КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1996 года по МПК F22B1/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплоагрегатах, работающих на газомазутном топливе.

Известна котельная установка, включающая U-образный газоход, каждая из ветвей которого снабжена автономным поддоном, причем в прилегающей к котлу ветви установлены ороситель и экономайзер, а во второй ветви ороситель (а.с. N 1239447 кл. F 21 B 1/18).

Недостаток известного решения заключается в том, что оно не обеспечивает достаточно эффективную очистку дымовых газов от окислов азота.

Известна котельная установка по патенту СССР N 1790716, содержащая котел с газомазутной горелкой, газоход с U-образным участком, в опускной части которого установлен теплообменник внешнего контура, ороситель щелочного раствора, установленный за теплообменником внешнего контура, два оросителя подачи сульфита натрия, один из которых установлен перед теплообменником внешнего контура по ходу дымовых газов, а второй в подъемной части U-образного газохода, а также ороситель подачи карбамида, установленный над оросителем подачи сульфита натрия в подъемной части U-образного участка газохода.

Основной недостаток указанной установки заключается в том: что в ней достаточно сложно обеспечить оптимальные условия реакции восстановления моноокиси азота, т.к. эта реакция может проходить в узком диапазоне температур и вследствие этого может осуществляться лишь на небольшом участке газохода. Кроме того доочистка дымовых газов с помощью щелочных растворов резко уменьшает коррозионную стойкость стенок газохода, а также требует наличия сложных водоочистных сооружений, что значительно удорожает и усложняет установку.

Целью изобретения является повышение качества очистки дымовых газов и упрощение конструкции.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что котельная установка снабжена устройством для подачи сухого карбамида, соединенного с воздушным каналом газомазутной горелки, а ороситель карбамида снабжен устройством для изменения концентрации подаваемого раствора, соединенного с датчиком влажности уходящих дымовых газов. Изобретение поясняется чертежом. Котельная установка состоит из котлоагрегата 1 с газомазутной горелкой 2, в которой выполнены топливоподающий 3 и воздушный 4 каналы. Воздушный канал 4 через паровой эжектор 5 соединен с устройством 6 подачи сухого пылевидного карбамида. В газоходе 7 перед хвостовой поверхностью 8 по ходу движения дымовых газов установлен ороситель 9 подачи раствора карбамида. Ороситель 9 через насос 10 соединен с баком 11 раствора карбамида. Насос 10 через регулятор расхода 12 соединен с баком 13 корректирующего раствора карбамида. Регулятор расхода 12 через блок 14 соединен с датчиком 15 влажности дымовых газов, установленным на входе и дымовую трубу 16 после уловителя твердых частиц 17 химнедожога и продуктов химреакции.

Работа установки осуществляется следующим образом:
При сжигании топлива (газа или мазута) через паровой эжектор 5 по воздушному каналу 4 горелки 2 вместе с паром подается сухой распыленный карбамид, который распределяется по факелу пламени. Подача увлажненного воздуха в значительной мере подавляет образование окислов азота при сжигании топлива. При подаче сухого карбамида часть его вступает в реакцию непосредственно в зоне пламени горелки, а часть, продолжая движение с потоком дымовых газов, вступает в реакцию в зоне оптимальных для нее температур (1000^ooC 1100^o).

Таким образом, на относительно большом участке газохода происходит процесс восстановления моноокиси азота по формуле:
2(NH₂)₂CO + 6NO 5N₂ + 2CO₂ + 4H₂O.

При сжигании мазута осуществляется подача раствора карбамида из оросителя 9 и происходит реакция взаимодействия карбамида с двуокисью серы:
(NH₂)₂CO + SO₂ +2H₂O (NH₄)₂SO₃ + CO₂.

Так как концентрация подаваемого раствора карбамида рассчитана на номинальный режим работы котла, то при изменении режима работы (например, при изменении промышленной нагрузки) изменения объема дымовых газов и температуры могут привести к увеличению влажности по Φ≈ 100 % дымовых газов на выходе из газохода, что приводит к конденсации влаги на стенках дымовой трубы и ее последующему разрушению. Поэтому при изменении влажности дымовых газов на выходе из газохода от датчика 15 через усилительный блок 14 подается сигнал на регулятор расхода 12 и изменяется подача концентрированного раствора карбамида из бака 13 на насос 10 и далее на ороситель 9. Изменение подачи концентрированного раствора карбамида происходит до тех пор, пока относительная влажность дымовых газов не достигнет расчетного (номинального) значения.

В предлагаемой схеме производится очистка дымовых газов без образования водных растворов, что не требует создания системы водоочистки. Образующийся в твердом виде осадок сернокислого аммония вместе с продуктами недожога попадают в уловитель 17 и затем удаляются из газохода.

Использование: в теплоэнергетике. Сущность изобретения: в воздушный канал 4 установки посредством парового эжектора 5 осуществляется подача сухого распыленного карбамида. Перед хвостовой поверхностью 8 установлен ороситель 9 подачи раствора карбамида, соединенного с баком 11. В зависимости от режима работы можно производить корректировку концентрации подаваемого раствора путем соединения бака 11 с баком 13 корректирующего раствора. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Котельная установка, включающая газомазутную горелку с воздушным и топливоподающим каналами, газоход, установленный в газоходе ороситель карбамида, подключенный линией подачи к системе питания, отличающаяся тем, что она снабжена устройством подачи сухого карбамида, соединенного с воздушным каналом горелки, а система питания оросителя карбамида снабжена устройством изменения концентрации подаваемого раствора. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для подачи сухого карбамида выполнено в виде парового эжектора, а устройство изменения концентрации подаваемого раствора выполнено в виде дополнительного бака концентрированного раствора, соединенного через регулятор расхода с линией подачи раствора карбамида, причем регулятор расхода соединен с датчиком влажности дымовых газов, установленным в дымовой трубе.