Способ работы экранированной топки котельного агрегата и топка котельного агрегата Советский патент 1993 года по МПК F23C11/00 

Изобретение относится к энергетике и ожет быть использовано в энергетических становках для сжигания преимущественно идкого и газообразного топлива.

Широко известен применяемый на рактике способ работы топки, по которому целью снижения оксидов азота в уходящих азах осуществляют ввод в высокотемпераурные зоны факела охлажденных в хвостовых,;„ поверхностях нагрева газов реЦиркуляции,

Хот$Гэт6т способ и имеет большое распространение, применение его целесообразно лишь в случае комплексного воздействия на топочный процесс, например когда охлажденные газы рециркуляции необходимо подавать в топочное пространство для поддержания на заданном уровне температуры перегретого пара. Так как подача в топку охлажденных до 350-450°С в хвостовых поверхностях газов рециркуляции требует дополнительных затрат энергии на их транспортировку, а также потому, что ввод газов рециркуляции в топку приводит к росту температуры уходящих газов и, как следствие, увеличению потерь тепла с уходящими газами, КПД котла тепловой электростанций снижается в среднем на 0,02% на один процент рециркуляции.

Известен способ снижения оксидов азота путем выравнивания температурного поля в топке в ее горизонтальном сечении неравномерным распределением газов рециркуляции по ширине топки или по горелкам горизонтального ряда.

Этот способ экономичнее описанного выше, но сложен в части регулирования потоков воздуха и газов рециркуляции особенно в переходных режимах.

Также известны топки, оснащенные го- релочными устройствами, в которых высо- котемпёратурные гг.зы рециркуляции поступают из топочного пространства к кор- ню факела за счет разрежения, создаваемого на оси горелки закрученным потоком воздуха.

В этих топках снижены затраты энергии на транспортировку газов рециркуляции, однако эффективность подачи газов рециркуляции с температуре и 900-1000°С к корню факела в части снижения оксидов азота низка, .

Наиболее близким по техни - еской сущности к предлагаемому способ/ является способ снижения содержания oi сидов азота в продуктах сгорания путем подачи в центральные горелочные устройства воздуха с температурой меньшей, чем в пристеночные 4.

Однако применение этого способа ограничено котельными установками, в конструкциикоторых имеется воздухоподогреватель. Вместе с тем в эксплуатации находится большая группа тепловых агрегатов, например водогрейных котлов, в которых воздухоподогреватели отсутствуют. В этих (водогрейных) котлах при относительно низком уровне температур в

0 топочном пространстве существует проблема захолаживания факелов в крайних пристеночных горелках, приводящая к появлению продуктов химического недожога, и сажи при нормативных избытках воз5 духа. С целью недопущения появления химического и механического недожога в районах установки крайних горелок в конструкции некоторых котлов, например ЛТВМ- 50. применен разворот крайних

0 газомазутных горелок в сторону центра 10- 15°. Это, в свою очередь, приводит к увеличению температуры в центре топочного объема и повышенной генерации оксидов азота. Поэтому применение метода сниже5 ния генерации оксидов азота путем подачи - газов рециркуляции в центральные горелки для снижения разницы уровня температур в горизонтальном сечении топки для водогрейных котлов неприемлемо.

0 Целесообразнее для устранения возникающего противоречия - высокая температура факела в центре топки, приводящая к повышенной генерации оксидов азота, и крайне низкая температура в районе боко5 вых экранов, приводящая к появлению продуктов неполного сгорания в этом районе, - производить выравнивание температурного уровня в горизонтальном сечении топки водогрейного котла на более высоком тем0 пературном уровне, исключающем появление продуктов механического и химического недожога топлива.

Целью изобретения является снижение содержания вредных примесей в продуктах

5 сгорания.

Цель достигается тем, что высокотемпературные газы рециркуляции предварительно охлаждают и подают только в центральные горелочные устройства, а воз0 дух, подаваемый в пристеночные горелки, предварительно нагревают.

.В газомазутной экранированной топке для реализации способа Центральные горелочные устройства дополнительно содер5 жат рекуператоры, входные и выходные коллекторы которых по нагреваемой среде соединены соответственно с воздухопроводом холодного воздуха и воздушными трубами пристеночных горелок, входные и выходные патрубки по греющей среде соединены соответственно с топкой и осевыми трубами центральных горелочных устройств.

На чертеже представлена газомазутная топка для реализации описываемого спосо- ба.

Газомазутная топка содержит расположенные в горизонтальной плоскости топки пристеночные горелки 1,2, а также центральные горелочные устройства 3, 4, амбразуры которых подключены соответствующими магистралями 5, 6 к окнам 7 и 8 для забора высокотемпературных газов из топочного пространства. На подводах газов рециркуляции в центральные горелочные устройства 3, 4 установлены рекуператоры 9, 10 для подогрева воздуха, поступающего на смещение с топливом в пристеночные горелки.

При работе топки для выравнивания температурного поля в ее горизонтальном сечении в центральные горелочные устройства 3, 4 для сжигания топлива подаются холодный воздух и охлажденные в рекуператорах 9, 10 газы рециркуляции.В пристеночные горелки 1, 2 подается подогретый в рекуператорах высокотемпературными газами рециркуляции воздух.

Расчеты, проведенные применительно к водогрейному котлу теплопроизводитель- ностью 30 Гкал/ч, оснащенному четырьмя газомазутными горелками, при сжигании мазута с ат - 1,15 и подачей 25% газов рециркуляции в центральные горелочные устройства показывают возможность снизить калориметрическую температуру факе- ла в центре горизонтального сечения топки на 280°С с одновременным повышением температуры факела пристеночных горелок на 100°С.

.

Таким образом, реализация способа работы топки позволит снизить уровень генерации оксидов азота с одновременным снижением содержания продуктов неполного сгорания при фиксированной величине коэффициента избытка воздуха на выходе из топки.

Формулаизобретения

1. Способ работы экранированной топки котельного агрегата с центральными и пристенными горелочными устройствами, расположенными в горизонтальный ряд, путем подачи через горелки подогретого топлива, воздуха и газов рециркуляции, отличающийся тем, что, с целью снижения концентрации вредных примесей в продуктах сгорания, воздух, подаваемый в пристенные горелочные устройства, предварительно подогревают, а газы рециркуляции предварительно охлаждают и подают в центральные горелочные устройства.

2. Экранированная топка, содержащая расположенные в горизонтальный ряд пристенные и центральные горелочные устройства с трубами для подачи воздуха и газов рециркуляции, а также воздухопровод холодного воздуха, отличающаяся тем, что, с целью снижения концентрации вредных примесей в продуктах сгорания, топка дополнительно снабжена рекуператорами с входными и выходными коллекторами по греющей и нагреваемой средам, причем коллектора по греющей среде соединен соответственно с топкой и трубами для под ачи газов рециркуляции центральных горе/ лочных устройств, а по нагреваемой среде с воздухопроводом холодного воздуха и воздушными трубами пристенных горелок.

Использование: в энергетических установках для сжигания жидкого и газообразного топлива. Сущность изобретения: в центральные горелочные устройства 3, 4 подаются холодный воздух и охлажденные в рекуператорах 9,10 газы рециркуляции. В пристеночные горелки 1. 2 подается подогретый в рекуператорах 9. 10 воздух. Это позволяет выравнить температурное поле в горизонтальном сечении топки и снизить концентрацию вредных примесей в продуктах сгорания. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.