Способ сжигания пылеугольного топлива Советский патент 1992 года по МПК F23C5/32 

Изобретение относится к области сжигания твердого топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях.

Известен способ сжигания пылеуголь- ного топлива в вертикальной призматической топке с ярусами горелок, образованных вертикальным рядом сопел и каналов, направленных тангенциально к условным окружностям соответственно меньшего и большего диаметров, путем подачи в горелки через сопла аэросмеси и вторичного воздуха, а через каналы - третичного воздуха.

При этом способе сжигания перераспределение воздуха между соплами и каналами горелок, производимое в масштабе всей топки или поярусно, не позволяет эффективно регулировать теплообмен в топочной камере (при перемене нагрузки котла, изменении свойств сжигаемого топлива и т.п.), а также обеспечивать настройку режима на минимальные выбросы оксидов азота. Это обусловлено тем, что траектории движения потоков вторичного и третичного воздуха на начальных участках развития факелов во всех случаях остаются неизменными.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сжигания пылеугольного топлива в вертикальной призматической топке с ярусами горелок, образованных вертикальными рядами попарно наклоненных навстречу один к другим в горизонтальной плоскости основных и дополнительных каналов, тангенциально направленных к условным окружностям соответственно меньшего и большего диаметров, и сопел, параллельных основным каналам, путем подачи в горелки через сопла аэросмеси, а через основные и дополнительные каналы - соответственно вторичного и третичного воздуха и поддержания отношения расходов третичного и вторичного воздуха в горелках своего яруса одинаковым.

Сжигание пылеугольного топлива по известному способу ведется в вихревом факеле с начальным расслоением горелочных

потоков аэросмеси и воздуха в каждом ярусе, что способствует подавлению образования оксидов азота в процессе горения. Вместе с тем, поскольку масса продуктов сгорания, вращающихся в топке, нарастает

от яруса к ярусу, усиливающееся в каждом вышерасположенном ярусе сносящее воздействие вихря на горелочные потоки может уменьшать время самостоятельного развития потоков аэросмеси и воздуха (время до

начала активного втягивания этих потоков

во вращательное движение в топке) и тем

самым снижать качество сжигания за счет

увеличения образования оксидов азота.

Целью изобретения является повышение качества сжигания путем уменьшения образования оксидов азота.

Цель достигается тем, что при способе сжигания пылеугольного топлива в вертикальной призматической топке с ярусами

горелок, образованных вертикальными рядами попарно наклоненных один к другим в горизонтальной плоскости основных и дополнительных каналов, тангенциально направленных к условным окружностям

соответственно меньшего и большего диаметров, и сопел, параллельных основным каналам, путем подачи в горелки через сопла аэросмеси, а через основные и дополнительные каналы - соответственно вторичного и третичного воздуха и поддержания отношения расходов третичного и вторичного воздуха в горелках своего яруса одинаковым отношением расходов третичного и вторичного воздуха в горелках каждого вышерасположенного яруса поддерживают большим, чем в горелках предыдущего яруса.

На фиг.1 изображена вертикальная призматическая топка, в которой реализуется предлагаемый способ сжигания пылеу- гольного топлива; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.2, варианты выполнения горелки.

Вертикальная призматическая топка содержит три яруса горизонтально установленных на ее стенках горелок 1, образованных вертикальным рядом попарно наклоненных навстречу один к другим в го- ризонтальной плоскости основных и дополнительных каналов 2 и 3, тангенциально направленных к условным окружностям 4 и 5 соответственно меньшего d и большего D диаметров, и сопел 6, параллельных основ- ным каналам 2, Каналы 2 и 3 и сопла 6 горелок 1 могут быть наклонены вниз от горизонта.

Способ сжигания пылеугольного топлива осуществлгюг следующим образом.

В горелки 1 через сопла 6 подают азрос- месь, через основные и дополнительные каналы 2 и 3 - соответственно вторичный И третичный воздух. Аэросмесь во все горелки подают в одинаковом количестве, обеспечи- вая величины коэффициента избытка воздуха в нижнем, среднем и верхнем ярусах равными соответственно 0,9; 1,15 и 1,4. При этом отношение расходов третичного и вторичного воздуха в горелках своего яруса ус- танавливают одинаковым , а величину этого отношения в горелках каждого выше- расположенного яруса поддерживают большей, чем в горелках предыдущего яруса.

На выходе из горелок потоки вторично- го и третичного воздуха, вытекающие из каналов 2 и 3, пересекаются между собой с образованием результирующих воздушных струй, которые движутся вглубь топки по траектории, образующим с траекториями потоков аэросмеси некоторый угол в горизонтальной плоскости. Величина этого угла зависит от величины отношения расходов третичного и вторичного воздуха в горелке, но всегда меньше величины угла «между осями сопел 6 и дополнительных каналов 3.

Создающееся начальное расслоение воздушных струй и потоков аэросмеси ограничивает концентрацию кислорода в зоне выхода и горения летучих, что способствует подавлению образования оксидов азота и одновременно улучшает воспламенение смеси, По мере продвижения топливных частичек вглубь топки они испытывают все большее сносящее воздействие набегающего потока дымовых газов и перемещаются по направлению крутки факела, смешиваясь с воздухом.

Масса вращающихся в топке дымовых газов возрастает от нижнего яруса к верхнему, поэтому сносящее действие вихря на поступающие в топочный объем потоки аэросмеси в каждом вышерасполбженном ярусе проявляется сильнее, чем в предыдущем ярусе. Поддержание согласно предлагаемому способу сжигания расходов третичного и вторичного воздуха в горелках каждого вышерасположенного яруса больше, чем в горелках предыдущего яруса, позволяет предотвратить преждевременный снос топлива в воздушные струи под действием вихря и тем самым обеспечить оптимальные в соответствующем ярусе условия для подавления образования оксидов азота.

По сравнению по способом-прототипом предлагаемый способ сжигания пылеугольного топлива обеспечивает повышение качества сжигания путем уменьшения образования оксидов азота. Благодаря этому снижаются выбросы в атмосферу вредных для окружающей среды веществ.

Формула изобретения Способ сжигания пылеугольного топлива в вертикальной призматической топке, оборудованной угловыми многоярусными щелевыми горелками, путем подачи из горелок каждого яруса третичного воздуха под острым углом к потокам аэросмеси и вторичного воздуха и тангенциально к соответствующим большим и малым условным окружностям при поддержании одинаковым расходом вторичного и третичного воздуха в горелках соответствующего яруса, отличающийся тем, что, с целью снижения образования в топке оксидов азота, отношение расхода третичного и вторичного воздуха в горелках каждого вышерасположенного яруса поддерживают большим, чем в горелках предыдущего яруса.

Изобретение касается сжигания твердого топлива и предназначено для использования на тепловых электростанциях. Цель изобретения - повышение качества сжигания путем уменьшения образования оксидов азота. В вертикальной призматической

Фиг. З

Вид В

Фиг. 4

ВиЗ Б

Фиг. 5