Топка Советский патент 1986 года по МПК F23C5/28 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может бьггь использовано премущественно для ступенчатого сжигаия природного газа и мазута на теповых электростанциях с минимальной генерацией окислов азота в факелах топочной камеры

Цель изобретет-1я - повьш ение экономичности путем сни жения недожога концентрации окисхюв азота.

На фиго изображена топка, щю- дольный разрезу на фиг,2 - вид А на фигЛ ; на фиг.З - совмещенные разрезы и В-В на ,1; на фиг;,4 - узел Т на фиг.З.

Топка содержит камеру 1 сгорания и установлен1 ые иа ее фронтовой стенке 2 ярусы горелок 3 и располо- гкенные на задней стенке 4 воздушные сопла 5, связанные с системой пита- 1-шя воздуха в виде воздушных коробов 6, и .цымосос 7 рециркуляции. Камера 1 сгорания имеет так;«е воздушные сопла 8 на фронтовой сте н-се 2 в котш- честве, равном количеству горелок 3, и расположены о1Ш выше верхнего яруса горелок 3 на расстоянии, равном расстоянию между ярусами горелок 3, а воздушные сопла 5 на задней стен-- ке 4 размеш.еиы меж/ду первым и вторым ярусами горелок 3 и связаны с напорным участком 9 дымососа 7 рецирк уля- ции через коллектор 10, соединенный с вoздyшны и коробами 5 при помощи nepeMtjtiKH 1 с регулятором в виде шибера 12. При этом все сопла выполнены прямоугольными и у соп ал 8 большая сторона распололсена в горизонтальной плоскостиэ а у сопел 5 - в

вертикальной плоскости, I

Кроме того, сопла 8 и верхние яру- сы горелок 3 дополнительно снабжень водяными форсунка 13J в соплах 8 установлены плоскофакельпые гцелевые форсунки, щели 14 которых расположены в горизонтальной плоскости,, а в горелках 3 центробежные форсунки 15 располоясены в верхней половине горелок 3,

Топка работает следующим образом. Воздух через систему питания в виде воздушнь х коробов 6 поступает в горелки 3j расположенные по крайней мере в два яруса. В горелки 3 таклсе подается топливо, например газ или мазут. В результате на выходе из горелок в камере 1 образуются горЯЕЦие факе:1Ы, Для реализа

0

0

0

5

ции ступенчатого сясигания топлива часть воздуха подается в Прямоугольные сопла 8, а часть по пере -1ычке 1 1 поступает в коллектор 10, где образуется смесь воздуха с рециркулирую-. 1ЦИМИ дымовыми газами, поступаюш11ми с напорного участка 9 дымососа 7 рециркуляции .

Далее образуемая смесь поступает в сопла 55 расположенные на задней стенке 4 камеры 1, Регулятором в виде шибера 12 на перемычке 11 регулируют расход подаваемого воздуха и в случае необход 1мости производят отключение подачи воздуха. С помошью Ецеленых форсунок через сопла 8 и здентробежные форсунки 15 через верхнюю половину горелок 3 в факел впрыскивают воду (например, замазученную, замасленную или техническую). При снижении нагрузки менее 0,7 номинальной в связи с необходимостью поддер- :живания на заданном уровне температуры промперегрена давление газов рециркуляции, создаваемое дымососом 7 рециркуляции, устанавливают вьппе давления возд уха в коробах 6 ив этом случае рециркулирующие газы поступают в чистом виде в сопла 5 и в виде смеси с воздухом через горелки 3 и сопла 8 в камеру котлоагрег ата. При отключе -ши дымососа 7 в сопл а 5 подается только воздух (без добавки рециркулирующих газов).

Таким образом, в предлагаемой топке реализуется трехступенчатое с 31га- ние топлива с возможностью в широком /диапазоне нагрузок котла добиться снижег-гия концентрапии окислов азота в уходяшдх газах. Сопла 8 расположены по высоте топки на расстоянии, равном расстоянию между нижерасполо- л еиными ярусами горелок 3, и в количестве, равном количеству горелок 3 в ярусе. Это позволяет более глубоко снизить образование окислов азота в факеле горелок 3 за счет того, что именно на этом расстоянии и на участках над горелками по высоте идет интенсивная их генерация. В результате расположетш третичных сопел 8 на расстоянии, равном расстоянию между ярусами-горелок 3, на всем участке резкого образования окислов азота рсоэффициент избытка воздуха будет меньше 1,

Ближе этого расстояния подача третичного воздуха преждевременна и об312

разование окислов азота будет проходить также интенсивно. Удаление сопел 8 на расстояние, больше чем расстояние между ярусами нижерасположенных горелок 3, нецелесообразно в свя- зи с тем, что выше этого расстояния генерация окислов азота практически закончилась и подача третичного воздуха на образовании окислов азота не скажется. Выполнение сопел 8 прямо- угольной формы с большей стороной, расположенной в горизонтальной плоскости, способствует захвату по ширине топки всех зон интенсивной генерации окислов азота над горелками 3, так как факелы горелок распространяются вверх, и выполнение сопел В в горизонтальной плоскости позволяет отсечь и охватить воздухом по ширине топки все восходящие зоны факелов го- релок 3. Расположение сопел 5 на задней стенке 4 камеры 1 сгорания по высоте между первым и вторым ярусами горелок 3 способствует большему уровню снижения окислов азота по сравне- нию со случаем подачи вторичного воздуха навстречу факелам горелок 3, так как факелы горелок 3 первого яруса развиваются в этом случае при недостатке кислорода, что в совокупности с разбавлением вторичного воздуха ре- циркулируюишми дымовыми газами более эффективно сказывается на снижении окислов азота. При этом такая подача воздуха через сопла 5 и 8 способствует более мягкой ступенчатости процесса горения в общем случае по сравнению с известным двухступенчатым сжиганием топлива.

Использование предлагаемой топки позволяет выполнить трехступенчатое сжигание топлива. Первая ступень в

U4

горелках 3, вторая через сопла 5 задней стенки А, третья через сопла 8 фронтовой стенки 2, Это позволит при более глубоком снижении концентрации окислов азота добиться хороших показателей по горению топлива, т.е. работы котла с минимальными топочными потерями от химического и механического недожога. Этому также способствует впрыск влаги через горелки 3 и сопла 8 с помощью водяных форсунок 13, так как обычно многост ттенчатое сжигание топлива сопровождается некоторым недожогом топлива, а впрыск влаги через форсунки 13 способствует более интенсивному выгоранию топлива особенно при горении с критическим избытком воздуха.

Выполнение форсунок 13 плоскофа- кельнь ми с щелью 14, расположенной в горизонтальной плоскости, способствует лучшему орошению водяными каплями воздушных струй, вытекающих из сопел 8. Сопла 5 на задней стенке 4 выполнены в количестве, превышающем количество горелок 3, и с большей стороной, расположенной в вертикатьной апоскости. Это также способствует лучшему выгоранию топлива в объеме топочного пространств так как в данном случае происходит равномерное душирование факелов первого яруса горелок 3, что позволяет чередовать зоны со свободным развитием факелов с зонами пересекающихся струй смеси воздуха и рециркули- рующих дымовых газов с факелами горелок 3. Встречное движение факелов и струй интенсифицирует сжигание топлива в ядре факела и снижает образование окислов азота.

Воздух

W//W7///7//////////////////

фиг. 1

фиг. 2.

ff-S

В-3

15

Фиг.:

фиг 4

Редактор Н.Тупица

Составитель В.Круглянская

Техред М.ХоданичКорректор А.Зимокосов

Заказ 2440/36Тираж 514Подписное

ВНИИГО Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4