Экранированная топочная камера Советский патент 1991 года по МПК F23C5/08 

Изобретение относится к сжиганию органического топлива, может быть использовано на тепловых электростанциях и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. № 1196610.

Известна экранированная топочная камера, используемая на тепловых электростанциях. Топочная камера содержит вертикальные экранированные стенки и наклонный под. На вертикальных стенках рас- положены основные горелки, в вертикальной плоскости к которым на стенках пода установлены дополнительные горелки под углом 40-80° относительно осей основных горелок.

Между основными и дополнительными горелками на стенках камеры дополнительно установлены сопла подачи топлива.

Топливо в горелки вводится вместе с воздухом в верхнее и нижнее сопло, т.е. сопутно с воздухом

Топка в таком исполнении обеспечивает полное выгорание топлива но при этом

образуются и окислы азота, гак как в зоне смесеобразования имеется избыток воздуха, который в окислении топлива участия не принимает. Кроме того, Р результате интенсивного горения образуе«ся высокая температура, которая также способствует образованию окислов азота

Для регулирования температуры газов на выходе из топки необходимо изменять положение факела по высоте топки методом изменения расхода воздуха через нижние и верхние сопла горелок с помощью воздействия на шибера, устанавливаемые перед горелками. Воздействие на шибера не может быть идентичным по всем горелкам, поэтому нарушается равномерность раздачи воздуха по горелкам, что приводит к недожогу топлива и температурным неравно- мерностям по ширине топки.

Чтобы избежать этого требуется более рациональное решение по изменению положения факела в топке при изменении нагрузки котла.

И t

ON

Ю СП О СО 00

N2

Целью изобретения является снижение выбросов азотных окислов и обеспечение автоматического регулирования теплообменом в топке.

Цель достигается тем, что в известной экранированной.топочной камере на горелках наклонного пода размещены сопла подачи газов рециркуляции, а над горелками вертикальных стенок на расстоянии 7-15 диаметров горелок от их оси установлены сопла вторичного воздушного дутья,

На фиг.1 изображена экранированная топочная камера, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1: на фиг.З - разрез Б--Б на фиг.1.

Экранированная топочная камера со- держмт вертикальные экранированные стенки 1 и наклонный под 2. На вертикальных стенках 1 расположены основные горелки 3, в вертикальной плоскости с которыми на стенках пода 2 установлены под углом 40-80° относительно осей горелок 3 дополнительные горелки А.

Горалкм 3 и 4 находятся от линии пересечения стенок 1 и пода 2 на расстоянии, не превышающем двух диаметров горелок. Между смежными горелками 3 и 4 на стенках камеры дополнительно установлены сопла 5 подэчи топлива. На горелках 4 наклонного пода размешены сопла 6 подачи газов рециркуляции, а над горелками 3 вертикальных стенок 1 на расстоянии 7-15 диаметров горелок от их оси установлены сопла 7 вторичного воздушного дутья.

Сопла 6 и 7 установлены с целью снижения выбросов окислов азота, кроме того, сопла 6 способствуют подъему факела вверх при снижении нагрузки котла.

Топочная камера работает следующим образом.

Топливо, подаваемое в область между горелками 3 и 4, взаимодействует с газами рециркуляции, выходящими из сопел 6, и происходит термическое разложение топлива на составные части, после чего оно смешивается с воздухом и горит. Горение топлива в таком виде происходит более активно, в результате чего кислород воздуха отбирается от тех молекул, которые образуются в результате окисления азота.

В результате того, что часть воздуха подается через сопла 7, на начальном участке факела сгорает меньшее количество топлива и образуются продукты недожога топлива. После чего температура в факеле

снижается, что затрудняет образование окислов азота. Продукты недожога топлива начинают догорать выше, в той зоне, куда подается вторичное дутье из сопел 7. На

этом участке в связи с горением более активных продуктов недожога топлива азот также не получает кислорода. В результате этих процессов количество вредных азотных окислов снижается в 5-6 раз,

При снижении нагрузки котла уменьшается подача топлива и воздуха в горелки, количество газов рециркуляции остается постоянным, а энергия потока из сопел 6 и горелок 4 возрастает относительно энергии

потока из горелок 3.

В результате взаимодействия этих потоков факел горелок отклоняется вверх, поддерживая таким образом температуру газов на выходе из топочной камеры на уровне,

необходимом для обеспечения стабильности температуры перегретого пара, выдаваемого котлом, к которому и принадлежит топочная камера. Таким образом достигается автоматическое регулирование температуры газов на выходе из топки.

Расстояние между горелками и соплами вторичного дутья 7-15 диаметров горелок объясняется тем, что по расчету длины факела выгорание топлива заканчивается на

высоте, соответствующей не менее 7 диаметров горелок. Подача вторичного дутья ниже, т.е. ближе к горелкам, опять создает избыточность воздуха и приводит к окислению азота.

Подача вторичного дутья по высоте

дальше, чем 15 диаметров горелок может привести к недожогу топлива и слишком высокой темпбратуре газов на выходе из топки. Для догорания топлива понадобится

увеличивать высоту топки и затрачивать избыточный металл на топочные экраны.

Изобретение может применяться на котлах ТГМП-344 и ТГМЕ-206, , Формула изобретения

Экранированная топочная камера по авт.св. №1196610,отличающаяся тем, что, с целью снижения выбросов окислов азота и обеспечения регулирования теп- лообмена, камера снабжена соплами

вторичного дутья, размещенными на ее вертикальных стенках над основными горелками на расстоянии от последних, равном 7-15 диаметров этих горелок, а дополнительные горелки снабжены соплами ввода

газов рециркуляции.

Фиг.1

6-5

Изобретение относится к области сжигания топлива, позволяет снизить выбросм окислов азота и обеспечивает регулирование теплообмена. Это достигается вводом газов рециркуляции через сопла, которыми снабжены дополнительные горелки, и азо- дом вторичного воздуха через сопла, расположенные над основными горелками на расстоянии, равном 7-15 диаметров этих горелок 3 ил

У7

О

Ј1

-5 6