Котельная установка теплоэлектроцентрали Советский патент 1993 года по МПК F22B33/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано на тепловых электростанциях и в котлостроении.

Известны котельные установки теплоэлектроцентрали, в которых с целью снижения вредных составляющих в уходящих газах применяется подачи в топку охлажденных газов рециркуляции. Однако этот способ снижения вредных составляющих в продуктах сгорания мало пригоден для водогрейных котлов, работающих на мазуте. Так, из-за относительно низкого температурного уровня в топке при снижении одних вредных составляющих, например оксидов азота, резко повышается содержание в продуктах сгорания других не менее токсичных - сажи и бенз(а)пирена.

Известен также способ снижения выбросов NOx и S02 при сжигании топлива (все фракции нефтепродуктов, природный газ и т.д.) путем их нагрева перед подачей в топку до температуры 150°С. Но при этом во избежание захолаживания топлива воздух также следует нагревать до такого же температурного уровня, что.не всегда возможно, так как в большинстве конструкций водогрейных котлов воздухоподогреватель отсутствует.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является котельная установка теплоэлектроцентрали, в который с целью снижения вредных составляющих в продуктах сгорания энергетического котла и повышения эффективности сжигания топлива в пиковом водогрейном котле в топку водогрейного котла подаются продукты сгорания из топки энергетического котла, а в топку энергетического котла подаются уходящие газы из водогрейного котла. При этом топки обоих котлов подключены к перепускному воздухопроводу горячего воздуха энергетического котла.

Однако в этой котельной установке снижение вредных составляющих может быть достигнуто только в продуктах сгорания энергетического котла при одновременном снижении его КПД. В топке же водогрейного котл а из-за подачи туда неохлажденных высокотемпературных продуктов сгорания из топочного пространства энергетического котла снижение оксидов азота маловероят- но. Кроме того, подача газов рециркуляции в топку водогрейного котла сопровождается снижением его КПД.

Целью изобретения является снижение окислов азота в продуктах сгорания котлов.

Цель достигается тем, что котельная установка снабжена рекуператором, нагрева- емый тракт которого сообщен с воздухопроводом подачи воздуха в топку

водогрейного котла, а нагревающий - с перепускным воздуховодом энергетического котла, а на топливопроводах к котлам установлены подогреватели топлива.

На чертеже схематично изображена предлагаемая котельная установка теплоэлектроцентрали.

Котельная установка теплоэлектроцентрали содержит энергетический котел 1 с

топкой 2 и водогрейный котел 3 с топкой 4. Энергетический котел 1 снабжен воздухоподогревателем 5, соединенным с одной стороны с дутьевым вентилятором 6 энергетического котла, с другой посредством воздухопровода 7 горячего воздуха с рекуператором 8. Рекуператор 8 соединен посредством воздухопровода 9 с топкой 2 энергетического котла 1. По нагреваемой среде рекуператор 8 соединен с одной стороны посредством воздухопровода 10 холодного воздуха с вентилятором 11, с другой воздухопроводом 12 нагретого воздуха с топкой 4 водогрейного котла 3. Топка 2 энергетического котла 1 соединена с отводящим газоходом 13 водогрейного котла 3 при помощи газохода 14 с дымососом 15 рециркуляции. Топки 2 и 4 имеют топливопроводы 16 и 17 с подогревателями 18 и. 19 топлива.

Установка работает следующим образом.

В топки 2 и 4 по топливопроводам 16 и 17 подают топливо, газ или мазут, подогретое в теплообменниках 18 и 19 до температуры, равной или выше 150°С. При работе одного энергетического котла 1 воздух на горение топлива подается вентилятором 6 в воздухоподогреватель 5, где он нагревается до температуры 350-450°С. Нагретый в воздухоподогревателе воздух посредством воздухопровода 7 горячего воздуха через рекуператор 8 и воздухопровод 9 поступает в топку 2 котла 1.

В этом случае подавление генерации оксидов азота происходит за счет подогрева топлива и воздуха до температуры 5: 150°С, а также другими .известными способами, например дозированным впрыском воды в факел.

При включении в работу водогрейного котла 3 воздух на горение в топку 4 подается вентилятором 11 по воздухопроводу 10 холодного воздуха через рекуператор 8 и далее по воздухопроводу 12 нагретого

5 воздуха. Холодный воздух, проходя через рекуператор 8, нагревается теплом воздуха энергетического котла до температуры 150°С, а нагретый в воздухоподогревателе 5 воздух, идущий на горение в топку 2, одповременно охлаждается до температуры 170-180°С.

При включении в работу водогрейного котла снижение валовых выбросов вредных составляющих котельной установки проис- ходит за счет подогрева воздуха и топлива, поступающих в горелки водогрейного котла, до температуры 150°С. При этом часть охлажденных в водогрейном котле 3 газов из газохода 13 по газоходу 14 дымососом 15 рециркуляции подают в топку 2, охлаждая в ней факел и снижая тем самым генерацию оксидов азота в топке 2 энергетического котла. .

Котельная установка теплоэлектроцен- трали обладает следующими преимуществами перед прототипом: возможностью более значительного снижения валовых выбросов в атмосферу вредных составляющих от работы энергетического котла при вклю- чении в работу водогрейного котла и сумма- ции двух способов подавления оксидов азота - подачи газов рециркуляции от водогрейного котла и снижения температуры воздуха подаваемого на горение в топку энергетического ;котла; снижением генерации NOx и S02 в топке водогрейного котла за счет повышения уровня подогрева воздуха до уровня подогрева топлива - 150°С; упрощением конструкции, выразившимся в

исключении их схемы сомнительной по своей эффективности линии рециркуляции неохлажденных высокотемпературных гэ- зов из верхней части топки энергетического кола в нижнюю часть топки водогрейного котла.

Описанные технические преимущества направлены на снижение валовых выбросов вредных составляющих на теплоэлектроцентралях при включении в работу пиковых водогрейных котлов.

Формула изобретения Котельная установка теплоэлектроцентрали, содержащая энергетический и водогрейный котлы с топками и топливопроводами, первый из которых снабжен воздухоподогревателем, соединенным перепускным воздуховодом с топкой энергетического котла, а второй - воздуховодом подачи воздуха в топку водогрейного котла, отличающаяся тем. что, с целью снижения окислов азота в продуктах сгорания котлов, она снабжена рекуператором, нагреваемый тракт которого сообщен с воздуховодом подачи воздуха в топку водогрейного котла, а нагревающий с перепускным воздуховодом энергетического котла, на упомянутых топливопроводах установлены подогреватели топлива.

Использование: в- теплоэнергетике на тепловых электростанциях и в котлостроении для снижения окислов азота в продуктах сгорания котлов. Сущность изобретения:котельная установка теплоэлектроцентрали содержит энергетический 1 и водогрейный 3 котлы с топками 2 и 4, топливопроводами 16, 17с подогревателями 18, 19. Энергетический котел 1 снабжен воздухоподогревателем . 5, соединенным перепускным воздуховодом 7 с топкой энергетического котла 2, причем с воздуховодом 7 сообщен нагревающий тракт рекуператора 8, а нагреваемый тракт последнего сообщен с воздуховодом 10 подачи воздуха в топку 4 водогрейного котла 3. 1 ил.