Топка котла Советский патент 1991 года по МПК F23C1/12 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций, сжигающих газ и пыль твердого топлива.

Известна топка котла, содержащая, вертикальную, призматическую камеру сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками, оборудованными топливными и воздушными каналами, причем воздушные и топливные каналы ориентированы тангенциально к условной окружности в центре топки.

Недостатком устройства является высокий уровень окислов азота в отводимых продуктах сгорания и низкая степень выгорания топлива при одновременном сжигании природного газа и пыли твердого топлива.

Известна также топка котла, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками, оборудованными газовыми, пылевыми и воздушными каналами, причем каналы воздуха ориентированы тангенциально к условной окружности у стен, а С/) каналы топлива-тангенциально к условной Ј окружности в центре топки.

Топка имеет аналогичные недостатки: S высокий уровень концентрации окислов азота в продуктах сгорания и низкая степень выгорания топлива при одновремен- ном сжигании твердого пылеугольного и S газообразного топлива.SO

Цель изобретения - повышение степе- (/1 ни выгорания топлива и снижение концент- Ј рации окислов азота в отводимых продуктах J сгорания при одновременном сжигании пы- Q яеугольного и газообразного топлив.

В топке котла, содержащей вертикальную призматическую камеру сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками, оборудованными пылевыми, газовыми и воздушными каналами, причем топливные каналы ориентированы тангенциально к условной окружности в центре топки, а воздушная -тангенциально кусловной окружности у стен. Условные окружности пылевых потоков имеют диаметр Оп

: (0,25-0,68)0, а газовых - ,69-0,92)0, где О - диаметр условной окружности касания воздушных струй, м,

Настоящие диапазоны являются существенными с точки зрения получения положительного эффекта. Испытания показали, что степень выгорания топлива ЧМ-дз-р4, где qa и q4 - степень химического и механического недожога топлива, и относительные значения концентрации окислов азота в отводимых продуктах сгорания NOx NOx/NOxO, где NOX, N0xo - текущее и исходное для случая значения концентрации окислов азота, мг/м3, очень сильно зависят от соотношений Dr/D и Dn/D. Так, при сжигании, в частности, природного газа и пыли Челябинского угля при ,4 и Dr/D 0,75 значения МОХ «0,6, а параметр Ч - 0,992. При незначительных отклонениях 0Г/О и Dn/D в большую или меньшую стороны NOx 0,6,,992, т.е. контролируемые параметры сохраняют свои значения на прежнем уровне.

С достижением ,25, ,68, ,69, т ,92 уровень ,625- 0,65, а параметрЧ 0,988-0,989, т.е. незначительно ухудшаются. Как только Dn/D 0,25, Dn/D 0,68, Dr/D 0,69,Dr/D 0,92 значения NOX 1,0, - О.Эб.т.е. резко скачкообразно меняется качество процесса горения с увеличением концентрации окислов азота в отводимых продуктах сгорания и уменьшением степени выгорания топлива. Аналогичные результаты получаются для различных конфигураций топок, типов горелочных устройств вида сжигаемой угольной пыли, различных соотношений газа и пыли.

На фиг. 1 показана схема топочной камеры; на фиг. 2 и 3 - вид А на фиг. 1 (варианты 1 и 2 горелки); на фиг. 4 и 5 - разрез Б-Б на фиг. 1 (варианты 1 и 2),

Топка котла содержит вертикальную призматическую камеру 1 сгорания с установленными в ее углах пылегазовыми горелками 2. Горелки имеют воздушный 3, пылевой 4, газовый 5 каналы для ввода соответственно воздуха, пыли, газа. Оси 12 воздушных каналов 3 ориентированы по касательным к окружности 6 у стен 9 топки с экранами 10, а оси 14 и оси 13 соответственно пылевых 4 и газовых 5 каналов - по касательным к окружностям 8 и 7 в центре топки.

Диаметр окружности 6 касания воздушных струй равен О, диаметр окружности 7 касания газовых струй равен Ог, диаметр окружности касания пылевых струй равен Dp. Для обеспечения эффективного горения пылевые каналы ориентируют к окружности

касания с Оп(0,25-0,68)0, а газовые каналы - к окружности Ог(0,69-0,92)0. Выходное окно 11 топки подключено к конвективному газоходу с поверхностями

нагрева (не показаны).

Работа топки котла осуществляется путем ввода через горелки 2 потоков воздуха, пыли и газа. Потоки воздуха вводятся через каналы 3, газа - через каналы 5, пыли через каналы 4. Истекающие из каналов 3 струи воздуха направляются вдоль касательных (тангенциально) к окружности 6 у стен 9 топки, а струи газа и пыли, истекающие из каналов 5 и 4, направляются вдоль

касательных (тангенциально) кокружностям 7 и 8 в центре топки Потоки воздуха, прижимаясь к стенам 9, движутся вдоль труб экранов 10 к выходному окну 11, защищая их от коррозии и шлакования.

Топливные потоки, оказываясь в центре

топки, также движутся к выходному окну 11. Под влиянием диффузионно-турбулентного механизма перемешивания топливные и воздушные потоки на горизонтальном участке вступают в химическую реакцию с выделением тепла (в стадию инициирования процесса горения), на вертикальном участке происходит постепенное догорание вводимых потоков топлива.

Геометрическиесоотношения

,25-0,68 и ,69-0,92 обеспечивают аэродинамические характеристики факела с максимальной степенью выгорания и минимальной концентрацией окислов азота

в отводимых продуктах сгорания через газоходы с поверхностями нагрева и дымовую трубу в атмосферу. В сравнении с прототипом достигается прямой экономический эффект с экономией топлива не менее, чем

на 1%.

При сжигании на котле паропроизводи- тельностью т/ч топлива с расходом т/ч (условного топлива) экономия топлива составляет Д ,2 т/ч. При цене

руб/т и числе часов работы котла за год ч годовой экономический эффект составляет

Эгод Д В ЦТ 0,2-26-7500 39000 руб/год(1)

При количестве котлов 4 шт, планируемых на предлагаемую технологию сжигания, годовой экономический эффект от максимального использования составит Эмакс.год 39000- 4 156000 руб/год.

Формул а изобретения Топка котла, содержащая вертикальную призматическую камеру сгорания с угловыми пылеугольными горелками, снабженными соплами аэросмеси, вторичного воздуха и топливного газа, установленными тангенциально к своим условным окружностям, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сгорания и снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания диаметры условных окружностей сопл аэросмеси и топливного газа, составляют соответственно

(0,25-0,68)0 и (0,69-0,92)0, где О - диаметр условной окружности сопла вторичного воздуха.

Изобретение относится к области сжигания топлива и позволяет повысить качество сжигания и снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания. Это достигается тем, что сопла аэросмеси и топливного газа направлены тангенциально к условным окружностям, диаметры которых соответственно равны (0,25-0,68)0 и (0,69-0,92)0. где О - диаметр условной окружности сопла вторичного воздуха. 5 ил.

ю

ФигЛ

ВидА

Б-Б

Редактор С.Лисина

Техред М.Моргентал

Заказ 4149ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

ВидА

Фиг. 2

6-Б

14

Фиг.5

Корректор Т. Колб