Способ работы котельного агрегата Советский патент 1993 года по МПК F22B33/18 

Изобретение относится к технологии эксплуатации паровых котлов, оснащенных двумя параллельно работающими дымососами.

Целью изобретения является повышение экономичности и снижение окислов азота в продуктах сгорания.

На чертеже изображен котельный агрегат.

Котельный агрегат содержит котел 1 с экранированной топкой 2, оснащенной горелками 3 и конвективную шахту 4, оснащенную воздухоподогревателем 5, воздуходувками 6 и дымососами 7 и 8. Дымосос 8 подключен газопроводом 9, снабженным шибером 10 к воздуходувкам 6. Дымососы 7 и 8 на всасе снабжены регулирующими органами 11 и 12. Дымосос 7 снабжен регулирующим органом 13, установленным и а газоходе после подсоединения газопровода 9.

Способ работы котельного агрегата осуществляется следующим образом.

Воздуходувки 6 нагнетают воздух и газы рециркуляции, подаваемые дымососом

7, в воздухоподогреватель 5, и далее в горелки 3, куда также подают топливо. Обра- - зевавшуюся топливо-воздушно-газооую смесь сжигают в топке 2. Продукты сгорания, проходя по газовому тракту, котла 1 охлаждаются и дымососами 7 и 8 отсасываются в атмосферу, Часть продуктов сгорания в виде газов рециркуляции в количестве, равном (0,11-0,17) количества продуктов сгорания, возвращают в топку 2 котла 1, Такое количество газов рециркуляции, как показали проведенные исследования, позволяют максимально уменьшить содержание окислов азота в продуктах сгорания при одновременном высоком качестве сжигания топлива. Расход газов рециркуляции регу-( лируется в зависимости от нагрузки котла шибером 10, На всех нагрузках котла 1 нагрузку дымососа 7 поддерживают постоян- ной, равной номинальной. Данная нагрузка обеспечивается регулирующим органами 11 и 13 и не зависит от нагрузки дымососа 8 и расхода газов рециркуляции, что позволяет работать с оптимальным КПД и обеспечи00

ел

VI

4

вать оптимальный расход газов рециркуляции. Регулирование разрежения в топке 2 осуществляется изменением нагрузки дымососа 8 при помощи регулирующего органа 12.

Таким образом, совокупность указанных отличительных признаков позволяет снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания и повысить экономичность путем поддержания оптимального разреже- ния в топке и оптимального расхода газов рециркуляции.

Ориентировочный экономический эффект от использования предлагаемого изобретения на одном котельном агрегате, оснащенном двумя параллельными дымососами мощностью 170 т.пар/час, составит 100 тыс.руб. в год.

Контроль дымовых газов осуществляли на содержание NOx, CO и 02.

Пример 1. Паровая нагрузка котла Д 0,7Дном 120ет/ч. Дутьевые вентиляторы

6 нагнетают воздухоподогреватель 5, откуда по воздухопроводу подают в горелочные устройства 3. После смешения с топливом образующуюся топливовоздушную смесь сжигают в топочной камере 2, откуда продукты сгорания поступают в конвективную шахту 4, воздухоподогреватель 5, дымососы

7 и 8, и по газоходу в дымовую трубу. Шибер 13 перекрывает 50% сечения газохода за дымососом 7. Электрическая нагрузка ды / -N Мососов равномерная -с-,-- 1,0, а сум1 8тях

марная электрическая нагрузка дымососов Мсум 0,5Мсум. Разность давлений за дымососом 7 и перед дутьевыми вентиляторами 6 определяет переток части дымовых газов по перепускному трубопроводу 9 в воздушный тракт перед дутьевыми вентиля- торами, где их смешивают с дутьевым воздухом. Степень рециркуляции составила г Г1,5%, концентрация оксидов азота 800 мг/м , а разрежение в топочной камере 5

ММ.В.СТ.

Примеры 2-4. Так же как в примере 1, только суммарную электрическую нагрузку дымососов соответственно устанавливают Мсум 0,6; 0,8; 1,ONcyMmax. При этом степень рециркуляции дымовых газов составила г 1,7; 2,4; 3,2%, концентрация оксидов азота 780, 750, 720 мг/м , а разрежение в топочной камере 7, 10, 13 мм.в.ст.

Видно, что несмотря на некоторое.уве- личение рециркуляции дымовых газов и соответствующее снижение концентрации NO, происходит увеличение разрежения в топке, что недопустимо.

П р и м е р 5.

Паровая нагрузка котла Д 0.7ДНом 120 т/ч. Дутьевые вентиляторы 6 нагнетают воздух в воздухоподогреватель 5, откуда по воздухопроводу подают в горелочные устройства 3. После смешения с топливом образующуюся смесь сжигают в топочной камере 2, откуда продукты сгорания поступают в конвективную шахту 4, воздухоподогреватель 5, дымососы 7 и 8, и по газоходу в дымовую трубу. Шибер 13 перекрывает 50% сечения газохода за дымососом 7. Электрическую нагрузку дымососа 7 устанавливают NT - Nmax, и электрическую нагрузку дымососа 8 устанавливают Ne 0,8Nmax. Суммарная электрическая нагрузка обоих дымососов составляет МСум - 0,9МСумтах . При этом степень рециркуляции составляет г 3,5%, содержание оксидов азота 700 мг/м3, а разрежение в топке 11 мм,в.ст. (что недопустимо).

Примеры 6-9. Так же как в примере 5, только электрическую нагрузку дымососа 8 последовательно устанавливают Ne - 0,6; 0,4; 0,2; 0,1 Nmax. Соответственно суммарная электрическая нагрузка обоих дымососов снижалась NcyM 0,8; 0,7; 0,6; 0.55NcyMmax. При этом степень рециркуляции составила соответственно 2,5; 7,1; 12,5; 13,2%., концентрация оксидов азота 500, 410, 320. 310 мг/м , а разряжение в топке 8,9; 7,0; 5,0; 3,2 мм.в.ст.

Приведенные данные показывают, что при поддержании постоянной электрической нагрузки N Nmax дымососа 7 и при фиксированной паровой нагрузке котла Д 0,7Дном 120 т/ч, максимальная степень рециркуляции дымовых газов (и соответственно максимальное снижение концентрации NOx) достигается при максимальной неравномерности загрузки дымососов 7 и 8. Однако необходимость поддержания требуемого разрежения в топочной камере (5 мм.в.ст.) вносит ограничение в предлагаемый способ и указывает на то, что данной паролроизводительности и максимальной нагрузке дымососа 7 соответствует единственное оптимальное значение электрической нагрузки дымососа 8, равное Ne

0,2Nmax - 0,2N7.

Была проведена серия экспериментов, преследующая цель определения оптимального значения электрической нагрузки дымососа 8 при различной перепроизводите л ьности котла.

П р и м е р ы 10-13. Так же как в примерах 5-9, только паровая нагрузка котла составляет Д 0,8Дном 136 т/ч. Электрическую нагрузку дымососа 7 устанавливают N Nmax, а электрическую нагрузку дымососа

8 последовательно устанавливают Ns 0,8; 0,6; 0,4; 0,2Nmax. Соответственно суммарная электрическая нагрузка обоих дымососов снижалась NcyM 0,9: 0,8; 0,7; 0,6NcyMmax, степень рециркуляции г увеличивалась по- следовательно 2,7; 6,5; 10,4; 11,7%. Концентрация оксидов азота составила 770, 540, 360, 330 мг/м3, а разряжение в топочной камере 8,7; 6,9; 5,0; 3,1 мм.в.ст, (оптимальное Ne 0,4Nmax 0.

Примеры 14-16. Так же как в примерах 5-9, только паровая нагрузка котла составляет Д 0,9Дном 153 т/ч. N Nmax, N8 0,8; 0,6; 0,4Nmax. Электрическая нагрузка обоих дымососов снижалась МСум 0,9; 0.8; 0,7Мсумтах, а степень рециркуляции г последовательно увеличивалась 4,0; 6,0; 9,7%, Концентрация оксидов азота составляет 790, 420, 390 мг/м3, а разрежение в топочной камере составляет 0,7; 5,0; 3,3 мм.в.ст. (оптимальное 0,6 ).

Примеры 17-19. Так же как в примерах 5-9, только паропроизводительность котла составляет Д Дном 170 т/ч. Электрическую нагрузку дымососа 7 поддержива- ют N7 Nmax, а электрическую нагрузку дымососа 8 устанавливают Ne 1,0; 0,8; 0,6Nmax. При этом суммарная электрическая нагрузка обоих дымососов снижается NcyM 1,0: 0,9; 0,8NcyMmax . Степень рециркуляции (г) составляет 4,2; 8,5; 9,5%. концентрация окислов азота 810, 480, 400 мг/м а разрежение в топочной камере 7.1; 5.0; 3,2 мм.в.ст.

Формула изобретения Способ работы котельного агрегата, содержащего котел с топкой, воздуходувку и два параллельно установленных дымососа, один из которых подключен к воздуходувке, путем подачи в топку котла топлива и воздуха совместно с газами рециркуляции, сжигания топлива, охлаждения продуктов сгорания и вывода их из котла дымососами с одновременным регулированием разрежения в топке котла, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения окислов азота в продуктах сгорания, на всех нагрузках котла работу дымососа, подключенного к воздуходувке, осуществляют с постоянной, номинальной производительностью, а разрежение в топке регулируют изменением производительности второго дымососа, причем расход газов рециркуляции, подаваемых в топку, равен 0,11-0,17 количества продуктов сгорания.

Использование: на тепловых электростанциях. Сущность изобретения: на всех нагрузках котла работу дымососа осуществляют с постоянной, номинальной, производительностью, разрушение в топке регулируют дымососом, а расход газов рециркуляции поддерживают равным 0,11-0,17 количества продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива. Это позволяет повысить экономичность и снизить окислы азота в продуктах сжигания. 1 ил.