RU169645U1 - VERTICAL PRISMATIC LOW EMISSION HEATER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к энергетике и может быть использована при сжигании твердого топлива на тепловых электростанциях в топках котлов и камерах сгорания. Вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка содержит пылеугольные горелки 2, расположенные ярусами и установленные тангенциально к условной окружности, над пылеугольными горелками 2 расположены воздушные сопла 3 и 4, которые ориентированы в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок 2. Новым, согласно полезной модели, является расположение воздушных сопел 3 и 4 на одном ярусе и выполнение их парами, одно из этих сопел 3 установлено параллельно стенке 1 топки и в непосредственной близости к ней, а второе воздушное сопло 4 расположено рядом с первым соплом 3 и направлено тангенциально к условной окружности, расположенной по центру топки. Полезная модель улучшает сжигание топлива в вертикальной призматической низкоэмиссионной топке и повышает КПД ее работы. При этом сохраняются низкоэмиссионные свойства топки по подавлению генерации оксидов азота NO. 3 ил.The utility model relates to energy and can be used for burning solid fuel in thermal power plants in boiler furnaces and combustion chambers. The vertical prismatic low-emission furnace contains dust coal burners 2 arranged in tiers and set tangentially to a conditional circumference, above the dust coal burners 2 there are air nozzles 3 and 4, which are oriented in the opposite direction of rotation of the flame dust burners 2. The arrangement of air nozzles is new, according to a utility model 3 and 4 on the same tier and their execution in pairs, one of these nozzles 3 is installed parallel to the wall 1 of the furnace and in close proximity to it, and the second air bore 4 is located next to the first nozzle 3 and is directed tangentially to the conditional circle located in the center of the furnace. The utility model improves the combustion of fuel in a vertical prismatic low-emission furnace and increases the efficiency of its operation. At the same time, the low-emission properties of the furnace to suppress the generation of nitrogen oxides NO are preserved. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к энергетике и может быть использована при сжигании твердого топлива на тепловых электростанциях в топках котлов и камерах сгорания.The utility model relates to energy and can be used for burning solid fuel in thermal power plants in boiler furnaces and combustion chambers.

Известна топка, содержащая топочную камеру с пылеугольными горелками, установленными тангенциально в плоскости поперечного сечения камеры (SU №819499, МПК F23D 5/10, 1978 г.). Между горелками установлены тангенциальные сопла для подачи газов рециркуляции, направленных в ту же сторону, что и пылеугольные горелки.Known firebox containing a combustion chamber with pulverized-coal burners installed tangentially in the plane of the cross-section of the chamber (SU No. 819499, IPC F23D 5/10, 1978). Between the burners there are tangential nozzles for supplying recirculation gases directed in the same direction as the pulverized coal burners.

Недостатком этой вертикальной призматической топки является неполное сжигание топлива. Часть сжигаемого топлива отбрасывается пылеугольными горелками на стенки топочной камеры в области с низким содержанием окислителя, что вызывает увеличение механического недожога сжигаемого топлива, а также служит причиной шлакования стенок топки.The disadvantage of this vertical prismatic furnace is the incomplete combustion of fuel. Part of the burned fuel is thrown by coal-dust burners onto the walls of the combustion chamber in an area with a low oxidizer content, which causes an increase in the mechanical underburning of the burned fuel, and also causes slagging of the furnace walls.

Наиболее близкой по технической сущности является вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка с пылеугольными горелками и размещенными над ними тангенциальными соплами газов рециркуляции, каждое газовое сопло рециркуляции выполнено двухканальным с прямоугольным сечением каналов, причем нижний канал размещен горизонтально к условной окружности с диаметром, равным (0,1-0,2)L, а верхний - вертикально и направлен тангенциально к условной окружности с диаметром (0,35-0,40)L, где L - ширина топки (SU №1218246, МПК F23C 1/08, 1985 г.). Тангенциальные газовые сопла рециркуляции ориентированы навстречу вращения потока дымовых газов в вертикальной призматической топке.The closest in technical essence is a vertical prismatic low-emission furnace with pulverized-coal burners and tangential nozzles of recirculation gases placed above them, each gas nozzle of recirculation is made of two channels with a rectangular section of the channels, and the lower channel is placed horizontally to a conditional circle with a diameter equal to (0.1- 0.2) L, and the upper one is vertical and tangentially directed to a conditional circle with a diameter of (0.35-0.40) L, where L is the width of the furnace (SU No. 1218246, IPC F23C 1/08, 1985). The tangential gas recirculation nozzles are oriented towards the rotation of the flue gas stream in a vertical prismatic furnace.

Недостатком этой вертикальной призматической низкоэмиссионной топки является неполное сжигание топлива. Это характерно для большинства низкоэмиссионных топок, в которых избыток воздуха на горелках ниже или близок к теоретически необходимому для полного выгорания. Часть топлива отбрасывается пылеугольными горелками на стенки топочной камеры в области с низким содержанием окислителя, что вызывает увеличение механического недожога, а также служит причиной шлакования стенок топки.The disadvantage of this vertical prismatic low-emission furnace is the incomplete combustion of fuel. This is typical of most low-emission furnaces, in which the excess air on the burners is lower or close to theoretically necessary for complete burnout. Part of the fuel is thrown by coal dust burners onto the walls of the combustion chamber in an area with a low oxidizer content, which causes an increase in mechanical underburning and also causes slagging of the furnace walls.

Технической задачей, на которую направлена полезная модель, является создание вертикальной призматической низкоэмиссионной топки, позволяющей улучшить сжигание топлива в топке и повысить КПД ее работы, не уменьшая ее свойств по подавлению генерации оксидов азота.The technical problem, which the utility model is aimed at, is the creation of a vertical prismatic low-emission furnace, which allows to improve the combustion of fuel in the furnace and increase the efficiency of its operation, without reducing its properties to suppress the generation of nitrogen oxides.

Поставленная техническая задача решается тем, что вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка содержит пылеугольные горелки, расположенные ярусами и установленные тангенциально к условной окружности, над пылеугольными горелками расположены воздушные сопла, которые ориентированы в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок. Новым, согласно полезной модели, является расположение воздушных сопел на одном ярусе и выполнение их парами, одно из этих сопел установлено параллельно стенке топки и в непосредственной близости к ней, а второе воздушное сопло расположено рядом с первым соплом и направлено тангенциально к условной окружности, расположенной по центру топки.The stated technical problem is solved in that the vertical prismatic low-emission furnace contains pulverized coal burners arranged in tiers and set tangentially to a conditional circumference, air nozzles are located above the pulverized coal burners, which are oriented in the opposite direction of rotation of the torch of the pulverized coal burners. According to the utility model, the arrangement of air nozzles on one tier and their execution in pairs is new, one of these nozzles is installed parallel to the furnace wall and in close proximity to it, and the second air nozzle is located next to the first nozzle and is directed tangentially to the conditional circle located in the center of the furnace.

На фиг. 1 представлен общий вид вертикальной призматической низкоэмиссионной топки; на фиг. 2 - горизонтальный разрез топки по А-А; на фиг. 3 - горизонтальный разрез топки по Б-Б.In FIG. 1 shows a general view of a vertical prismatic low-emission furnace; in FIG. 2 - horizontal section of the furnace along AA; in FIG. 3 - horizontal section of the furnace according to BB.

На стенках 1 вертикальной призматической низкоэмиссионной топки расположены несколько ярусов пылеугольных горелок 2, например три яруса. Они установлены тангенциально к условной окружности, а факела их вращения направлены в одну сторону. Над верхним ярусом пылеугольных горелок 2 расположены в один ярус воздушные сопла: пристенные 3 и тангенциальные 4. Пристенные воздушные сопла 3 установлены параллельно стенкам 1 топки котла и в непосредственной близости от них. Каждое воздушное сопло 4 установлено в паре с соплом 3 и в непосредственной близости от него и направлено тангенциально к условной окружности, расположенной по центру топки. Причем как пристенные воздушные сопла 3, так и тангенциальные воздушные сопла 4 ориентированы в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок 2.On the walls 1 of the vertical prismatic low-emission furnace there are several tiers of coal-dust burners 2, for example three tiers. They are set tangentially to a conditional circle, and the torch of their rotation is directed in one direction. Above the upper tier of coal-dust burners 2, air nozzles are located in one tier: wall 3 and tangential 4. Wall air nozzles 3 are installed parallel to and in the immediate vicinity of the walls 1 of the boiler furnace. Each air nozzle 4 is installed paired with the nozzle 3 and in the immediate vicinity of it and is directed tangentially to the conditional circle located in the center of the furnace. Moreover, both the wall air nozzles 3 and the tangential air nozzles 4 are oriented in the opposite direction of rotation of the flame of the coal-dust burners 2.

Вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка работает следующим образом.Vertical prismatic low-emission furnace works as follows.

Сжигание топлива в настоящей топке происходит в двухступенчатом режиме, это позволяет минимизировать генерацию оксидов азота. На первой ступени топливо через пылеугольные горелки 2 подают тангенциально к условной окружности в топку, где оно, воспламеняясь, выделяет тепло, передаваемое стенкам 1 топки. Продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива, закручиваются в спираль и поднимаются в верхнюю часть топки. При этом через пылеугольные горелки 2 совместно с топливом в топку подают 70-90% воздуха, необходимого для сгорания этого топлива, остальная часть воздуха 20-30% подается в топку через воздушные сопла 3 и 4.Fuel combustion in a real firebox occurs in a two-stage mode, this minimizes the generation of nitrogen oxides. At the first stage, the fuel through the coal-dust burners 2 is fed tangentially to the conditional circumference in the furnace, where it, when ignited, emits heat transferred to the walls 1 of the furnace. The combustion products resulting from the combustion of fuel are twisted into a spiral and rise to the top of the furnace. In this case, through the coal-dust burners 2, together with the fuel, 70-90% of the air necessary for combustion of this fuel is supplied to the furnace, the rest of the air 20-30% is supplied to the furnace through the air nozzles 3 and 4.

На второй ступени сжигания топлива часть дополнительного воздуха (примерно 10%) подают в топку через пристенные воздушные сопла 3. Это обеспечивает присутствие окислителя в пристеночной области (у стенок 1 топки), что позволяет дожечь частицы топлива, отброшенные к стенкам 1 топки, уменьшить шлакование стенок 1 котла и повысить КПД его работы. Оставшуюся часть дополнительного воздуха (примерно 15-20%) подают через тангенциальные воздушные сопла 4 в центральную часть топки, при этом этот воздух подается в виде струй тангенциально к условной окружности. Это обеспечивает присутствие окислителя в центральной части топки для дожигания основной части недогоревшего топлива. Причем воздушные сопла 3 и 4 направлены в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок 2, что позволяет минимизировать остаточную крутку пылеугольных горелок 2 и к выходу из топки обеспечить равномерное поле скоростей и температур, что обеспечивает надежную работу пароперегревателя (не показан). Таким образом, на ярусе воздушных сопел 3 и 4 подаваемый через них дополнительный воздух обеспечивает плотную воздушную завесу по всему сечению топки, что позволяет эффективно дожечь недогоревшее на основных ярусах пылеугольных горелок топливо, уменьшает механический недожог и, соответственно, увеличивает КПД вертикальной призматической низкоэмиссионной топки.At the second stage of fuel combustion, part of the additional air (approximately 10%) is supplied to the furnace through the wall air nozzles 3. This ensures the presence of an oxidizing agent in the near-wall region (near the walls of the furnace), which makes it possible to burn fuel particles thrown to the walls of the furnace and reduce slagging walls 1 of the boiler and increase the efficiency of its operation. The remaining part of the additional air (approximately 15-20%) is supplied through the tangential air nozzles 4 to the central part of the furnace, while this air is supplied in the form of jets tangentially to the conditional circle. This ensures the presence of an oxidizing agent in the central part of the furnace for afterburning the main part of the unburned fuel. Moreover, the air nozzles 3 and 4 are directed in the opposite direction of rotation of the flame of the coal-dust burners 2, which allows to minimize the residual twist of the coal-dust burners 2 and to the exit from the furnace to ensure a uniform velocity and temperature field, which ensures reliable operation of the superheater (not shown). Thus, at the tier of air nozzles 3 and 4, the additional air supplied through them provides a dense air curtain over the entire cross section of the furnace, which allows efficient burning of fuel that has not been burnt at the main tiers of the coal-fired burners, reduces mechanical underburning and, accordingly, increases the efficiency of the vertical prismatic low-emission furnace.

Полезная модель улучшает сжигание топлива в вертикальной призматической низкоэмиссионной топке и повышает КПД ее работы. При этом сохраняются низкоэмиссионные свойства топки по подавлению генерации оксидов азота NO_x.The utility model improves the combustion of fuel in a vertical prismatic low-emission furnace and increases the efficiency of its operation. At the same time, the low emission properties of the furnace to suppress the generation of nitrogen oxides NO _x are retained.

Claims (1)

Вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка, содержащая пылеугольные горелки, расположенные ярусами и установленные тангенциально к условной окружности, над пылеугольными горелками расположены воздушные сопла, которые ориентированы в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок, отличающаяся тем, что воздушные сопла расположены на одном ярусе и выполнены парами, одно из этих сопел установлено параллельно стенке топки и в непосредственной близости к ней, а второе воздушное сопло расположено рядом с первым соплом и направлено тангенциально к условной окружности, расположенной по центру топки.A vertical prismatic low-emission furnace containing dust coal burners arranged in tiers and set tangentially to a conditional circumference, above the dust coal burners there are air nozzles that are oriented in the opposite direction of rotation of the flame dust burners, characterized in that the air nozzles are located on one tier and are made in pairs, one of these nozzles installed parallel to the wall of the furnace and in close proximity to it, and the second air nozzle is located next to the first nozzle scrap and directed tangentially to the conditional circle located in the center of the furnace.

Images