Конструкция котла



Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла
Конструкция котла

 


Владельцы патента RU 2461773:

МИЦУБИСИ ХЕВИ ИНДАСТРИС, ЛТД. (JP)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлах, работающих на угле и различных типах топлива, содержащих серу. Конструкция котла с циркуляционной схемой горения выполнена таким образом, что подаваемые топливо и воздух для горения в топочную камеру из горелок, расположенных на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, в процессе горения образуют вихревой поток. Подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей. При этом по меньшей мере один из подающих воздух компонентов содержит воздуховод, образованный кольцевым пространством между удаляющим шлак соплом и отверстием, проходящим через стенку топочной камеры. При таком выполнении эффективно уменьшается образование коррозии и шлакообразование на стенках в топочной камере. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к конструкции котла, приспособленной для работы на угле и различных типах топлива, содержащих серу.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С целью уменьшения выделений NОх в некоторых современных котлах, предназначенных для использования с таким топливом, как уголь и нефть, обеспечивают многоступенчатую подачу воздуха с образованием зоны горения в восстановительной атмосфере, в которой сгорание происходит в активной газовой среде между основной горелкой и участком подачи дополнительного воздуха.

Однако в зоне горения в восстановительной атмосфере поверхности стенок топочной камеры подвергаются действию жесткой агрессивной среды, в которой в большом объеме образуется сероводород, являющийся коррозионно-активным агентом. Это обстоятельство вынуждает выполнять на стенках топочной камеры покрытие распылением или периодически заменять облицовочные панели стенок топочной камеры. Другой проблемой является шлакообразование, поскольку зона горения в восстановительной атмосфере является областью с активной газовой средой и на топочную камеру действует более высокая тепловая нагрузка.

Для устранения подобных проблем в некоторых известных способах предлагается увеличивать концентрацию кислорода посредством подачи воздуха к поверхностям стенок топочной камеры. Например, в соответствии с одним подобным способом горелки располагают в четырех углах топочной камеры, имеющей прямоугольное сечение, с целью образования вихревого потока, причем каждая из горелок создает смещенный к стенке топочной камеры поток воздуха, (например, см. патентный документ 1).

В соответствии со способом, предложенным для котла, работающего с распылением угля и содержащего горелки, расположенные в центрах стенок топочной камеры с целью создания циркуляционного вихревого пламени, выполняют сопла, обеспечивающие воздушную завесу или завесу из выхлопного газа для отклонения факелов пламени с целью предотвращения тем самым шлакообразования вокруг горелок (например, см. патентный документ 2).

Патентный документ 1. Публикация патента США №6237513.

Патентный документ 2. Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № НЕI-7-119923.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако обычный способ, предлагаемый в вышеуказанном патентном документе 1, не может эффективно повышать концентрацию кислорода, так как содержащийся в воздухе кислород расходуется, прежде чем он достигнет намеченной поверхности стенки. Кроме того, для увеличения концентрации кислорода необходимо увеличить скорость потока, при которой вводится воздух. Это обстоятельство является нежелательным, так как увеличение расхода воздуха приводит к увеличенной добавочной мощности, включая мощность компрессора.

В обычном способе, предлагаемом в патентном документе 2, воздушную завесу или завесу из выхлопного газа необходимо обеспечивать при скорости потока, достаточно высокой, чтобы обеспечить отклонение факелов пламени, что также является нежелательным, так как приводит к увеличенной добавочной мощности, включая мощность компрессора.

При таких условиях для эффективного уменьшения или препятствования образованию коррозии и шлакообразованию на стенках в топочной камере требуется конструкция котла с циркуляционной схемой сгорания, которая охлаждает периферические части вставных блоков удаляющих шлак сопел, которые подвергаются воздействию жестких тепловых режимов.

При этой конструкции котла, в которой подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для образования областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, данные области с более высокой концентрацией воздуха могут быть выполнены посредством подачи воздуха с низкой скоростью потока, для которой требуется небольшая добавочная мощность, к участкам, проблематичным с точки зрения образования коррозии или шлакообразования на поверхностях стенок топочной камеры. В вышеуказанном изобретении области с более высокой концентрацией воздуха предпочтительно выполнены так, чтобы покрывать зоны горения в восстановительной атмосфере внутри топочной камеры в вертикальном направлении. Такое решение позволяет создавать области с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи воздуха с низкой скоростью потока в верхнюю и нижнюю области, проблематичные с точки зрения образования коррозии или шлакообразования на поверхностях стенок топочной камеры.

В вышеуказанном изобретении подающие воздух компоненты предпочтительно вводят вторичный воздух низкого давления из смежных горелок через перепускные каналы. Такое решение позволяет избежать значительного изменения конструкции или увеличения количества компонентов с упрощением тем самым конструкции. В соответствии с вышеуказанным изобретением в конструкции котла с циркуляционной схемой сгорания, выполненной так, чтобы топливо и воздух для горения сгорали с образованием вихревого потока, подающие воздух компоненты подают воздух с низкой скоростью потока к окрестностям подвергающихся воздействию пламени участков стенок топочной камеры, которая способна работать на угле и других типах топлива, содержащих серу, и которая выполнена так, что подаваемые топливо и воздух для горения в топочную камеру из горелок, расположенных у множества положений на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, сгорают с образованием вихревого потока.

В свете вышеизложенного целью данного изобретения является создание конструкции котла, способной эффективно уменьшать или препятствовать образованию коррозии и шлакообразованию на стенках топочной камеры.

Для решения вышеуказанных проблем данным изобретением предлагаются следующие способы.

Конструкция котла в соответствии с данным изобретением представляет собой конструкцию котла с циркуляционной схемой горения, выполненную так, что топливо и воздух для горения, подаваемые в топочную камеру из горелок, расположенных у множества положений на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, сгорают с образованием вихревого потока. Подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, причем, по меньшей мере, один из указанных подающих воздух компонентов содержит воздуховод, образованный кольцевым пространством между удаляющим шлак соплом и отверстием, проходящим через стенку топочной камеры. Указанные подающие воздух компоненты затем могут образовывать области с более высокой концентрацией воздуха на поверхностях стенок топочной камеры в областях, в которых имеется тенденция к шлакообразованию, а также могут быть проблематичными с точки зрения образования коррозии или шлакообразования, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха чем на периферии этих областей. Эта конструкция котла может, таким образом, поддерживать высокую концентрацию кислорода на подвергающихся действию пламени участках без обеспечения высокой добавочной мощности, необходимой для увеличения скорости потока подаваемого воздуха.

Соответственно, на подвергающихся действию пламени участках в топочной камере образуется воздушный слой с высокой концентрацией кислорода, при этом восстановительная атмосфера замещается окислительной атмосферой. В результате такого решения возможно эффективное уменьшение предотвращения образования коррозии и шлакообразования. Данное изобретение является особенно эффективным в уменьшении шлакообразования в котлах, работающих на угле, и особенно эффективным в повышении сопротивления образованию сероводородной коррозии в котлах, способных работать на различных типах топлива, содержащих серу.

Кроме того, если воздух, используемый подающими воздух компонентами, является вторичным воздухом низкого давления, вводимым из смежных горелок через перепускные каналы, то значительное изменение конструкции котла или увеличение количества компонентов может быть сведено к минимуму с упрощением тем самым конструкции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1А представляет собой вид в горизонтальном разрезе варианта выполнения конструкции котла в соответствии с данным изобретением, иллюстрирующий зону горения в восстановительной атмосфере;

фиг.1В представляет собой вид в аксонометрии варианта выполнения конструкции котла в соответствии с данным изобретением, показывающий его схематический контур;

фиг.2А представляет собой вид в разрезе топочной камеры, показывающий иллюстративную конструкцию подающего воздух компонента, расположенного на вставном блоке удаляющих шлак сопел;

фиг.2В представляет собой схему, если смотреть со стороны стрелки А, показанной на фиг.2А, иллюстрирующую пример конструкции подающего воздуха компонента, расположенного на вставном блоке удаляющих шлак сопел;

фиг.3А представляет собой вид в горизонтальном разрезе первого варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, иллюстрирующий зону горения в восстановительной атмосфере топочной камеры;

фиг.3В представляет собой вид в аксонометрии первого варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, показывающий его схематический контур;

фиг.4А представляет собой вид в горизонтальном разрезе второго варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, иллюстрирующий зону горения в восстановительной атмосфере топочной камеры;

фиг.4В представляет собой вид в аксонометрии второго варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, показывающий его схематический контур;

фиг.5 представляет собой схематический вид в продольном разрезе конструкции котла, которая сжигает топливо вместе с воздухом для горения с многоэтапной подачей.

Номера позиций

10: котел

11: топочная камера

11а: стенка топочной камеры

12: горелка

20: подающий воздух компонент (сопло подачи воздуха)

30: вставной блок удаляющего шлак сопла

НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее приведено описание варианта выполнения конструкции котла в соответствии с данным изобретением со ссылкой на чертежи.

В соответствии с фиг.5 котел 10 сжигает топливо посредством многоэтапной подачи воздуха для горения в топочную камеру 11 с целью снижения выделения NOx. В этом случае при многоэтапной подаче воздух для горения подается в топочную камеру 11 в два этапа, то есть из участков Ва, которые являются областями, в которых расположено множество горелок 12, и дополнительных участков Аа, которые являются областями, в которых выше участков Ва горелок расположены сопла 13 дополнительной подачи воздуха. Более точно, в котле 10 в качестве меры противодействия выделению NOx выполняют двухэтапное сжигание в зоне сгорания в восстановительной атмосфере и в зоне полного сгорания посредством первоначальной подачи объема воздуха, составляющего около 70% от требуемого объема воздуха для горения, из участков Ва до подачи остальной части воздуха, составляющей около 30%, из участков Аа подачи дополнительного воздуха.

Например, в соответствии с фиг.1А вышеуказанный котел 10 является котлом с вихревой топочной камерой, в котором топочная камера 11 имеет прямоугольное сечение. Котел 10 с вихревой топочной камерой конструктивно решен так, что топливо и воздух для сгорания, подаваемые из множества горелок 12, расположенных на стенках 11а топочной камеры 11 сгорают с образованием вихревого пламени в топочной камере 11.

В иллюстративной конструкции восьмиугольной топочной камеры, показанной на фиг.1А, горелки 12, которые расположены у восьми местоположений в горизонтальном сечении, подают топливо и воздух для сгорания с образованием двух смежных вихревых потоков в топочной камере 11.

В этом варианте выполнения котел 10 содержит подающие воздух компоненты 20, расположенные около подвергающихся воздействию пламени участков поверхности стенок топочной камеры (стенки 11а топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, с образованием областей с более высокой концентрации воздуха, чем на периферии этих областей. Более конкретно, в горизонтальном сечении восьмиугольной топочной камеры, показанной на фиг.1А, выполнен один подающий воздух компонент у соответствующего положения на каждой из стенок 11а топочной камеры, которые образуют, например, форму прямоугольника, то есть всего выполнено четыре подающих воздух компонента 20.

Формирование областей с более высокой концентрацией воздуха предполагает формирование областей с более высокой концентрацией кислорода. Таким образом, в этих областях восстановительная атмосфера замещается окислительной атмосферой.

То есть подающие воздух компоненты 20, выполненные на стенках 11а топочной камеры 11, подают воздух при низкой скорости от местоположений, проблематичных с точки зрения образования коррозии или шлакообразования, образуя тем самым области с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, по существу, вдоль поверхностей стенок. Другими словами, области с более высокой концентрацией воздуха по сравнению с периферическими участками образуются не за счет подачи воздуха к стенкам 11а топочной камеры в участки, проблематичные с точки зрения образования коррозии или шлакообразования при сравнительно высокой скорости потока (например, 40 м/с или более того), а за счет подачи воздуха из компонентов 20, выполненных на стенках 11а в участках, проблематичных с точки зрения образования коррозии или шлакообразования, при низкой скорости потока (например, около 10 м/с).

Например, подающие воздух компоненты 20 являются соплами, предназначенными для создания областей с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи вторичного воздуха низкого давления, который вводится из смежных горелок 12 через перепускные каналы в топочную камеру 11 с низкой скоростью потока. В виде топочной камеры 11 сверху воздух, подаваемый из компонентов 20, образует области с более высокой концентрацией воздуха вдоль стенок 11а около участков, подвергающихся воздействию пламени. Кроме того, подающие воздух компоненты расположены в вертикальном направлении топочной камеры на нескольких ступенях, чтобы покрыть зону горения в восстановительной атмосфере внутри топочной камеры по вертикали.

В зоне горения в восстановительной атмосфере помимо того, что поверхности 11а стенок подвергаются воздействию жесткой агрессивной среды, также существует проблема шлакообразования, поскольку эта зона является областью образования в больших объемах сероводорода, являющегося коррозионно-активным агентом, а также областью активной газовой среды, в которой тепловая нагрузка в топочной камере 11 является более высокой. Таким образом, в зоне горения в восстановительной атмосфере подающие воздух компоненты 20 выполнены в периферических участках на стенках 11а топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, по существу, на уровне расположения горелок 12. Это обусловлено тем, что участки стенок 11а, которые подвергаются воздействию пламени, выполнены по существу на тех же высотах, что и горелки 12, поскольку пламя образуется с прохождением от горелок 12, по существу, в горизонтальном направлении.

Кроме того, подвергающиеся воздействию факелов пламени участки стенок 11а топочной камеры образуются у множества положений в вертикальном направлении, так как горелки 12 в зоне горения в восстановительной атмосфере обычно расположены многоступенчатым способом по вертикали. Соответственно, и подающие воздух компоненты 20 расположены в вертикальном направлении в количестве ступеней, равном количеству ступеней горелок 12, другими словами, равном количеству ступеней факелов пламени, сформированных по вертикали. Такое решение позволяет обеспечивать образование областей с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи воздуха с низкой скоростью потока в верхнем и нижнем участках, проблематичных с точки зрения образования коррозии или шлакообразования в топочной камере 11.

В результате такого решения в зоне горения в восстановительной атмосфере воздух, подаваемый при низкой скорости потока из компонентов 20, выполненных около участков стенок 11а топочной камеры, подвергающихся воздействию пламени, которые создают горелки 12, образует области с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферических участках так, что данный воздух образует воздушный слой по периферии подвергающихся воздействию пламени участков, изолируя стенки 11а от факелов пламени. Образование воздушного слоя уменьшает тепловое воздействие и т.д. пламени, а также частично окисляет атмосферу, уменьшая или препятствуя тем самым образованию коррозии и шлакообразованию на стенках 11а топочной камеры в областях, в которых в противном случае могли быть образованы участки, подвергающиеся воздействию пламени.

Кроме того, можно использовать воздух с низкой скоростью потока, для которого требуется малая добавочная мощность, так как компоненты 20 подают воздух из окрестностей подвергающихся воздействию пламени участков к периферическим участкам. То есть в этом случае не требуется обеспечивать подачу воздуха с высокой скоростью потока под высоким давлением, например, с использованием компрессора, который работает с потреблением большой мощности, в отличие от случая, когда подача воздуха выполняется к удаленному положению. В частности, использование вторичного воздуха низкого давления, вводимого из горелок 12, уменьшает добавочную мощность, а также позволяет избежать значительного изменения конструкции или увеличения числа компонентов с упрощением тем самым конструкции.

Например, в соответствии с фиг.1В подающие воздух компоненты 20 выполнены вокруг удаляющих шлак сопел 31 во вставных блоках 30, расположенных между участками Ва горелок и участками Аа подачи дополнительного воздуха. Вставные блоки 30 с удаляющими шлак соплами являются устройствами, удаляющими шлакообразование на стенках 11а топочной камеры. Например, в соответствии с фиг.2А вставные блоки 30 с удаляющими шлак соплами очищают стенки 11а с помощью пара, выпускаемого из сопел 31, которые вставлены в топочную камеру 11.

То есть создание областей с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи воздуха является эффективным способом, так как вставные блоки 30 с удаляющими шлак соплами выполнены на местах, проблематичных с точки зрения шлакообразования, обусловленного высокой тепловой нагрузкой, создаваемой активной газовой средой в топочной камере 11.

Далее приведено описание иллюстративной конструкции подающих воздух компонентов 20, выполненных вокруг вставных блоков 30 с удаляющими шлак соплами, со ссылкой на фиг.2А и 2В.

В соответствии с фиг.2А удаляющее шлак сопло 31 прикреплено к вставному блоку 30 посредством введения сопла 31 в отверстие 32, проходящее через стенку 11а топочной камеры. Удаляющее шлак сопло 31 вводит подводимый к нему пар для удаления шлака через паропровод 33. Позицией 34 на данном чертеже обозначен уплотнительный элемент, расположенный между корпусом 21 подающего воздух сопла 20 (подающего воздух компонента), рассмотренного в дальнейшем, и удаляющим шлак соплом 31.

С другой стороны, подающее воздух сопло 20 содержит воздуховод 22, образованный кольцевым пространством между соплом 31 и отверстием 32, при этом корпус 21 сопла у одного конца его цилиндрической формы имеет кольцевой выступ 21а и прикреплен к топочной камере 11. Например, корпус 21 прикреплен к периферической поверхности сопла 31 уплотнительным элементом 34, расположенным между ними, при этом выступ 21а в топочной камере 11 обращен к стенке 11а так, чтобы располагаться, по существу, параллельно ей на заданном расстоянии. Соответственно, воздух, подаваемый из корпуса 21 в топочную камеру 11, сталкивается с выступом 21а, проходя наружу вдоль стенки 11а по всей периферии.

Подающее воздух сопло 20 содержит дутьевую камеру 23, выполненную снаружи топочной камеры 11. Дутьевая камера 23 сообщается с корпусом 21 сопла в топочной камере 11 посредством воздуховода 22 для подачи воздуха из источника 24 воздуха. В этом случае используемый источник 24 воздуха предпочтительно, например, является вторичным воздухом низкого давления, вводимым из горелок 12, хотя при необходимости можно использовать первичный воздух или сжатый воздух.

Подающее воздух сопло 20 может создавать область с более высокой концентрацией воздуха вдоль стенки 11а топочной камеры 11 в участке возможного шлакообразования, а также может охлаждать периферию вставного блока 30 с удаляющими шлак соплами, который подвергается воздействию жесткого теплового режима. Соответственно, вокруг стенки 11а в участке возможного шлакообразования формируется воздушный слой с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферических участках, при этом частичная окислительная атмосфера может предотвратить или уменьшить образование коррозии на поверхности стенки с продлением тем самым срока службы стенки топочной камеры.

Кроме того, воздух, подводимый в корпус 21 подающего воздух компонента 20, проходит около периферической поверхности удаляющего шлак сопла 31. Таким образом, данный поток воздуха может охлаждать, например, уплотнительный элемент 34, который подвергается воздействию жесткого теплового режима.

Дополнительно повышение концентрации воздуха в окрестности стенки 11а, на которой выполнено подающее воздух сопло 20, обусловливает повышение концентрации кислорода с образованием тем самым окислительной атмосферы. Окислительная атмосфера может уменьшить шлакообразование, поскольку повышается температура плавления шлака.

В данной конструкции котла с целью создания областей с более высокой концентрацией воздуха по сравнению с периферическими участками подающие воздух компоненты 20 расположены около подвергающихся воздействию пламени участков стенок 11а, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками 12. Поскольку вокруг подвергающихся воздействию пламени участков повышается концентрация кислорода, то восстановительная атмосфера частично замещается окислительной атмосферой. В результате указанного замещения может быть уменьшено образование коррозии или шлакообразование с увеличением срока службы поверхностей стенок. Данная конструкция котла особенно эффективно уменьшает шлакообразование в котлах, работающих на угле, и особенно эффективно повышает сопротивление коррозии в котлах, работающих на различных типах топлива, содержащих серу.

Оптимальные положения подающих воздух компонентов 20 в горизонтальном сечении изменяются в зависимости от условий, включая форму топочной камеры 11, расположение и количество горелок 12 и тип создаваемого вихревого пламени. То есть области подвергающиеся воздействию пламени участков стенок 11а, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками 12, изменяются в зависимости, например, от расположения горелок 12 и типа создаваемого вихревого пламени. Соответственно, взаимное расположение горелок 12 и подающих воздух компонентов 20 будет отличаться в различных конструкциях котлах, например в восьмиугольной топочной камере, показанной на фиг.1А и 1В и четырехугольной топочной камере, показанной на фиг.3А и 3В, а также фиг.4А и 4В.

В иллюстративной конструкции, показанной на фиг.1А и 1В, топочная камера 11 является прямоугольной, при этом четыре горелки 12 расположены на каждой из двух противоположных длинных сторон, обеспечивающих создание двух вихревых потоков слева и справа. В этом случае горелки 12 по существу наклонены к центрам соответствующих вихревых потоков, то есть по существу к центрам квадратов, образованных делением прямоугольника пополам, при этом каждый из указанных двух вихревых потоков имеет, по существу, овальную форму.

Таким образом, в этом случае подвергающиеся воздействию пламени участки, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, образуются около двух углов и центров длинных сторон, а подающие воздух компоненты 20 расположены у четырех местоположений так, чтобы покрывать эти участки.

В иллюстративной конструкции (первый вариант), показанной на фиг.3А и 3В, топочная камера 11 является квадратной, при этом четыре горелки 12 расположены в четырех положениях, смещенных от центра соответствующих сторон, для создания единого вихревого потока. В этом случае вихревой поток формируется посредством смещения горелок 12, так как горелки 12 направлены к противоположным поверхностям стенок. В этой схеме расположения горелок 12 пламя проходит к окрестностям центров поверхностей стенок на нижней по потоку стороне вихревого потока под воздействием пламени, формируемого на верхней по потоку стороне.

Таким образом, в этом случае подвергающиеся воздействию пламени участки образуются около центров соответствующих сторон, и, соответственно, подающие воздух компоненты 20 выполнены у четырех местоположений в центрах соответствующих сторон так, чтобы покрыть эти участки.

В иллюстративной конструкции (второй вариант), показанной на фиг.4А и 4В, топочная камера 11 является квадратной, а горелки 12 расположены у четырех углов для создания единого вихревого потока. В этом случае подвергающиеся воздействию пламени участки образуются около центров соответствующих сторон, и, соответственно, подающие воздух компоненты 20 выполнены у четырех местоположений в центрах соответствующих сторон так, чтобы покрыть эти участки.

Таким образом, оптимальные положения подающих воздух компонентов 20 могут быть выбраны, исходя, например, из схемы расположения горелок 12.

Данное изобретение не ограничивается вышерассмотренными вариантами выполнения и может быть видоизменено в той степени, в которой данное видоизменение не отклоняется от сущности данного изобретения.

1. Конструкция котла с циркуляционной схемой горения, выполненная таким образом, что подаваемые топливо и воздух для горения в топочную камеру из горелок, расположенных у множества положений на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, в процессе горения образуют вихревой поток, причем подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, причем, по меньшей мере, один из указанных подающих воздух компонентов содержит воздуховод, образованный кольцевым пространством между удаляющим шлак соплом и отверстием, проходящим через стенку топочной камеры.

2. Конструкция котла по п.1, в которой области с более высокой концентрацией воздуха создают так, чтобы перекрыть зону горения в восстановительной атмосфере внутри топочной камеры в вертикальном направлении.

3. Конструкция котла по п.1, в которой подающие воздух компоненты вводят вторичный воздух низкого давления из смежных горелок через перепускные каналы.

4. Конструкция котла по п.2, в которой подающие воздух компоненты вводят вторичный воздух низкого давления из смежных горелок через перепускные каналы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для одновременного или попеременного сжигания жидкого и газообразного топлива, а именно к циклонным предтопкам для сжигания жидкого топлива и/или газа в различных котельных установках и позволяет повысить эффективность сжигания газа, а также надежность его работы и увеличить срок службы.

Изобретение относится к области энергетики. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в топочной технике на котлах тепловых электростанций, отопительных котельных и парогенерирующих установках металлургических предприятий при комбинированном факельном сжигании природного и промышленных доменного и коксового газов во вращающемся вертикально восходящем потоке.

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы, может найти применение в промышленной теплоэнергетике и обеспечивает повышение эффективности использования рабочего объема топочной камеры котла и расширение диапазона возможного регулирования производительности предтопка и котла.

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы, может найти применение в промышленной энергетике и обеспечивает при своем использовании повышение полноты выгорания топлива, расширение диапазона эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью до 65%.

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы, может найти применение в промышленной энергетике и обеспечивает при его использовании повышение полноты выгорания топлива при одновременном снижении образования оксидов горения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано в других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность дожигания выпадающих в холодную воронку частиц несгоревшего топлива, а также уменьшить уровень выбросов оксидов азота и снизить шлакование скатов холодной воронки, что приводит к повышению надежности и экономичности.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании легкого и тяжелого жидкого топлива, а также различных видов газообразного топлива в топках котлов и печей, в частности в конструкциях блочных горелок теплофикационных водогрейных котлов.

Изобретение относится к области промышленной энергетики, в частности к бесколосниковым вихревым топкам, предназначенным для водогрейных котлов отопительных установок, сушильных камер и т.д., и позволяет при его использовании упростить конструкцию топки путем повышения эффективности процесса сжигания топлива при снижении содержания вредных веществ в генераторном газе

Топка // 2489647
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на котлах тепловых электростанций при сжигании угольной пыли и природного газа

Изобретение относится к способу активирования фракционированных по размеру частиц порошкообразного угля путем их ввода вертикально-щелевыми потоками в смеси с продуктами сгорания и нагрева спутными вертикально-щелевыми газовыми факелами в горизонтальных камерно-факельных нагревателях, выделения и сжигания легких и тяжелых фракций летучих веществ при взаимодействии с газообразными продуктами сгорания, воздухом и паром в инверторных реакторах, охлаждения воздухом в кипящем слое с одновременным отводом теплоты поверхностному теплообменнику, отличающийся тем, что факельный нагрев осуществляют при недостатке кислорода с выделением влаги и легких фракций летучих веществ, а продукты неполного сгорания и нагретые частицы угля вводят в вертикальные инверторные кольцевые реакторы, в которых вначале организуют воспламенение и сжигание легких фракций летучих веществ в кольцевых опускных потоках с воздушной подпиткой факелов радиальными струями из вертикально-приосевых участков, затем выводят и сжигают тяжелые фракции летучих веществ в опускных потоках с продувкой факелов тангенциальными струями пара при одновременном отводе теплоты встроенным поверхностным охладителям. Кроме того, изобретение относится к установке для осуществления указанного способа. При использовании способа и установки согласно изобретению достигается снижение расхода газа и потерь теплоты активирования угля. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано для утилизации горючих отходов, биомассы или иных веществ, содержащих углерод и водород, с целью получения горючих газов. Способ включает подачу в реактор топлива воздуха, их смешивание, сгорание смеси и/или газификации содержащейся в ней твердой основы. В угловые пристенные зоны корпуса реактора на стыке торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки дополнительно вводят не менее трех тангенциальных струй воздуха и/или водяного пара массовым расходом от 3 до 7% от объема используемого воздуха, а в среднее сечение вихря со стороны боковой стенки вихревой камеры вводят не менее двух тангенциальных струй воздуха или водяного пара массовым расходом от 10 до 30% от объема используемого воздуха в месте поворота вихря на 180 и 270-310 градусов от начала его формирования. Технический результат заключается в устранении заноса угловых, спиралевидных областей у швов стыковки торцов вихревой камеры и ее криволинейной боковой стенки, а также заноса или шлакования боковой стенки. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно, к способу устойчивости и эффективности процесса сжигания топлива в вихревой топке энергетической установки. Способ включает формирование и стабилизацию вихревого потока. Формирование вихревого потока осуществляют за счет симметричного и зеркального расположения горелок на противоположных стенках вихревой топки и направленного выхода горячего газа, а стабилизацию осуществляют за счет разделения основного вихревого потока, как минимум, на два сопряженных вихря, которые образуют за счет изменения угла наклона внутренней поверхности нижнего пода и смещения выпускных отверстий верхнего пода вихревой топки, при этом векторы вращательной и поступательной скоростей движения сопряженных вихрей относительно продольной оси вихревой топки выполняют по траектории двойной спирали в одном направлении, в то время как векторы угловых скоростей вращения сопряженных вихрей вокруг их собственных осей направляют в противоположные стороны друг относительно друга. Изобретение позволяет повысить устойчивость и эффективность сжигания топлива в вихревой топке энергетической установки, исключает использование дорогостоящего и сложного в эксплуатации оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики, в частности к камерным топкам с пылевидно-дисперсным сжиганием топлива (уголь, торф, мазут, суспензия), например к топкам котельных установок в промышленных печах. Способ сжигания топочных газов в вертикальной камерной топке включает подачу топливовоздушной смеси через горелки в вертикальную камеру сгорания со смещением относительно ее центральной оси, снижение температуры по высоте камеры и отвод горячих топочных газов, в которой из верхней зоны вертикальной камеры часть топочных газов отводят для охлаждения вниз посредством вертикально расположенного в ее центральной зоне полого двухсветного водоохлаждаемого экрана (обечайки), а охлажденные топочные газы направляют в нижнюю зону камеры для смешивания с топочными газами, поступающими из горелок нижнего пояса, обеспечивая процесс рециркуляции топочных газов и подхват выпадающих вниз из кольцевой зоны камеры сгорания частиц топлива с их подачей на догорание. Вертикальная камерная топка содержит кольцевую камеру сгорания, образованную коаксиальными полыми емкостями, с горелками, расположенными на внешней полой емкости, снабжена внутренней полой емкостью, выполненной в виде двухсветного экрана типа обечайки для рециркуляции топочных газов и имеющей верхнюю и нижнюю воронки, расположенные в камере сгорания. Изобретение способствует снижению температуры топочных газов в зоне активного горения, увеличению теплообмена топки и снижению ее загрязнений. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к камерным вихревым топочным устройствам с тангенциальной схемой расположения горелок. Вихревая топка разделена двухсторонним пережимом на камеру дожигания с дополнительными горелками и расположенную под ней камеру сгорания с установленными тангенциально основными горелками. Тангенциальная подача угольной пыли с первичным дутьем через горелки формирует высокотемпературное ядро горения и раскаленный горящий поток, движущийся сначала вниз и поднимающийся далее по стенкам камеры сгорания вверх в виде периферийного вихря, который омывает корни факелов. Задачей изобретения является: повышение экономичности, расширение диапазона регулирования нагрузки. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к топочным устройствам, работающим, в том числе, на низкосортном пылеугольном топливе, и может быть использовано в котельных установках на тепловых электростанциях. Вихревая топка содержит горизонтальную вихревую камеру горения с направляющим козырьком, выполненным в виде дуги окружности радиусом в два раза меньшим радиуса камеры горения, диффузор с углами раскрытия 40°≤α≤50° и относительной шириной горловины 0,3≤h≤0,4, вертикальную камеру охлаждения и расположенные в верхней части камеры горения тангенциальные сопла, основные - для подвода топливовоздушной смеси, ориентированные под углом 20°≤β≤30° к горизонту, и дополнительные - для подачи вторичного окислителя, ориентированные вертикально вниз. Технический результат - подавление эффекта Коанда в камере охлаждения, предотвращение выноса части несгоревшего топлива из камеры горения для повышения полноты выгорания пылеугольного топлива, снижение уровня эмиссии оксидов азота. 2 ил.
Наверх