ТОПКА Российский патент 1999 года по МПК F23C5/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топлива, прежде всего, газа и мазута, в топках паровых котлов.

Известна топка, содержащая прямоугольную камеру сгорания, огражденную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные поярусно на двух противоположных стенах с наклоном вниз и тангенциально направленные к условной поверхности вертикального цилиндра, а также одно сопло, установленное на поду по оси камеры и предназначенное для ввода в камеру вторичного воздуха и газов рециркуляции /1/.

Такая топка, во-первых, может применяться только на котлах малой мощности, во-вторых, в ней возможен "прострел" топливовоздушных струй на противоположные стены и наброс факела на смежные стены, что снижает надежность настенных экранов и, в-третьих, газы рециркуляции либо вторичный воздух заполняют топочный объем недостаточно равномерно, что снижает эффект подавления оксидов азота.

Наиболее близкой к заявляемой является топка, содержащая прямоугольную камеру сгорания, ограниченную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные на каждой из двух противоположных стен в одном ярусе со смещением относительно друг друга в вертикальных плоскостях, параллельных стенам без горелок, и воздушные сопла, размещенные на стенах с горелками в одних вертикальных плоскостях с горелками противоположных стен /2/.

К недостаткам данной топки следует отнести то, что при размещении сопл вторичного воздуха выше горелок (с учетом высокой его доли - не менее 0,4 от полного расхода) возрастает тепловосприятие пароперегревателя и ухудшается экономичность работы топки из-за затяжки дожигания и увеличения избытка воздуха на выходе из топки и, как следствие, не обеспечивается глубокое подавление NO_x в продуктах сгорания.

Технический результат, получаемый от использования данного изобретения, заключается в повышении экономичности работы топки с достижением требуемого (нормативного) уровня содержания NO_x в продуктах сгорания.

Этот результат достигается тем, что в топке, содержащей прямоугольную камеру сгорания, ограниченную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные на каждой из двух противоположных стен в одном ярусе со смещением относительно друг друга в вертикальных плоскостях, параллельных стенам без горелок, и воздушные сопла, размещенные на стенах с горелками в одних вертикальных плоскостях с горелками противоположных стен, воздушные сопла, установлены на каждой стене в двух ярусах в количестве, вдвое превышающем количество горелок, причем сопла нижнего яруса на каждой стене размещены не выше горелок на противоположной стене.

Кроме того, горелки противоположных стен могут быть установлены на одном уровне с наклоном вниз, воздушные сопла нижнего яруса установлены ниже горелок, с пересечением их осей в пределах камеры сгорания, а воздушные сопла верхнего яруса установлены выше горелок с наклоном вниз в направлении пода.

На фиг. 1 изображена предлагаемая топка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - топка с горелками, размещенными на одном уровне; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 3.

Топка содержит прямоугольную камеру сгорания 1, ограниченную вертикальными стенами 2, 3, 4, 5 и подом 6, на котором может быть размещен узел ввода газов рециркуляции. На стенах 2 и 3 установлены горелки 7-10 и 11-14, на каждой в одном ярусе в смещенных относительно друг друга вертикальных плоскостях, параллельных стенам 4 и 5 без горелок. На этих же стенах 2 и 3 установлены воздушные сопла 15-18 и 19-22 и воздушные сопла 23-26 и 27-30.

Узел ввода газов рециркуляции может быть выполнен в виде щелевых сопл 31-34, размещенных рассредоточенно в центральной части пода 6.

Количество воздушных сопл 15-18 и сопл 23-26 на стене 2, а также воздушных сопл 19-22 и 27-30 на стене 3 соответственно вдвое превышает количество горелок на каждой из этих стен, причем сопла 15-18 и сопла 19-22 нижнего яруса каждой из стен 2, 3 размещены соответственно не выше горелок 11-14 и горелок 7-10 противоположных стен.

В варианте исполнения (см. фиг. 3) горелки 7-10 и 11-14 противоположных стен 2 и 3 установлены на одном уровне с наклоном вниз, воздушные сопла 15-18 и 19-22 нижнего яруса установлены ниже этих горелок, причем оси сопл 15-18 и сопл 19-22 пересекают соответственно оси горелок 11-14 и 7-10 в пределах камеры сгорания, а воздушные сопла 23-26 и 27-30 верхнего яруса установлены выше горелок 7-10 и 11-14 с наклоном вниз в направлении пода 6.

Топка работает следующим образом. В горелки 11-14 и 15-18 подается газ или мазут с первичным воздухом в количестве 50-60% от полного его расхода.

При подходе факела к противоположной стене (2 или 3) 20-25% воздуха подмешивается к нему за счет подачи из сопл 15-18 и 19-22. Таким образом, в нижней части камеры сгорания 1 топки сгорает до 70-75% топлива.

Догорающий факел взаимодействует с воздухом, поступающим в камеру сгорания 1 из сопл 23-26 и 27-30.

В результате обеспечения избытка воздуха в горелках порядка 0,5-0,6 происходит глубокое подавление NO_x, а температура газов на выходе из камеры сгорания 1 существенно меньше, чем в топке-прототипе, за счет выгорания до 75% топлива в нижней части камеры сгорания 1.

При сжигании мазута в камеру сгорания 1 могут быть поданы газы рециркуляции через подовые сопла 31-34.

В этом случае снижается температура дымовых газов на выходе из топки, кроме того, снижается образование NO_x.

Список использованной литературы
1. SU, авторское свидетельство 1651023, кл. F 23 C 5/08, 1991.

2. RU, патент 2050506 C1, кл. F 23 C 5/08, 1995.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топлива, прежде всего газа и мазута, в топках паровых котлов. Технический результат, получаемый от использования данного изобретения, заключается в повышении экономичности работы топки с достижением требуемого (нормативного) уровня содержания NO_x в продуктах сгорания. С этой целью в топке, образованной вертикальными стенками и подом, воздушные сопла размещены в два яруса, и их количество вдвое превышает количество горелок, размещенных в одном ярусе, причем сопла нижнего яруса размещены по меньшей мере не выше горелок на противоположной стене, сопла верхнего яруса, а также горелки могут быть установлены с наклоном вниз в направлении пода. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Топка, содержащая прямоугольную камеру сгорания, ограниченную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные на каждой из двух противоположных стен в одном ярусе со смещением относительно друг друга в вертикальных плоскостях, параллельных стенам без горелок, и воздушные сопла, размещенные на стенах с горелками в одних вертикальных плоскостях с горелками противоположных стен, отличающаяся тем, что воздушные сопла установлены на каждой стене в двух ярусах в количестве, вдвое превышающем количество горелок, причем сопла нижнего яруса на каждой стене размещены не выше горелок на противоположной стене. 2. Топка по п.1, отличающаяся тем, что горелки противоположных стен установлены на одном уровне с наклоном вниз, воздушные сопла нижнего яруса установлены ниже горелок с пересечением их осей в пределах камеры сгорания, а воздушные сопла верхнего яруса установлены выше горелок с наклоном вниз в направлении пода.