ТОПКА Российский патент 2007 года по МПК F23C5/08 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в топках котлов для растопки и снижения образования окислов азота.

Известна топка (патент РФ 2095683, МПК F23C 5/08, 10.11.97), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, источники пыли и воздуха.

Недостатком известной топки является высокая стоимость ее, так как все детали горелок являются экранированными и находятся внутри топки.

Известна топка (патент РФ 2095684, МПК F23C 5/08, 10.11.97), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источника пыли и воздуха.

Недостатком известной топки является сложность конструкции и высокая стоимость ее, так как все детали горелочного устройства размещены внутри топки и являются экранированными.

Известка топка (патент РФ 2248501, МПК F23C 5/08, 20.03.2005), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха.

Недостатком известной топки является малое время работы растопочной горелки, что снижает эффективность работы котла, так как она служит только для растопки.

Известна топка (патент РФ 2206824, МПК F23C 5/08, 6/04, 20.06.2003), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха.

Недостатком известной топки является неэффективное использование горелочного устройства, которое служит только для растопки котла, в остальное же время работы котла оно простаивает, что в целом снижает и эффективность работы самого котла за счет снижения экономических показателей.

Задача изобретения - повышение эффективности работы топки котла.

Поставленная задача решается тем, что в топке, содержащей центральную и по меньшей мере одну периферийную камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания, с циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, и горелочным насадком, внутри горелочного насадка размещена циркуляционная труба с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха, причем циркуляционная труба выполнена из двух частей, одна из которых является неподвижной, а другая имеет возможность осевого перемещения внутрь периферийной камеры сгорания.

Выполнение циркуляционной трубы из двух частей, одна из которых является неподвижной, а другая имеет возможность осевого перемещения, позволяет использовать растопочную горелку не только для растопки котла, но и при его работе. Возможность осевого перемещения подвижной части циркуляционной трубы позволяет обеспечить непосредственную подачу пыли высокой концентрации прямо в центральную камеру сгорания, минуя периферийную камеру, которая предназначена только для растопки котла, является неохлаждаемой, и не предназначена для постоянной работы в ней горелочного устройства, что может привести к обгоранию горелочного устройства. Подача пыли высокой концентрации с недостатком воздуха снижает образование окислов азота на 100 мг/м³, или на 10-15% от суммарного их количества, что улучшает эффективность работы топки котла.

На чертеже схематично изображена заявляемая топка (продольный разрез).

Топка содержит центральную 1 и периферийные 2 камеры сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания, с циркуляционной трубой 6. Перед входным торцом циркуляционной трубы 6 размещены сопла 7 и 8 подачи инжектирующего агента, а со стороны ее выходного торца установлен горелочный насадок 9 таким образом, что циркуляционная труба 6 размещена внутри горелочного насадка 9 с образованием кольцевого зазора 10 между ними. Также циркуляционная труба 6 образует кольцевой зазор 11 с соплами 7 и 8 подачи инжектирующего агента. Топка также содержит источники 12 пыли высокой концентрации и 13 горячего воздуха, подсоединенные соответственно к соплу 7 подачи инжектирующего агента и к горелочному насадку 9, а сопло 8 соединено с источником легковоспламеняющегося топлива (газ, мазут). Циркуляционная труба 6 выполнена из двух частей 14 и 15, раздвигающихся между собой, одна - 14 - из которых является неподвижной, а другая - 15 - имеет возможность осевого перемещения внутрь периферийной камеры 2 сгорания с помощью привода 16, размещенного вне горелочного устройства и сообщающегося с подвижной частью 15 циркуляционной трубы 6 через шток 17. В периферийной камере 2 сгорания могут быть предусмотрены также лаз 18, лючок 19 и «гляделка» 20 для установки и ремонта горелочного устройства 5, а также для контроля положения подвижной части 15 циркуляционной трубы 6 при переходе режима работы из растопочного на основной.

Топка работает следующим образом.

В сопло 8 подачи инжектирующей среды поступает легковоспламеняющееся топливо (газ, мазут), которое поджигается запальником (не обозначен), и прогревается все горелочное устройство 5 при одновременной подаче горячего воздуха из источника 13 горячего воздуха в растопочном режиме. После прогрева горелочного устройства 5 из источника 12 пыли высокой концентрации в растопочном режиме подается пыль с первичным воздухом в сопло 7 подачи инжектирующей среды, которая воспламеняется в факеле, выходящем из сопла 8, и факелом горелочного устройства 5 прогревается вся периферийная камера 2 сгорания. После стабилизации горения и выхода на рабочий режим сопло 8 отключается, и воспламенение поступающей пыли происходит за счет факела горящей пыли в циркуляционной трубе 6, а горение поддерживается за счет тепловой инерции горелочного устройства 5 и муфеля периферийной камеры 2 сгорания. После растопки котла горелочное устройство 5 переводится из растопочного режима в режим штатной горелки котла, для чего с помощью приводного устройства 16 через шток 17 подвижная часть 15 циркуляционной трубы 6 выдвигается внутрь периферийной камеры 2 сгорания. Этим обеспечивается возможность подачи горящей пыли высокой концентрации непосредственно в центральную камеру 1 сгорания с недостатком воздуха, что, как показали замеры, снижает образование окислов азота в топке на 100 мг/м³ или на 10-15% от общего их количества. Кроме того, увеличение длины циркуляционной трубы 6 за счет возможности осевого перемещения одной из ее частей, позволяет организовать дробную подачу воздуха малыми порциями, что и определяет упомянутое горение с недостатком воздуха, снижающее образование окислов азота.

Изобретение может быть использовано на тепловых электростанциях для растопки котлов. Топка содержит центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха, при этом циркуляционная труба выполнена из двух частей: подвижной, с возможностью осевого перемещениями, неподвижной. Указанная растопочная горелка является устройством двойного назначения и после растопки котла переводится в режим основной штатной горелки путем изменения положения подвижной части циркуляционной трубы, горелка работает при коэффициенте избытка воздуха меньше расчетного, в результате чего происходит снижение окислов азота в котле на 100 мг/М³ или на 10-15% суммарного их количества. 1 ил.

Топка, содержащая центральную и, по меньшей мере, одну периферийную камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания, с циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, и горелочным насадком, внутри горелочного насадка размещена циркуляционная труба с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха, причем циркуляционная труба выполнена из двух частей, одна из которых является неподвижной, а другая имеет возможность осевого перемещения внутрь периферийной камеры сгорания.