Способ сжигания топлива Советский патент 1992 года по МПК F23C11/00 

Ј

Изобретение относится к энергетике и можяг найти применение при эксплуатации паровых котлов, работающих на газе.

Среди вредных продуктов горения наибольшую опасность представляют оксиды азота, образующиеся при окислении атмосферного или связанного азота- в процессе сжигания любого топлива.

.Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

{ЛдрТавяеннэя цель достигается тем, что в способе ржиган я газообразного топлива в паровых котлах,-по котЬрому в зону горения подают топливо, воздух и через горелоч- ные устройства впрыскивают воду, измеряют расход подаваемого топлива и величину расхода вспрыскиваемой воды выбирают в зависимости от нагрузки и паропроизводительности парового котла из соотношения;

GB K2 -(0,05 + aD) -GT

где GB - расход впрыскиваемой воды (т/ч);

К - коэффициент нагрузки парового котла (доли от номинальной паропроизводительности);

а - коэффициент, равный 3,77 10 (ч/т);

D - номинальная паропроизводитель- ность парового котла (т/час);

GT - расход топлива (газа) - (т/ч).

На фиг.1 приведен график зависимости между оптимальным водотопливным отно- G,

шением g

GT

и паропроизводите,льностью D котла; на фиг.2 - зависимость между g и коэффициентом нагрузки К котла. Соотношение

GBO - (0,05 + а D) GT

(D

между оптимальным количеством впрыски ваемой в зону горения воды GBO и паропро- изводительностью D парового котла при его номинальной нагрузке представляет собой аналитическое выражение приведенного на фиг.1 графика.

Обнаруженная зависимость может быть объяснена следующим образом.

Известно, что количество образующихся в зоне максимальной температуры оксидов азота экспоненциально увеличивается с ростом этой температуры. Известно также, что в котлах большей паропроизводительности (или других топливосжигающих агрегатах большей мощности) развиваются большие температуры, чем (при прочих равных условиях - вида сжигаемого топлива,

нагрузки, коэффициента избытка воздуха и т.д.) в котлах меньшей паропроизводительности.

Введение в зону горения через горелочные устройства большего количества воды (относительно к массе сжигаемого топлива) позволяет снижать максимальную температуру горения (за счет нагрева и испарения большего количества воды), а поскольку образование оксидов азота экспоненциально зависит от величин этой температуры, то это позволяет и эффективно снижать концентрацию NOX. Особо отметим, что данная зависимость наблюдается только при впрыске

воды через горелочные устройства. При подаче воды вместе с топливом или вместе и дутьевым воздухом однозначная зависимость между оптимальным количеством подаваемой в зону горения воды GB и

паропроизводительностью D котлов не наблюдалась. Кроме того, испытания, проведенные авторами, показали, что даже для конкретного парового котла определенной паропроизводительности оптимальный расход подаваемой в зону горения воды неоднозначен и зависит от нагрузки этого котла. Так, испытания показали, что если при нор-4 мальной нагрузке котла D0 оптимальный расход подаваемой воды GBo. то при снижении нагрузки до DI 0,9 Do оптимальный расход подаваемой зоды принимает значение Gal 0,8 GBO, при 62 0, соответственно GB2 0,65 GBOl при Оз 0,7 Do соответственно 6ез °° 0,5 GBo; а при DA 0,5

ОобвЛ О.ЗСво.

Эти экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами независимых опытов.

Обнаруженную нелинейную зависимость между нагрузкой котла, номинальная паропроизводительность которого D0, и оптимальным расходом подаваемой в зону горения воды GB авторы предложили представить в виде математического выражения

GB K2 -G

во

(2)

где GB - оптимальный расход воды, подава- емой в зону горения котла, работающего с коэффициентом нагрузки К;

GBO оптимальный расход воды, подаваемой в зону горения котла, работающего с коэффициентом нагрузки К; GBO - оптимальный расход воды, подаваемой в зону горения котла, работающего с Номинальной нагрузкой.

Поскольку приведенное выше соотношение (1) описывает впрыск воды в зону горения котла, работающего при номинальной нагрузке, то с учетом соотношения (2) получим окончательно:

GB K2 -(0,05 +a -D) GT

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет для каждого конкретного котла (при известной его паропроизводительности) выбирать оптиФормула.изобретения Способ сжигания топлива путем подачи в зону горения потоков топлива и воздуха с образованием факела и ввода струй воды через горелочное устройство в корень факела, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности при одновременном снижении концентрации оксидов азота в продуктах сгорания, расход воды определяют и поддерживают в соответствии со следующим соотношением:

мальную величину расхода впрыскиваемой воды без проведения специальных испытаний и измерений, а также оперативно менять этот расход при текущих измененичх нагрузки котла в соответствии с (3). что позволяет наиболее эффективно снижать концентрацию оксидов азота в отходящих газах без существенного снижения экономичности.

GB Ка -(0,05 + aD) -От,

где GB - расход впрыскиваемой воды, т/ч;

К-коэффициент нагрузки парового котла;

а - коэффициент, равный 3,77-105, ч/т;

D - номинальная паропроизводитель- ность парового котла, т/ч; GT - расход топлива.

Использование: энергетика, применение при эксплуатации паровых котлов, работающих на газе. Сущность: интенсификация теплообмена. Подают в зону горения топливо, воздух и через горелочные устройства впрыскивают воду. Измеряют расход подаваемого топлива и величину расхода впрыскиваемой воды выбирают в зависимости от нагрузки и паропроизводительности парового котла. 2 ил.

3«d

fift

м/

set.

fM

frt

K/ 0,7

&f

0,5

ftiff /M/ 2fM $ r/ / ж

Г