СПОСОБ РАБОТЫ ПРИЗМАТИЧЕСКОЙ ТОПКИ Российский патент 2008 года по МПК F23C5/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов при сжигании шлакующих углей.

Известен способ работы вертикальной призматической топки квадратного сечения с тангенциальным многоярусным блочным расположением горелок, в котором для устранения температурных неравномерностей, возникающих в топочной камере при отключении горелочного блока, количество газов рециркуляции, распределяемых в каждый горелочный блок, определяется в зависимости от местоположения отключенного блока (А.с. СССР №1703913, кл. F23С 9/08, 1992). Недостатком такого способа является то, что такое распределение приводит к повышенной локальной подаче газов рециркуляции (например, количество газов рециркуляции, подаваемых в четвертый горелочный блок, начиная с отключенного по ходу движения топочных газов, превышает 25% от общего их расхода). Это вызывает балластирование факела этой горелки низкотемпературными продуктами сгорания и приводит к нарушениям процесса горения топлива и увеличению потерь теплоты с механическим недожогом.

Также известен способ работы парогенератора (А.с. СССР №901731, кл. F23С 5/00, 1980.) с расположенными многоярусными горелками, в котором для устранения температурных неравномерностей расход топлива через горелки каждого яруса увеличивают от яруса к ярусу в направлении сверху вниз. Такой способ позволяет снизить только тепловую неравномерность по высоте, когда максимум температуры газов, зафиксированный в области верхнего яруса горелок, уменьшается за счет увеличения теплового напряжения в нижних ярусах, после соответствующего перераспределения топлива. Однако температурная неравномерность, вызванная отключением части горелок каждого яруса, сохраняется, что вызывает шлакование и снижает надежность эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ работы вертикальной призматической топки квадратного сечения с блочным угловым тангенциальным многоярусным расположением горелок (А.с. СССР №922425, кл. F23С 5/12, 1982.), в котором расход топливно-воздушной смеси по горелочным блокам устанавливается равный. Основным недостатком известного способа является неравномерность температур газов, вызванная отклонением факела в сторону экранов топки, что является следствием отключения блока горелок. Причем местоположение наиболее и наименее теплонапряженных участков в объеме и на поверхности стен топочной камеры зависит от расположения отключенного блока горелок. Смещение высокотемпературного ядра горения в сторону экранных поверхностей нагрева вследствие указанного отключения приводит к их интенсивному шлакованию и уменьшению суммарного тепловосприятия топки.

В основу изобретения положена задача повышения качества сжигания и эксплуатационной надежности путем устранения температурной неравномерности в зоне активного горения и предотвращения шлакования экранных поверхностей нагрева при отключении блока горелок.

Относительно способа эта задача решается тем, что в способе работы призматической топки при отключении горелочного блока (под отключением блока горелок понимается прекращение подачи топливно-воздушной смеси через этот блок в топку) расход топливно-воздушной смеси подаваемой в работающие блоки горелок, устанавливают в соответствии с зависимостью

В_i=0,517·0,796ⁱB,

где В_i - расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в i-й работающий горелочный блок;

i - номер горелочного блока, начиная счет со следующего от отключенного по ходу движения газов;

В - общий расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в топку.

При отключении блока горелок призматической топки высокотемпературное ядро факела смещается в сторону отключенного блока. Для того чтобы снизить уровень температур в этой области, необходимо уменьшить расход топливно-воздушной смеси в горелочный блок, расположенный перед отключенным блоком по ходу движения топочных газов. Зона низких температур, наоборот, находится в противоположной стороне, поэтому в блок горелок, расположенный сразу за отключенным блоком по ходу движения топочных газов, подается повышенный расход топливно-воздушной смеси. Общий расход топливно-воздушной смеси, подаваемый в топку, остается таким же, что и в случае работы всех горелочных блоков, чтобы не снизить паропроизводительность котла.

На фиг.1 изображен котел с призматической экранированной топкой, в которой осуществляется предлагаемый способ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Паровой котел содержит вертикальную призматическую экранированную топку 1 с установленными в каждом ее углу поярусно блочно горелками 2, которые ориентированы тангенциально условной окружности.

Способ работы призматической топки осуществляется следующим образом. При работе всех горелочных блоков топливно-воздушную смесь подают через горелки в топку, причем расход ее по горелочным блокам устанавливается равный. При отключении горелок в одном из углов топочной камеры (под отключением блока горелок понимается прекращение подачи топливно-воздушной смеси через этот блок в топку) расход топливно-воздушной смеси на работающие блоки горелок устанавливают в соответствии с зависимостью

В_i=0,517·0,796ⁱB,

где В_i - расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в i-й работающий горелочный блок;

i - номер работающего горелочного блока, начиная счет со следующего от отключенного по ходу движения газов;

В - общий расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в топку.

При отключении блока горелок общий расход топлива и воздуха, подаваемого в топку, сохраняется тем же, как и в случае работы всех блоков горелок. Указанное распределение топливно-воздушной смеси в работающие блоки горелок при отключении одного из них позволяет выровнять перепад температур в сечениях топочной камеры.

Примером конкретного выполнения предлагаемого способа работы призматической топки, оборудованной тангенциальным угловым блочным многоярусным расположением горелок, может служить топочная камера котла Е-500 Красноярской ТЭЦ-2.

При номинальной паровой производительности котла (500 т/ч) расход ирша-бородинского угля составляет - 25,1 кг/с, а воздуха (при избытке воздуха в топке 1,2) - 98,5 кг/с. При работе всех горелочных блоков расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в них, устанавливается равный и составляет в каждый: топлива - 6,275 кг/с и воздуха - 24,6 кг/с. При отключении одного горелочного блока расход топлива и воздуха по работающим устанавливается согласно представленной зависимости.

В первый, считая от отключенного по ходу движения топочных газов, работающий горелочный блок: топлива - 10,33 кг/с и воздуха - 40,5 кг/с.

Во второй, считая от отключенного по ходу движения топочных газов, работающий горелочный блок: топлива - 8,222 кг/с и воздуха - 32,3 кг/с.

В третий, считая от отключенного по ходу движения топочных газов, работающий горелочный блок: топлива - 6,545 кг/с и воздуха - 25,7 кг/с.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достичь задачи изобретения, повысить качество сжигания и эксплуатационную надежность путем устранения температурных неравномерностей в объеме топочной камеры, тем самым снизить интенсивность шлакования экранов в местах отклонения факела, улучшить условия протекания процессов теплообмена, при этом удается сократить число остановов котла на расшлаковку.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов при сжигании шлакующих углей. В основу изобретения положена задача повышения качества сжигания и эксплуатационной надежности путем устранения температурной неравномерности в зоне активного горения и предотвращения шлакования экранных поверхностей нагрева при отключении блока горелок. При реализации способа в случае работы всех горелочных блоков топливно-воздушная смесь подается через горелки 2 в топку 1. При этом расход смеси в горелки устанавливается равный. При отключении горелок 2 в одном из углов топки 1 расход топливно-воздушной смеси в работающие горелочные блоки устанавливается в соответствии с зависимостью: B_i=0,517·0,796ⁱB, где В_i - расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в i-й работающий горелочный блок; i - номер работающего горелочного блока, начиная счет со следующего от отключенного по ходу движения газов; В - общий расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в топку. 2 ил.

Способ работы призматической топки с тангенциальным угловым многоярусным блочным расположением горелок путем подачи в последние равного расхода топливно-воздушной смеси, отличающийся тем, что при отключении блока горелок, расход топливно-воздушной смеси в работающие горелочные блоки устанавливают в соответствии с зависимостью

В_i=0,517·0,796ⁱВ,

где В_i - расход топливно-воздушной смеси подаваемой в i-й работающий горелочный блок;

i - номер работающего горелочного блока, начиная счет со следующего от отключенного по ходу движения газов;

В - общий расход топливно-воздушной смеси, подаваемой в топку.