Котельная установка Советский патент 1992 года по МПК F22B33/18 

(Л

С

Использование: в котлоагрегатах для более полного использования тепла продуктов сгорания. Сущность изобретения: продукты сгорания по параллельным дымоходам поступают в контактный экономайзер 3 и в контактный теплообменный аппарат 5, где происходит их контакт с водой, подаваемой через ороситель 6 и стекающей в поддон 7, образующие с дополнительным оросителем 12 и поддоном 10 контактного воздухоподогревателя циркуляционный контур, охлажденные и насыщенные влагой дымовые газы из теплообменника 5 рециркуляционным вентилятором 8 подаются в топку 1, снижая образование оксидов азота. 1 ил.

&

//

Iff

-ЛА Л Л Л А

4

-6

,5 -7

1VI

0

оо

00 IO

N)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котлоагрегатах, включающих контактный воздухоподогреватель.

Известны котельные установки с рециркуляцией дымовых газов. Недостатком известных котельных установок является недостаточная эффективность снижения образования оксидов азота при малых расходах газов рециркуляции, что приводит к снижению экономичности работы котлоаг- регатов.

Наиболее близкой по технической сущности и принятой за прототип является котельная установка, содержащая водяной теплообменник, подключенный нагреваемым трактом к контактному воздухоподогревателю, а греющим - к контактному экономайзеру, установленному вместе с поверхностным подогревателем в тракте дымовых газов котла, а кроме того с целью повышения экономичности путем более полного использования тепла продуктов сгорания и увеличения количества получаемого конденсата, установка дополнительно содержит контактный подогреватель, а контактный экономайзер снабжен предвклю- ченной по газам ступенью, причем контактный подогреватель подключен входом по газу к тракту дымовых газов котла перед поверхностным подогревателем, выходом - к контактному экономайзеру через предвключенную ступень, а по воде - к поверхностному подогревателю с образованием циркуляционного контура.

Известная котельная установка благодаря насыщению дымовых газов водяными парами позволяет без нарушения режима горения в котле получить достаточное для подпитки системы теплоснабжения количество конденсата без использования системы химической очистки воды, однако имеет следующий недостаток.

Известно, что в топке котла при горении топлива образуются вредные для окружающей среды вещества, в число которых входят, в частности, и оксиды азота. Как правило, котельные установки содержат конструктивные элементы,предназначенные для снижения или предотвращения образования оксидов азота. В известной котельной установке такие элементы отсутствуют, что и является основным ее недостатком.

Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения образования оксидов азота.

Поставленная цель достигается тем, что котельная установка, содержащая контактный воздухоподогреватель с оросителем,

соединенный воздуховодом горячего воздуха с топкой котла, а также контактный экономайзер, установленный в газоходе, и контактный теплообменный аппарат с водяным и газовым трактами, входной участок последнего из которых подключен .к газоходу перед экономайзером, снабжена рециркуляционным вентилятором и дополнительным оросителем, установленным в воздухоподогревателе, последний подключен по греющей среде через допол- нительный ороситель к водяному тракту теп- лообменного аппарата с образованием циркуляционного контура, а рециркуляционный вентилятор установлен в выходном участке газового тракта теплообменного аппарата, при этом последний подключен к топке котла.

Сущность изобретения заключается в

следующем.

Известно, что к снижению образования оксидов азота приводит подача газов рециркуляции в топочное пространство. Наиболее эффективно снижение образования

оксидов азота при коэффициенте рециркуляции ,2, где г - отношение объема газов рециркуляции к общему объему газа и воздуха. Однако, при подаче 1 % газов рециркуляции КПД котла электростанции для

средних условий снижается на 0,02 %. Известно также, что совместная подача газов рециркуляции и воды в топочное пространство увеличивает эффект подавления образования оксидов азота. Однако, при

одновременной, но раздельной подаче воды и газов рециркуляции наблюдается нарушение аэродинамики факела и возникает необходимость регулирования расхода воды в зависимости от температуры и расхода

газов рециркуляции. При нарушении определенного оптимального соотношения эффективность подавления оксидов азота падает,

Известно также, что эффективное подавление оксидов азота происходит в том случае, когда влага подается в корень факела. В процессе работы котла режимные параметры (расходы топлива и воздуха,

коэффициент избытка воздуха и т.д.) изменяются. При изменении режимных параметров корень факела изменяет свое положение в рабочем пространстве. А вода при этом подается в одно и то же место

топочной камеры. Несовпадение корня факела и области ввода воды приводит к необходимости увеличения расхода воды для эффективного подавления образования оксидов азота и к снижению КПД котлоагрега- та в целом.

Предлагаемая котельная установка содержит теплообменный аппарат с дополнительным оросителем, в котором происходит частичное охлаждение и насыщение влагой газов рециркуляции. Снижение температуры газов рециркуляции и насыщение их влагой позволяет снизить расход газов рециркуляции при том же эффекте снижение образования оксидов азота, а значит сократить эксплуатационные затраты и повысить экономичность работы котельной установки в целом. Кроме того, снижение температуры газов рециркуляции позволяет использовать в качестве побудителя расхода вентилятор, а не дымосос, что также приводит к снижению единовременных и эксплуатационных затрат. Тепло, забираемое водой от газов рециркуляции втеплооб- менном аппарате.,частично возвращается в топочное пространство с воздухом, подогреваемым этой водой в воздухоподогревателе.

Таким образом, ввод дополнительного оросителя теплообменного аппарата разме- щенного в тракте рециркуляционных газов, позволяет снизить образование оксидов азота за счет ввода влаги совместно с газом и повысить экономичность работы котельной установки по сравнению с одновременным, но раздельным вводом влаги и газов рециркуляции.

На чертеже схематично представлена предлагаемая котельная установка. ,

Установка содержит топку 1, соединенную воздуховодом с контактным воздухоподогревателем 2 и дымоходом с контактным экономайзером 3. Дымоход соединен отводом 4 с входом контактного теплообменного аппарата 5, имеющего ороситель 6 и поддон 7. Выход контактного теплообменного аппарата 5 соединен с входом топки 1 газоходом, в котором установлен рециркуляционный вентилятор 8. Ороситель 6 контактного теплообменного аппарата 5 подключен трассой, в которой установлен насос 9, к поддону 10 контактного воздухоподогревателя 2. Поддон 7 контактного теп- лообменного аппарата 5 подключен трассой, в которой установлен насос 11 к дополнительному оросителю 12 контактного воздухоподогревателя 2. Для регулирования расходов в трассах воды установлены вентили.

Установка работает следующим образом.

В топку 1 из контактного воздухоподогревателя 2 поступает подогретый воздух и

отдельно топливо (на чертеже не показано). Продукты сгорания через дымоход поступают в контактный экономайзер 3. Часть продуктов сгорания через отвод 4 поступает на вход контактного теплообменного аппарата 5, в котором происходит их контакт с водой, подаваемой через ороситель 6 и стекающей после контакта с газами рециркуляции в поддон 7. За счет контакта с водой газы

рециркуляции частично охлаждаются и насыщаются влагой. Охлажденные и насыщенные влагой газы рециркуляции рециркуляционным вентилятором 8 подаются на вход топки 1. В ороситель 6 контактного теплообменного аппарата 5 холодная вода поступает под действием насоса 9 из поддона 10 контактного воздухоподогревателя 2. Из поддона 7 контактного теплообменного аппарата 5 горячая вода под

действием насоса 11 поступает на дополнительный ороситель 12 контактного воздухоподогревателя 2, в котором отдает часть тепла нагреваемому воздуху. Расходы воды через ороситель 6 и 12 регулируются вентилями, установленными в соответствующих трассах. Охлажденные и насыщенные влагой в контактном теплообменном аппарате 5 газы рециркуляции,попадая в топку 1. снижают образование оксидов азота, а возврат

части тепла, отбираемого от газоэ рециркуляции в контактном теплообменном аппарате, нагреваемому воздуху в контактном воздухоподогревателе повышает экономичность котельной установки.

Формула изобретения

Котельная установка, содержащая контактный воздухоподогреватель с оросителем, соединенный воздуховодом горячего воздуха с топкой котла, а также контактный

экономайзер, установленный в газоходе, и контактный теплообменный аппарат с водяным и газовым трактами, входной участок последнего из которых подключен к газоходу перед экономайзером, отличающаяся

тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения образования оксидов азота, она снабжена рсцир ляционным вентилятором и дополнительным оросителем,уста- новленным в воздухоподогревателе,

последний подключен по греющей среде через дополнительный ороситель к водяному тракту теплообменного аппарата с образованием циркуляционного контура, а циркуляционный вентилятор установлен в

выходном участке газового тракта теплообменного аппарата, при этом последний подключен к топке котла.