Способ сжигания топлива Советский патент 1985 года по МПК F23D14/24 

Изобретение относится к энергетике, в частности к способам сжигания топлива, и может быть использовано в топках котлоагрегатов и в другом топливосжигающем оборудовании.

Целью изобретения является повышение экономичности и снижение содержания вредных примесей в продуктах сгорания.

На фиг. 1 показаны изотермы в прямом (а) и закрученном (б) потоках; на фиг. 2 - кривая зависимости концентрации окислов азота от степени крутки при оС 1,05 (1) и ос 1,2 (2).

Способ сжигания топлива осуществляется путем подачи топливовоздушиой смеси с разных уровней несколькими потоками, имеющими различные коэффициенты избытка воздуха, при этом потоки подают не менее, чем с трёх уровней при распределении коэффициентов избытка воздуха в потоках в щахматном порядке, кроме верхнего уровня, и закручивают, при этом потоки с 1 подают со степенью крутки с п 0,2-0,4, а потоки с подают с п 0,4-1,0. Кроме того, на верхнем уровне коэффициент избытка воздуха ос поддерживают равным 1,03-1,05.

Пример. Проводились испытания на котлоагрегате ТГМ-94 Навоийской ГРЭС при номинальной нагрузке при сжигании сероводородсодержащего природного газа. Испытывались четыре варианта сжигания газа.

В первом варианте, принятом за базовый, осуществлялось равномерное распределение топливовоздушной смеси с .коэффициентом избытка воздуха з(, 1,05 через горелки, расположенные на трех уровнях, по семь на каждом. Концентрация окислов азота СхолВ этом случае равнялась 700 мг/м Химический недожог отсутствовал.

Согласно второму варианту при распределении топливовоздушной смеси по уровням горелок с коэффициентом избытка воздуха на 1-м уровне о 1,24; на 2-м уровне ОС 0,89; на 3-м уровне ос 0,89.

Концентрация окислов Сло,раъняласъ 525 мг/м, при этом появились следы химического недожога.

Согласно третьему варианту при распределении топливовоздущной смеси по уровням горелок с коэффициентом избытка воздуха на 1-м уровне оС 1,14; на 2-м уровне сС 1,14; на 3-м уровне о(. 0,764.

Концентрация окислов азота Cjfflbi равнялась 462 мг/м, при этом появился химический недожог по СО 0,07%, по Н; 0,09%.

Согласно четвертому варианту при распределении потоков топливовоздушной смеси по уровням горелок и при коэффициенте избытка воздуха на 1-м и 2-м уровнях в шахматном порядке 1,246 и aCz 0,764, а на 3-м верхнем уровне oti

1,05 концентрация окислов азота CjfOx равнялась 378 мг/м, химический недожог отсутствовал.

Таким образом, предложенный способ, осуществляемый в четвертом варианте самый эффективный.

Экспериментально доказано, что увеличение крутки приводит к увеличению содержания окислов азота в продуктах сгорания и до определенного значения степени крутки создаются наилучщие условия для перемешивания компонентов горения. При п 0,4- 1,0 интенсивность перемешивания воздуха и топлива принимает наибольшее значение, однако в сильно закрученных струях, где п 1,0, увеличение крутки не приводит к

улучшению перемешивания, но сокращает длину факела и создает высокотемпературное ядро, где и идет интенсивный рост образования окислов азота (фиг. 1 и 2), поэтому для потока с принято значение п 0,4-1,0, а для потока с , где необходимо снизить интенсивность горения, степень крутки принимается п 0,2-0,4, так как при п 0,2 ухудшается процесс перемешивания топлива с воздухом и удлиняется длина факела, что приводит к нарушению процесса горения в топке.

Согласно предлагаемому способу для выравнивания температуры и коэффициента избытка воздуха по ширине и высоте топки и взаимодействия потоков продуктов сгорания компоненты горения подают не менее

чем с трех уровней, а изменение степени крутки и соотношения компонентов горения потоков производят в шахматном порядке. Для повышения эффективности сжигания и предотвращения появления недожога в продуктах сгорания на самом верхнем уровне подачи топливовоздушного потока коэффициент избытка воздуха поддерживают оптимальным, т.е. ot 1,02-1,05. При ,02 появляется недожог топлива, а при ,05 растут потери тепла с уходящими газами.

СыохуНГ/л 0.

0,2

О

35/7

иг.2

1. СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА путем подачи топливо-воздушной сме си с разных уровней несколькими потоками, имеющими различные коэффициенты убытка воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания, потоки подают не менее чем с трех уровней при распределении коэффициентов избытка воздуха в потоках в шахматном порядке, кроме верхнего уровня, и закручивают, при этом потоки с ос 1 подают со степенью крутки п 0,2-0,4, а потоки с Х 1 подают с п 0,4-1,0. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на верхнем уровне коэффициент избытка воздуха поддерживают равным 1,03-1,05. с (Л сд 00 ;о