Изобретение относится к котлостроению и может применяться в энергетических и энерготехнических котлоагрегатах, в которых по техно" логическим соображениям требуется ограничивать температуру горения, например в магнийрегенерационных котлах, используемых в линиях производства целлюлозы. .10

Известна конструкция энерготехнологического агрегата, предназначенного для регенерации магниевых щелоков, содержащие в топочной части две последовательно соединенные экранированные камеры гризматической формы. 1

В первую из них подается топливосульфитный щелок и первичный воздух, подающийся навстречу топливу. Во вторую камеру подается вторичный воздух, с помощью которого происходит дожигание несгоревшего в первой камере топлива j1) .

Недостатками этой .конструкции являются плохие условия воспламенения топлива в первой камере из-за экрани- рования ее водоохлаждаемыми экранами и недостаточно хорошего перемешива ния топлива с первичным воздухом в призматической топочной камере при встречном движении топлива и воздуха, З0 а также отсутствие экономически целесообразной воэможности регулирования температуры сгорания (и, следовательно, качества регенерации).

Кроме того, известная конструкция не обеспечивает эффекта регулирования температуры горения и эа счет перераспределения количества первичного и вторичного воздуха, что влияет на длину факела и путь, который проходит в котле топливо от начала воспламенения до конца сгорания.

Известны конструкции котельных агрегатов, содержащие циклонные камеры сгорания и следующие за ними камеры охлаждения (2) .

При выполнении циклонных камер экранированными эти конструкции обладают преимуществом в части улуч" шенных условий перемешивания первичного воздуха и топлива, и тем же недостатком, в части отсутствия воэможности регулирования температуры сгорания, и следовательно, качества регенерации, поскольку весь вторичный воздух подается либо сразу же с подачей топлива (вместе с первичным воздухом) либо в непосредственной близости от ввбда топлива н первичного воздуха, либо на

838288 некотором удалении от места ввода первичного воздуха и топлива. Такое перераспределение количеств первичного и вторичного воздуха, в целях регулирования температуры сгорания, в этих конструкциях также не дает эффекта, поскольку циклонные камеры сгорания выполнены экранированпими и отвод тепла от продуктов сгорания происходит и в циклонных камерах сгорания,и в последующих частях котло- ц агрегатов. Регулирование же температуры сгорания количеством воздуха,подавае:.ого для горения, снижает экономичность процесса во всех видах и конструкциях котельных агрегатов.

При выполнении циклонных камер котельных агрегатов неэкранированными эти конструкции имеют преимущество в части устойчивости процесса горения за счет положительного влияния на воспламенение топ- 20 лина разогретой до температуры горения обмуровки, но не лишаются недостатка в части регулирования температуры сгорания, поскольку регулирование количеством воздуха для этих конструкций также неэкономично, как для остальных, а регулирование перераспределением количеств первичного и вторичного воздуха также не дает результатов, поскольку весь воздух вводится в пределах циклонных камер и, следовательно, продукты сгорания имеют в любом случае постоянную температуру сгоРания, так как процесс сгоРания топлива заканчивается в пределах неох- лаждаембй циклонной камеры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является котлоагрегат, содержащий неохлаждаемые циклонные 40 камеры сгорания, экранированные камеры дожигания и охлаждения и коннективные поверхности нагрева.

Экранированные топочные камеры имеют призматическую форму, конвек- 45 тинные поверхности нагрева расположены эа топочной камерой, а неохлаждаемые форкамеры предвключены топочным камерам и в них подается все топливо и 60-50% потребного для сжигания его воздуха в качестве первичного, а вторичный воздух в количестве

40-50%, для организации второй ступени горения, подается в топочную камеру через ряд сопел, расположенных вокруг форкамеры (3) .

Недостатком такой конструкции является то, что она не использует охлаждающие поверхности топочной камеры для снижения температуры горения, так как несгоревшая в форкамере 69 доля топлива, подготовленная к горению теплом сгоревшей в первичном воздухе части топлива, начинает активно гореть сразу же после смешения с вторичным воздухом непосред- 5 ственно на входе в охлаждаемую топочную камеру, что не обеспечивает в случае необходимости, эффективного снижения температуры горения.

Цель изобретения вЂ” повышение эффективности процесса при регенерации сульфитных щелоков путем поддерживания температуры горения во время всего процесса регенерации не выше заданной по условиям наибольшей эффективности процесса.

Цель достигается тем, что в энерготехнологическом котлоагрегате,содержащем неохлаждаемые циклонные камеры сгорания, экранированные камеры дожигания и охлаждения и конвективные поверхности нагрева, камеры дожигания снабжены соплами для подачи вторичного воздуха, размещенными в два или более ярусон в плоскостях, перпендикулярных продольным осям неохлаждаемых циклонных камер сгорания.

Такая конструкция котлоагрегата позволяет обеспечить устойчивое начало, горения в неохлаждаемых циклонных камерах с тем, чтобы окончание горения осуществлялось после подачи вторичного воздуха через сопла, до яруса которых продукты неполного сгорания подойдут достаточно охладившись на пути 1-2,5 эквивалентных диаметров циклонных камер за счет радиационного теплообмена с экранными камерами дожигания, выдерживая при этом. температуру продуктов сгорания не выше заданной по условиям наибольшей эффективности процесса регенерации, причем для увеличения эффективности регулирования температуры горения сопла вторичного воздуха могут располагаться на нескольких по высоте ярусах, увеличивая таким образом охлаждающее ноздействие экранов камеры дожигания на физическую температуру горения. Оси сопел при этом располагаются в плоскостях, перпендикулярных осям циклонных ка мер.

На чертеже схематично представлен энерготехнологический котлоагрегат.

Энерготехнологический котлоагрегат состоит из неохлаждаемой циклонной камеры 1, оборудованной устройством 2 для подачи топлива и устройством 3 для подачи первичного воздуха, охлаждаемой (экранированной) камеры 4 дожигания, оборудованной одним или несколькими ярусами сопел S и 6 для подачи вторичного воздуха, холодной воронки 7 и устройства 8 для удаления золы, экраниРованной камеры 9 охлаждения, пароперегревателя 10, водяных экономайзеров 11 и 12 и воздухоподогренателей 13 и 14. Энерготехнологический агрегат оборудован окном 15 для входа продуктов сгорания. В энерготехнологическом котлоагрегате сжигаются

Отработанные в процессе варки целлю838288 лозы сульфитные щелока и регенерируется химически активная окись магния при одновременном использовании тепла, выделяющегося при сжигании, для образования пара и его перегрева.

Энерготехнологический котлоагрегат работает следующим образом.

Отработанный сульфитный щелок с помощью устройства 2 подается в неохлаждаемую циклонную камеру 1 вместе с первичным воздухом, подаваемым с помощью устройства 3, при этом количество первичного воздуха достаточно для сжйгания лишь части топлива. Продукты сгорания и несгоревшее топливо, нагретое до температуры продуктов сгорания, поступают в камеру 4 дожигания, где частично охлаждаются за счет радиационного теплообмена с ее экранами на пути 1-2,5 эквивалентных диаметров и от устья циклонных камер для первого яруса сопел 5 вторичного воздуха, затем смешиваются со вторичным воздухом, подаваемым в ярусе сопел 5, частично (или полностью) дожигаются при одновременном охлаждении за счет радиационного теплообмена с экранами камеры 4 дожигания и окончательно дожигается, смешиваясь со вторичным воздухом из яруса сопел б. Далее продукты сгорания поступают в камеру 9 охлаждения, где охлаждаются за счет радиационного обмена с ее экранами, затем охлаждаются пароперегревателем

10, экономайзерами 11 и 12 и воэдухоподогревателями 13 и 14. Охлажденные газы покидают знерготехнологический агрегат через окно 15, а тепло, отданное ими, используется:для подогрева и испарения воды, перегрева пара и подогрева воздуха, необходимого для горения.

В процессе сгорания регенерируется окись магния, выпадающая в виде мелкодисперсного порошка (золы) в холодной воронке 7, откуда она удаляется с помощью устройства 8.При постоянном весовом расходе топлива температура горения его может меняться из-за изменения влажности и калорийности сухой массы сульфитного щелока, которая меняется, например иэ-эа изменения породы древесины, подвергшейся выварки целлюлозы (лиственная, хвойная). Уменьшение влажности и повышение калорийности щелока ведут к росту температуры горения. При достижении его значения 1500О С и дальнейшем повышении, грозящем "закалкой" окиси магниявЂ” основного продукта энерготехнологического котлоагрегата - беэ изменения расхода топлива и общего расхода воздуха, уменьшают количество первичного воздуха, за счет чего уменьшается количество сгоревшего в циклонной камере 1 топлива и выделенного тепла и увеличивается доля тепла, затраченного на нагрев несго. ревшего увеличенного количества топлива до температуры горения, установившейся в циклонной камере 1 при уменьшенном расходе первичного воздуха, что в результате снижает упомянутую температуру горения в циклонной камере 1 и уменьшает температуру продуктов сгорания на входе в. камеру

4 дожигания. Дальнейшее охлаждение : продуктов сгорания оисходит эа" счет радиационного теплообмена-их с экранами камеры .4 дожигания на участке от выхода из циклонной камеры 1 до яруса сопел 5 подачи вторичного воздуха, перераспределением количеств вторичного воздуха, подаваемых в ярусы сопел 5 и б, также получают воэможность, растягивая

20 процесс горения по длине камеры дожигания, растянуть его и по времени, за счет чего увеличивается влияние охлаждающих поверхностей экранов в промежутке. времени от начала горения топлива до его полного сгорания, чем обеспечивается температура горения, не-превышающая предельной до.пустимой температуры, оптимальной по условиям эффективности регенерации химикатов. При уменьшении калорийности сухой массы сульфитного щелока или при повышении рабочей влажности, например из-за ухудшения работы выпарной установки, температура гоРения снижаетСя, условия воспламенения топлива ухудшаются. Для улучшения условий горения и стабилизации процесса увеличивается доля первичного воздуха с одновременным уменьшением доли вторичного воздуха, вслед40 ствие чего увеличивается доля сожженного. в .неохлаждаемой циклонной камере топлива, уменьшается доля топлива несгоревшего в циклонной камере и уменьшается тепло, затрачи45 вающееся на нагРев до температуры сгорания этого несгоревшего топлива, растет температура горения и улучшаются условия воспламенения.

Конструкция энерготехнологического агрегата позволяет получить разделение процесса горения и неразрывно связанного с ним процесса охлаждения в экранированных топках современных котлоагрегатах на этапы, в которых процесс горения (и повышение температуры продуктов сгорания) от« делен от процесса охлаждения продуктов сгорания так; что появляется воэможность регулирования температуры горения.

Формула изобретения

Энерготехнологический котлоагрегат, содержащий неохлаждаемые цик838288

Составитель. Т.. Лепахина

:Редактор M. дцлын Техред Ж.КжЫелавич. - Корректор Г. Решетник а

Зпказ 4399/53, . Тираж 658 - Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР ао делам изобретвний и открытий

113035, Москва, .Й-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патеит", г. Ужгород.,- ул. Проектная,4 лонные камеры сгорания, экранированные камеры дожигания и охлажде-. ния и конвективные поверхности нагрева,.о т л и ч а в ш и и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса при регенерации сульфитных щелоков, камеры дожигания .снабжены соплами для подачи вторичного воздуха, .расположенными в два или более ярусов в плоскостях, перпендикуляр-:: ных продольным осям неохлаждаемых циклонных камер сгорания.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

Авторское свидетельство СССР .9 317739, кл. F 23 6 7/04, 1971.

2. Циклонные тонки. Под ред.

Г.Ф. Кнорре и И.А. Наджарова.M.-Л., Госэнергоиздат, 1958, с. 16, рис.. 2-1.

3. Котельное оборудование промышленной энергетики за рубежом 1-77"45.

М., НИИинформэнергомаш, 1977, с. 2324, рис. 9 (прототип .