Топка котла

 

Изобретение относится к области сжигания топлива и позволяет повысить качество сжигания и снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания. Это достигается тем, что сопла аэросмеси и топливного газа направлены тангенциально к условным окружностям, диаметры которых соответственно равны (0,25-0,68)0 и (0,69-0,92)0. где О - диаметр условной окружности сопла вторичного воздуха. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 С 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 О (Л, С)

Од

0с (21) 4752497/06 (22) 01.09.89 (46) 30.11.91, Бюл. М 44 (71) Киргизский научно-исследовательский отдел энергетики (72) В.В.Осинцев, А.К.джундубаев, А.П.Лысов, В.В.Петров, П,А.Пичугов, А,Н.Битков и В.А.Татаркин . (53) 662.933 (088.8) (56) Авторское свидетельство CGCP

N. 687314, кл. F 23 С 5/10, 1977.

Энергохозяйство эа рубежом, 1989, hh 2, с. 33-43.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций, сжигающих газ и пыль твердого топлива.

Известна топка котла, содержащая. вертикальную. призматическую камеру сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками, оборудованными топливными и воздушными каналами, причем воздушные и топливные каналы ориентированы тангенциально к условной окружности в центре топки.

Недостатком устройства является высокий уровень окислов азота в отводимых продуктах сгорания и низкая степень выгорания топлива при одновременномсжигании природного газа и пыли твердого топлива.

Известна также топка котла, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками, оборудованными газовыми, пылевыми и воздушными каналами, причем каналы воздуха ориентированы тан5U 1695036 А1 (54) ТОПКА КОТЛА (57) Изобретение относится к области сжигания топлива и позволяет повысить качество сжигания и снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания. Это достигается тем, что сопла аэросмеси и топливного газа направлены тангенциально к условным окружностям, диаметры которых соответственно равны (0,25-0,68)0 и (0,69-0,92)D, где

D — диаметр условной окружности сопла вторичного воздуха. 5 ил. генциально к условной окружности у стен, а каналы топлива — тангенциально к условной окружности в центре топки.Топка имеет аналогичные недостатки: высокий уровень концентрации окислов азота в продуктах сгорания и низкая степень выгорания топлива при одновременном сжигании твердого пылеугольного и газообразного топлива.

Цель изобретения — повышение степени выгорания топлива и снижение концентрации окислов азота в отводимых продуктах сгорания при одновременном сжигании пылеугольного и газообразного топлив.

В топке котла, содержащей вертикальную призматическую камеру сгорания с установленными в ее углах пылегаэовыми горелками, оборудованными пылевыми, газовыми и воздушными каналами, причем топливные каналы ориентированы тангенциально к условной окружности в центре топки, а воздушная-тангенциально кусловной окружности у стен, Условные окружности пылевых потоков имеют диаметр D =

1695036

= (0,25-0,68)D, а газовых — 0 =(0,69-0,92)0, где D — диаметр условной окружности касания воздушных струй, м.

Настоящие диапазоны являются существенными с точки зрения получения положительного эффекта. Испытания показали, что степень выгорания топлива V=1-оз — q4, где цз и q4 — степень химического и механического недожога топлива, и относительные значения концентрации окислов азота в отводимых продуктах сгорания

NOx=NOx/NOxo, где NOx, NOxo — текущее и исходное для случая Dr=Dn/D значения концентрации окислов азота, мгlм, очень

3 сильно зависят от соотношений О,/D и

Р,/D. Так, при сжигании, в частности, природного газа и пыли Челябинского угля при

Dn/D=0,4 и Dr/0= 0,75 значения NOx = 0,6, а параметр V=0,992. При незначительных отклонениях Dr/D и 0„/D в большую или меньшую стороны NOx = 0,6,Ч = 0,992, т.е. контролируемые параметры сохраняют свои значения на прежнем уровне.

С достижением Dn/0=0,25, Dr/D=0,68, Dn/D=0,69, т Dr/D=0,92 уровень Ox=0 625—

0,65, а параметр %=0,988 — 0,989, т.е. незначительно ухудшаются. Как только Dn/0< 0,25, Dn/D> 0,68, Dr/0 < 0,69,Dr/D > 0,92 значения

NOx = 1,0, Ч =0,96, т.е. резко скачкообразно меняется качество процесса горения с увеличением концентрации окислов азота в отводимых продуктах сгорания и уменьшением степени выгорания топлива. Аналогичные результаты получаются для различных конфигураций топок, типов горелочных устройств вида сжигаемой угольной пыли, различных соотношений газа и пыли.

На фиг. 1 показана схема топочной камеры; на фиг. 2 и 3 — вид А на фиг. 1 (варианты 1 и 2 горелки); на фиг. 4 и 5 — разрез

Б-Б на фиг. 1 (варианты 1 и 2), Топка котла содержит вертикальную призматическую камеру 1 сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками 2. Горелки имеют воздушный 3, пылевой 4, газовый 5 каналы для ввода соответственно воздуха, пыли, газа. Оси 12 воздушных каналов 3 ориентированы по касательным к окружности 6 у стен 9 топки с экранами 10, а оси 14 и оси 13 соответственно пылевых 4 и газовых 5 каналов — по касательным к окружностям 8 и 7 в центре топки.

Диаметр окружности 6 касания воздушных струй равен D, диаметр окружности 7 касания газовых струй равен Dr, диаметр окружности касания пылевых струй равен

Ол. Для обеспечения эффективного горения пылевые каналы ориентируют к окружности касания с Dn=(0,25-0,68)D, а газовые каналы — к окружности Ор=-(0,69-0,92)D. Выходное окно 11 топки подключено к конвективному газоходу с поверхностями

5 нагрева (не показаны).

Работа топки котла осуществляется путем ввода через горелки 2 потоков воздуха, пыли и газа, Потоки воздуха вводятся через каналы 3, газа — через каналы 5, пыли—

10 через каналы 4. Истекающие из каналов 3 струи воздуха направляются вдоль касательных (тангенциально) к окружности 6 у стен 9 топки, а струи газа и пыли, истекающие из каналов 5 и 4, направляются вдоль

15 касательных(тангенциально) к окружностям

7 и 8 в центре топки. Потоки воздуха, прижимаясь к стенам 9, движутся вдоль труб экранов 10 к выходному окну 11, защищая их от коррозии и шлакования.

20 Топливные потоки, оказываясь в центре топки, также движутся к выходному окну 11.

Под влиянием диффузионно-турбулентного механизма перемешивания топливные и воздушные потоки на горизонтальном уча25 стке вступают в химическую реакцию с выделением тепла (в стадию инициирования процесса горения), на вертикальном участке происходит постепенное догорание вводимых потоков топлива.

30 Геометрические .соотношения

Ог/D=0,25 — 0,68 и Dr/D=0,69 — 0,92 обеспечивают аэродинамические характеристики факела с максимальной степенью выгорания и минимальной концентрацией окислов азота

35 в отводимых продуктах сгорания через газоходы с поверхностями нагрева и дымовую трубу в атмосферу. В сравнении с прототипом достигается прямой экономический эффект с экономией топлива не менее, чем

40 на 17.

При сжигании на котле паропроизводительностью Dnn=200 т/ч топлива с расходом

В=20 т/ч (условного топлива) экономия топлива составляет Л B=0,2 т/ч. При цене Ц=26

45 руб/т и числе часов работы котла за год

t=7500 ч годовой экономический эффект составляет

Эгод= 6 В Ц г =0,2 26 7500=

=39000 руб/год (1)

50 При количестве котлов 4 шт, планируемых на предлагаемую технологию сжигания, годовой экономический эффект от максимального использования составит

Эмакс.год=39000 4= 156000 руб/rop.

Формула изобретения

Топка котла, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания с угловыми пылеугольными горелками, снабженны1Г)95036

Ф 2

2

10 ц

Фиг.5

Корректор Т,Колб

Техред М.Моргентал

Редактор С,Лисина

Заказ 4149 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ми соплами азросмеси, вторичного воздуха и топливного газа, установленными тангенциально к своим условным окружностям, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сгорания и снижения 5 содержания окислов азота в продуктах сгоФ

12 7 рания, диаметры условных окоужностей сопл аэросмеси и топливного газа, составляют соответственно (0,25-0,68)0 и (0,69 — 0,92)D, где D — диаметр условной окружности сопла вторичного воздуха.

g