Способ работы топки котлоагрегата Советский патент 1993 года по МПК F23C11/00 

Изобретение относится к топочным устройствам котлоагрегатов тепловых электростанций и может быть использовано при сжигании газообразного топлива.

Целью изобретения является повышение эффективности сжигания и глубокое снижение в продуктах сгорания оксидов азота.

Поставленная цель достигается тем, что в способе работы топки котлоагрега- та с горелками, установленными на одной или двух ее противоположных стенках в один или более ярусов путем подачи топлива и воздуха через горелки, подачу топлива и воздуха через крайние горелки каждого яруса осуществляют с коэффициентом расхода воздуха меньшим единицы, а через остальные вертикальные ряды горелок в чередующейся последовательности с коэффициентом расхода воздуха соответственно большим и меньшим единицы.

Обычно интенсификация процесса теплообмена в топочной камере достигается за счет повышения концентрациисажистых частиц (светимости факела) при сжигании топлива с а 1, а приближением светящегося факела к ограждающим топку стенкам удается избежать нежелательного увеличения температур пламени до уровня, опасного для роста скорости термической реакции образования окислов азота. Таким образом, перевод крайних горелок на с о. 1 позволяет интенсифицировать процесс радиационного теплообмена, увеличив тем самым эффективность сжигания топлива, и снизить образование в пристенной зоне значительных количеств оксида азота. Однако, при переводе горелок на режим . с ее 1 существенно увеличивается недожог топлива, и для его устранения соседние горелки работают с избытком воздуха, т.е. а 1. В результате последовательного чередования вертикальных рядов горелок с изС

ю ю

бытком и недостатком воздуха достигается эффект двухступенчатого сжигания как по- горизонтали, так и по-вертикали топочной камеры, что позволяет получить достаточно равномерное поле температур как по ширине, так и по глубине топки, ухудшая тем самым условия генерации оксидов азота.

Возможность изменения коэффициента расхода воздуха горелок по вертикальным группам горелок позволяет в широких пределах изменять температуру дымовых газов на выходе из топки, осуществляя тем самым регулирование температуры перегретого пара, что позволяет отказаться от применения для.этой цели ввода рециркулирующих газов в топку.

На чертеже изображена топка котла, с помощью которой реализуется предлагаемый способ.

Топка котла содержит корпус 1, горелки 2 для подачи топлива и воздуха с cti 1, горелки 3 для подачи топлива и воздуха с г22 1, дутьевые вентиляторы 4, 4а, 46 для подачи воздуха с направляющими аппаратами 5а, 56, регулирующими расход воздуха через воздуховоды 6а и 66.

Способ работы топки котлоагрегата при одинаковом расходе топлива через горелки 2 и 3 осуществляется при ограничении подачи воздуха через воздуховод 6а до расхода ниже стехиометрического («1 1), а через воздуховод 66 - выше стехиометрического («2 1). Причем, изменяя а в одну сторону, изменяем ац в другую сторону, при этом сохраняя неизменным коэффициент избытка воздуха на выходе из топки ат, изменяем ступенчатость сжигания топлива, вплоть до появления недожога топлива, регулируя тем самым параметр температурного поля топки последовательно, температуру дымовых газов на выходе из топки.

При одинаковом расходе воздуха через каждую из горелок 2 и 3, изменением подачи топлива через указанные горелки добиваемся при расходе топлива выше стехиометрического через горелки 2 коэффициента расхода воздуха через них менее 1 («1 1), а при расходе топлива через горелки 3 ниже стехиометрического коэффициента расхода воздуха через них более 1 («2 1), достигая примерно тех же результатов, как при изменении расхода воздуха по отдельным горелкам.

Заявленный способ исследован на котлоагрегате станционный № 10 типа ТГМ-94

Ташкентской при однофронтовом трехярус. ном расположении 21 горелки (по 7 горелок

на каждом из ярусов) при сжигании природ0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ного газа. При этом получено, что наибольшая эффективность ступенчатого сжигания обеспечивается при коэффициенте расхода воздуха через нечетные вертикальные ряды горелок «1 0,7, при этом коэффициент расхода воздуха через четные вертикальные ряды горелок составил az 1,5, или в общем в пересчете на все горелки а- 1,040, Ступенчатость сжигания топлива за счет сброса недостающего количества воздуха через четные вертикальные ряды горелок для до- горания топлива, поступающего через нечетные вертикальные ряды горелок .составила д 0,28. Поддержание температуры вторичного пара на уровне не ниже номинального обеспечивалось в диапазоне изменения нагрузок от 0,75 до 1,00 от номинальной нагрузки котлоагрегата без применения использовавшейся при традиционном способе сжигания подачи рециркулирующих газов. При этом выброс окислов азота за счет организации ступенчатого сжигания по заявляемому способу снизился вдвое без увеличения недожога топлива, а температура уходящих газов из-за отказа применения рециркулирующих газов снизилась в среднем на 8 К, снижение удельного расхода топлива на соответствующий энергоблок составило 2,5 г/кВт.ч. Наблюдается выравнивание поля температур на выходе из топки, и несмотря на то, что указанная температура в среднем увеличилась на 40 К, максимальная температура, наблюдаемая в центральной части выходного окна топки снизилась на 35 К, что позволило облегчить условия работы выходных пакетов конвек- тивности пароперегревателя высокого давления, расположенного в середине верхней части конвективной шахты котла, при этом температура металла его труб стала ниже допустимой по условиям окалинообразова- ния. Тем самым повышается надежность указанного пароперегревателя.

Внедрение заявляемого способа из-за более глубокого снижения оксидов азота позволяет существенно оздоровить состояние окружающей среды в районе расположения станции, что дает значительный народнохозяйственный эффект.

Формула изобретения Способ работы топки котлоагрегата с горелками, установленными по меньшей мере на одной стенке с образованием горизонтальных и вертикальных рядов, путем подачи через горелки топлива и воздуха с определенным коэффициентом расхода последнего, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, коэффициент расхода воздуха в крайних горелках каждого горизонтального ряда, а также в вертикальных рядах, отстоящих от крайнего

на нечетное количество рядов, поддержива ют меньшим единицы, а в остальных вертикальных рядах - большим единицы.

Использование: в топках котлоагрега- тов тепловых электрических станций. Сущность изобретения: коэффициент расхода воздуха в крайних горелках каждого горизонтального ряда, а также в вертикальных рядах, отстоящих от крайнего на нечетное количество рядов, поддерживают меньше единицы, а в остальных вертикальных ря- дах - больше единицы. 1 ил.

п ф п rfi п

2 3 2 3 2

/

6а

Ј323 2

J ф LJ ф LJ