Способ сжигания жидкого топлива

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения пара в котлах, сжигающих жидкое топливо . Цель изобретения - повышение экономичности путем улучшения смесеобразования. Это достигается подачей параллельными потоками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорания снизу вверх, в котором топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку: Встречное соударение рабочих потоков в центральной части позволяет использовать всю энергию потока воздуха на вторичное дробление топлива, улучшая смесеобразование и выжиг топлива и повышая экономичность котла. 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТ ИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК

1703912 А1 (я >s F 23 С 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4778952/06 (22) 08.01,90 (46) 07.01.92. Бюл. N. 1 (71) Южный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им, Ф. Э. Дэержинского (72) В. Н, Балтян, С. Г. Коренев, А. А. Григорян и А. В. Харченко (53) 662.951,2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1366787, кл. F 23 С 7/02, 1986. (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получеИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в энергетических установках при сжигании жидкого топлива.

Активное горение мазута наблюдается только в газообразной фазе после испарения с поверхности капель. Для капли размером 1 мм требуется времени для выгорания около 2 с, поэтому для интенсификации горения необходима как можно большая удельная поверхность капель, что может быть достигнуто тонким распылом мазута.

Распыливание можно рассматривать как два последовательных процесса: распад струи на выходе из сопла форсунка на капли, дробление самих капель внешними силами.,В то же время интенсивное горение мазута в топочной камере приводит к образованию относительно небольшой по размерам зоны ядра факела вблизи горелок, ния пара в котлах, сжигающих жидкое топливо. Цель изобретения — повышение экономичности путем улучшения смесеобразования.

Это достигается подачей параллельными потоками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорания снизу вверх, в котором топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку. Встречное соударение рабочих потоков в центральной части позволяет испольэовать всю энергию потока воздуха на вторичное дробление топлива, улучшая смесеобразование и выжиг топлива и повышая экономичность котла. 1 ил, которая для мазута характеризуется достаточно высоким уровнем температур и значительной интенсивностью теплового потока на настенные экраны. Это создает опасность перегрева металла труб и развития высокотемпературной коррозии, а также ведет к образованию окислов азота в ядре факела. Поэтому поиск новых конструкций и технологий сжигания жидкого топлива является важной задачей энергетики.

Известен способ сжигания жидкого топлива в открытой топочной камере путем подачи топлива и воздуха в камеру через подовые горелки спутными потоками с образованием потока продуктов сгорания снизуу вверх. При этом горение факела растягивается по высоте топочной камеры, локальные тепловые потоки на экраны снижаются.

1703912

Однако при подовом расположении горелок в большей степени нагружается верхняя часть экранных поверхностей и наблюдается тепловая неравномерность по ширине топки перед пароперегревателем, Тепловая неравномерность по ширине топки в верхней ее части наиболее характерна при сжигании мазута и длиннопламенных углей. Она выражается в том, что средняя часть топки в верху имеет более высокую температуру газов, чем по краям. Это приводит к тепловым перекосам пароперегревателя, Изменением степени крутки потока вторичного воздуха в улитке подовой горелки производят регулирование степени заполнения факелом топочного объема с целью равномерного распределения тепла между экранами и пароперегревателем.

Для равномерного заrloëнения топочной камеры факелом и улучшения распыла мазута необходимо увеличить степень крутки воздуха. Это требует дополнительной загрузки дутьввого вентилятора для создания определенного давления в воздушном тракте котла, что вызывает увеличение потерь в окружающую среду и перетечек воздуха в газовый тракт котла, что приводит к снижению запаса по тяги, Таким образом, большая степень крутки воздуха в горелках вызывает снижение КПД котла вследствие первтвчек воздуха в газовый тракт и потерь с уходящими газами. а также расхода электрической энергии мв привод дутьевого вентилятора и дымососэ.

Известен способ сжигания жидкого топлива в топочной камере котла, заключающийся в подаче части топлива и воздуха параллельными спутными потоками через центральные и пвриферийные подовые горелки и дополнительными потоками топлива и воздуха, направленными перпендикулярно потоку топливовоздушной смеси, поступающему в топку через подовые горелки.

Недостатками известного способа являются низкие экономичность и надежность котла. В известном способе происходит позонное сжигание топлива. Организация вза-, имодействия встречно-перпендикулярных потоков топливовоздушных струй по высоте топочной камеры не дает сформироваться факелу и приводит к ухудшению выгорания топлива, затягиванию факела, к колебаниям локальных тепловых потоков и неравномерному распределению температуры газов по сечению топки, что вызывает температурную разверстку поверхностей нагрева и.снижает их надежность. Кроме того, способ требует наличия большого количества гибов экранных труб для выполнения подвода

45 топливовоздушных потоков, запорно-регулирующей арматуры, усложняет регулирование при распределении смесей по потокам.

Целью изобретения является повышение экономичности котла путем улучшения смесеобразования.

Согласно способу сжигания жидкого тОплива в горелках путем подачи параллельными потоками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорания снизу вверх, топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку.

Встречная подача потоков топлива и воздуха в центральных горелках позволяет получить широко раскрытый факел по центру топочной камеры в ее нижней части. Область максимальных температур перемещается к поду камеры, увеличивая тем самым радиационную нагрузку незагруженной нижней части экранов. Встречное соударение рабочих потоков позволяет всю энергию потока воздуха использовать на вторичное дробление жидкого топлива, улучшая тем самым смесеобраэование и выжиг топлива, повышая экономичность. B то же время факел периферийных горелок формируется вытянутым, раскрывающимся в верхней половине топки.

Кроме того. что происходит перераспределение радиационной нагрузки по экранам, происходит и выравнивание уровня температур по ширине топочной камеры перед па роперегревателем. Рациональное распределение температур в топке и отсутствие тепловой неравномерности дымовых газов перед пароперегревателем повышает надежность металла поверхностей нагрева.

Удлинение ядра факела s топке и снижение его температурного уровня способствует снижению образования окислов азота в топке.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в центральных горелках жидкое топливо подается встречно воздушному потоку, а в периферийных спутными потоками снизу вверх.

Ка чертеже изображена принципиальная схема работы подовых горелок котла, реализующая предлагаемый способ.

Центральные 1 и периферийные 2 горелки котла установлены на поду топочной камеры 3. Горелки 2 оборудованы мазутными форсунками 4, а горелки 1 — мазутными форсунками 5. Кроме того, на чертеже показаны падающие тепловые потоки на поверхности нагрева котла и характер распределения температур газов вверху

1703912 топки в известном (штриховая линия) и предлагаемом (сплошная линия) способах, Способ осуществляется следующим образом, Топливо и воздух подают через центральные 1 и периферийные 2 подовые горелки параллельными потоками. При этом поток продуктов сгорания направлен снизу вверх, Воздух в периферийных горелках 2 и топливо из мазутных форсунок 4 подают спутными потоками. В центральных горелках 1 топливо из мазутных форсунок 5 подают встречно воздушному потоку. За счет широкого раскрытия факела центральных горелок 1 улучшается выгорание топлива, а за счет более полного заполнения факелом топки 3 происходит увеличение в нижней части топки радиационной нагрузки. Кроме того, за счет удлинения ядра факела и снижения абсолютного уровня температур в топке происходит уменьшение образования окислов азота. Поскольку в верху топки происходит снижение абсолютной величины тепловых потоков, то такое перераспределение тепловых потоков вызывает выравнивание температуры газов вверху топки (сплошная линия) перед пароперегревателем.

Пример. Топочная камера котла

6К3-320-130 ГМ оборудована четырьмя подовыми горелками, расположенными в один ряд. В периферийных горелках топливо и воздух подается спутными параллельными потоками. В центральных1орелках топливо подается навстречу воздушному потоку, направленному снизу вверх. Факел крайних горелок формируется вытянутым, раскрывающимся в верхней половине топки, факел центральных горелок — широко раскрытым в нижней части топки. Падающие тепловые потоки внизу увеличиваются на 25-30 и снижаются в верхней части на 15-207ь. Та- ким образом, уменьшается экономайзерная зона экранных труб и на 5-10 (, увел чивается паропроизводительность котла.

Снижение на 15-20 падающих тепловых потоков вверху топочной камеры увели5 чивает надежность экранной системы, В нижней же половине экранов увеличение доли падающих тепловых потоков на 25-307ь не вызывает перегрева металла экранных труб, так как отсутствие паросодержания в началь10 ном их участке обеспечивает надежный теплоотвод. Сформированный таким образом общий факел в топке имеет вверху ее одинаковый уровень температур или даже снижение температуры газов в посредине топки на

15 50 С, что повышает надежность пароперегревателя из-за отсутствия температурной разверстки дымовых газов.

Кроме того, снижаются потери с уходящими газами, перетечки воздуха в газовый

20 тракт котла и расход электроэнергии на привод дутьевого вентилятора и дымососа. Таким образом, использование предлагаемого способа работы котла, оборудованного топкой с подовыми горелками, по сравнению с изве25 стным обеспечивает рациональное нагружение по теплу экранных поверхностей топки, создает равномерную развертку температур дымовых газов перед пароперегревателем, что повышает надежность металла

30 труб экранной системы и пароперегревателя, снижает образование окислов азота.

Формула изобретения

Способ сжигания жидкого топлива в го35 релках путем подачи параллельными пото, ками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорания снизу вверх, отличающийся тем,что,сцелью

40 повышения экономичнОсти путем улучшения смесеобразования,топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку.

1703912

Составитель И. Ермоленко

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор И.Шулла

Заказ 51 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