Делитель пылегазового потока

Изобретение относится к области пылеприготовления и может быть использовано при подготовке твердого топлива к сжиганию на тепловых электростанциях. Делитель пылегазового потока образован размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками 1 с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока. Каждая из обечаек 1 соединена патрубком 2 с топочной камерой 3. В нижней обечайке 1 коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка 4 и завихритель 5. Внутри обечаек 1 установлен трубопровод 6, нижняя часть которого присоединена к цилиндрической полой вставке 4, а верхняя к топочной камере 3. В нижней обечайке 1 перед цилиндрической полой вставкой 4 и соосно с ней установлен рассекатель 7. На трубопроводе 6 перед топочной камерой 3 установлен регулирующий клапан 8. Делитель позволяет подать самую тонкую фракцию пылегазового потока в верхнюю горелку, тем самым организовать выше основной зоны горения восстановительную зону с пониженным содержанием кислорода. В этой зоне под действием продуктов неполного горения часть оксидов азота (NO_x) восстанавливается до безопасного атомарного азота (N₂). Это позволяет улучшить экологические показатели работы котельных установок путем снижения вредных выбросов, содержащихся в продуктах сгорания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области пылеприготовления и может быть использовано при подготовке твердого топлива к сжиганию на тепловых электростанциях.

Современные тенденции подавления оксидов азота (NO_x) в топках котельных агрегатов осуществляются технологическими методами. Существуют одно-, двух- и трехступенчатые схемы подавления образования оксидов азота. Обеспечить нормативные выбросы (NO_x) можно, используя трехступенчатую схему, в которой существует зона с восстановительной атмосферой, расположенная выше основной зоны горения топлива. Лучшим способом организаций такой зоны является подача в нее природного газа. Для высокореактивных углей организация такой зоны может быть достигнута за счет подачи этого же топлива, но тонкость помола пыли должна быть в 2-3 раза мельче, чем в основных горелках. Существующие делители пылегазового потока по своей конструкции не могут обеспечить такое разделение.

Известен делитель пылегазового потока, включающий вертикальный корпус, состоящий из поярусно расположенных цилиндрических обечаек с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока, каждая из которых снабжена отводящим патрубком, и завихрителя, размещенного на входе в первую обечайку, при этом каждая обечайка, начиная со второй, имеет диаметр, определяемый по формуле:

,

где: d_i - диаметр обечайки с i - порядковым номером;

d₁ - диаметр первой обечайки;

n - количество обечаек.

(DE 3122476 С2, МПК В04С 3/00, F23K 1/00).

Недостатком настоящего делителя является невозможность подачи самой тонкой фракции пылегазового потока в его верхний отвод. Этим самым исключается применение восстановительной зоны с пониженным содержанием кислорода выше основной зоны горения.

Ближайшим аналогом является делитель пылегазового потока, содержащий два или более цилиндрических корпуса, расположенных коаксиально один над другим с уменьшающимся сечением по ходу движения потока, завихритесь, центральную цилиндрическую полую вставку и отводы пылегазовой взвеси. В центральной цилиндрической полой вставке дополнительно установлены два запорных поворотных клапана, причем ее диаметр равен 0,5-0,6 диаметра корпуса делителя (RU 17021104 А1, МПК F23K 1/00).

Недостатком настоящего делителя является невозможность подачи самой тонкой фракции пылегазового потока в его верхний отвод. Этим самым исключается применение восстановительной зоны с пониженным содержанием кислорода выше основной зоны горения.

Задачей изобретения является создание делителя пылегазового потока, который бы из пылегазового потока отбирал самую мелкую его фракцию и подавал в верхний патрубок для сжигания в зоне восстановления. Это позволит оптимизировать топочный процесс.

Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение соответствует условию изобретательского уровня.

Сущность изобретения заключается в том, что делитель пылегазового потока образован размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока. Каждая из этих обечаек соединена патрубком с топочной камерой. В нижней обечайке коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка и завихритель. Внутри обечаек установлен трубопровод, нижняя часть которого присоединена к цилиндрической полой вставке, а верхняя к топочной камере.

В нижней обечайке перед цилиндрической полой вставкой и соосно с ней установлен рассекатель.

На трубопроводе перед топочной камерой установлен регулирующий клапан.

На чертеже представлен продольный разрез делителя пылегазового потока.

Делитель пылегазового потока образован размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками 1 с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока. Обечайки 1 соединены патрубками 2 с топочной камерой 3. В нижней обечайке 1 коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка 4 и завихритель 5. Внутри обечаек 1 установлен трубопровод 6, нижняя часть которого присоединена к цилиндрической полой вставке 4, а верхняя часть изогнута в сторону топочной камеры 3 и присоединена к ней.

В нижней обечайке 1 перед цилиндрической полой вставкой 4 и соосно с ней установлен рассекатель 7. На трубопроводе 6 перед топочной камерой 3 установлен регулирующий клапан 8.

Делитель пылегазового потока работает следующим образом. Пылегазовый поток поступает в нижнюю обечайку 1 и проходит через завихритель 5, приобретая при этом вращательное движение. Крупные частицы пылегазового потока отбрасываются к стенкам обечаек 1 и движутся вдоль их. В каждой последовательно расположенной обечайке 1 пылегазовый поток попадает в патрубок 2, а затем через горелочные устройства (не показаны) в зону активного горения топочной камеры 3.

Часть пылегазового потока самой мелкой фракции попадает в цилиндрическую полую вставку 4, затем в трубопровод 6 и по нему через горелку (не показана) в восстановительную зону топочной камеры 3 с пониженным содержанием кислорода. Здесь под действием продуктов неполного сгорания часть оксидов азота (NO_x) восстанавливается до безопасного атомарного азота (N₂). Изменяя положение регулирующего клапана 8, устанавливают необходимый расход пыли в восстановительную зону топочной камеры 3. Этим самым регулируют распределение пылегазового потока по ярусам основных горелок (не показаны), что позволяет оптимизировать топочный процесс.

Перед цилиндрической вставкой 4 и соосно с ней установлен рассекатель 7. Он отражает крупные частицы пылегазового потока от центра к стенке нижней обечайки 1. Этим самым обеспечивается надежная подача самой тонкой фракции пылегазового потока в восстановительную зону топочной камеры 3.

Заявляемый делитель пылегазового потока позволит существенно улучшить экологические показатели котельных установок путем снижения вредных выбросов, содержащихся в продуктах сгорания, в частности выбросов оксидов азота (NO_x). Это является определяющим фактором возможности наращивания энергетических мощностей во многих регионах страны при работе котлов на твердом топливе.

1. Делитель пылегазового потока, образованный размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока, каждая из которых соединена патрубком с топочной камерой, в нижней обечайке коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка и завихритель, отличающийся тем, что внутри обечаек установлен трубопровод, нижняя часть которого присоединена к цилиндрической полой вставке, а верхняя - к топочной камере, кроме того, в нижней обечайке перед цилиндрической полой вставкой и соосно с ней установлен рассекатель.

2. Делитель пылегазового потока по п.1, отличающийся тем, что на трубопроводе перед топочной камерой установлен регулирующий клапан.