках арки и передней и задней стенок 120, конструкция в основном такая же, как и в плоских
или ровных частях, но вогнутые посадочные места на концах блоков плитки должны быть выполнены с
продольной кривизной, чтобы соответствовать изгибу или кривизне трубок, а также с поперечной кривизной,
чтобы обхватывать трубки. Также может потребоваться или быть желательным скосить или наклонить
продольные боковые поверхности этих блоков, чтобы соответствовать наклону одного ряда к следующему
вдоль ряда изогнутых труб.
Там, где радиус кривизны невелик, можно использовать ту же плитку, что и для плоских труб, при этом
используемый токопроводящий цемент будет достаточен для компенсации небольшого неплотного
прилегания плиточных оснований к трубам.
Мне известно, что было предложено использовать множество охлаждающих трубок в качестве каркаса для
поддержки множества отдельных огнеупорных кирпичей, удерживаемых на месте с помощью крышек на
задней стороне указанных трубок, причем указанные крышки и кирпичи удерживаются на месте болтами,
которые служат для зажима кирпичей между трубками.
Никаких претензий на конструкцию самих желчных протоков или блоков не предъявляется.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я
Соседние файлы в папке патенты