RU2693281C1 - Инвертная пылегазовая призматическая топка - Google Patents
Инвертная пылегазовая призматическая топка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693281C1 RU2693281C1 RU2018137477A RU2018137477A RU2693281C1 RU 2693281 C1 RU2693281 C1 RU 2693281C1 RU 2018137477 A RU2018137477 A RU 2018137477A RU 2018137477 A RU2018137477 A RU 2018137477A RU 2693281 C1 RU2693281 C1 RU 2693281C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burners
- nozzles
- pulverized coal
- air
- gas
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
- F23C1/12—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air gaseous and pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/08—Disposition of burners
- F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах ТЭС. Пылегазовая призматическая топка содержит экранированные вертикальные стены, верхнее торцевое ограждение и скаты холодной воронки, пылеугольные горелки, а также воздушные сопла, установленные на двух больших стенах и направленные тангенциально к поверхностям условных тел вращения. Пылеугольные горелки, а также воздушные сопла размещены на больших ее стенах по встречно-смещенной схеме и направлены наклонно вверх, причем пылеугольные горелки, установлены под соплами вторичного воздуха - газовыми горелками и наклонены вверх на больший угол по сравнению с ними, напротив сопел вторичного воздуха - газовых горелок размещены сопла экранирующего воздуха и наклонены вверх на угол, который не меньше угла наклона сопел вторичного воздуха - газовых горелок, под соплами экранирующего воздуха, но не выше уровня установки пылеугольных горелок, размещены сопла третичного воздуха, причем продолжения их осей в пределах топки направлены на пересечение продолжения осей пылеугольных горелок противоположной стены в точках, находящихся на расстоянии не более 5d от пылеугольных горелок вдоль их осей, где d - эквивалентный диаметр пылеугольных горелок. Технический результат - устранение недожога топлива и уменьшение выброса NOх в пылеугольных энергоблоках повышенной мощности 800 МВт. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах ТЭС.
Известна прямоугольная пылеугольная топка, содержащая экранированные вертикальные стены, потолок и скаты холодной воронки, горелки и воздушные сопла, установленные на больших вертикальных стенах и направленные тангенциально к поверхностям условных тел вращения с наклоном вниз (аналог: авторское свидетельство SU 1206555 А, опубликовано 23.01.86 в бюллетене №3). Недостатки прямоугольной пылеугольной топки-аналога заключаются в неравномерности тепловыделения по глубине топки и невозможности использования ее отличительных признаков на котлах с инвертными топками.
Наиболее близкими техническими решениями к заявленному устройству обладает пылеугольный котел-прототип, содержащий вертикальную инвертную топку квадратного сечения, экранированные ее ограждения, пылеугольные горелки и сопла вторичного воздуха - газовые горелки с горизонтальными осями, направленными тангенциально к поверхностям условных тел вращения и установленными в угловых зонах вертикальных стен, а также двухъярусные горизонтально направленные сопла третичного воздуха, размещенные в нижерасположенной зоне на двух ее вертикальных ограждениях (см. инвертную топку пылеугольного котла-прототипа в статье Шварца А.Л. и др. «Разработка технических решений по пылеугольному котлу энергоблока 800 МВт на параметры пара 35 МПа, 700/720°С», Теплоэнергетика № 12, 2015 г., с. 56-60, рис. 1 на стр. 57). Недостаток инвертной топки пылеугольного котла-прототипа заключается в концентрированном факеле в приосевой зоне топки, неэкономичном сжигании угольной пыли, что связано с неудовлетворительным перемешиванием струй третичного воздуха, особенно нижнего яруса, с продуктами сгорания из-за горизонтальной направленности этих струй и недостаточной скорости их истечения. В результате этого возможны повышенный недожог топлива, возрастание температуры продуктов сгорания на выходе из топки, что приводит к шлакованию первой по ходу продуктов сгорания поверхности пароперегревателя. Кроме того, недостатком инвертной топки котла-прототипа является повышенный уровень образования оксидов азота, причем это вызывает необходимость использования установки селективного каталитического восстановления для снижения выбросов NOx.
Техническая задача данного изобретения состоит в устранении указанных недостатков инвертной топки пылеугольного котла-прототипа. Это достигается тем, что заявляемая инвертная пылегазовая призматическая топка, как и в прототипе, содержит экранированные вертикальные стены, торцевое ограждение и холодную воронку, пылеугольные горелки и воздушные сопла - газовые горелки, установленные на вертикальных стенах и направленные тангенциально к вертикальным поверхностям условных тел вращения. В отличие от топки котла-прототипа инвертная пылегазовая призматическая топка содержит пылеугольные горелки, воздушные сопла - газовые горелки, которые размещены по встречно-смещенной схеме на двух больших ее стенах и направлены наклонно вверх, причем пылеугольные горелки, установлены под соплами вторичного воздуха - газовыми горелками и наклонены вверх на больший угол по сравнению с ними, напротив сопл вторичного воздуха - газовых горелок размещены сопла экранирующего воздуха и наклонены вверх на угол, который не меньше угла наклона сопл вторичного воздуха - газовых горелок, сопла третичного воздуха, размещены под соплами экранирующего воздуха, не выше уровня установки пылеугольных горелок, а продолжения их осей в пределах топки направлены на пересечение продолжения осей пылеугольных горелок противоположной стены в точках, находящихся на расстоянии вдоль осей не более 5d от пылеугольных горелок, где d - эквивалентный диаметр последних.
Инвертная пылегазовая топка иллюстрирована фиг. 1, 2. На фиг. 1 показана компоновка горелок и сопл в одном вертикальном сечении инвертной пылегазовой призматической топки, а на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1, в котором схематически показана компоновка горелок и сопл в горизонтальной проекции топки. Инвертная пылегазовая призматическая топка содержит экранированные вертикальные стены 1, верхнее торцевое ограждение 2 и скаты холодной воронки (на фиг. 1 не показаны), пылеугольные горелки 3, а также сопла вторичного воздуха 4 - газовые горелки 5, сопла экранирующего воздуха 6, сопла третичного воздуха 7, причем топочные устройства всех указанных наименований направлены тангенциально к поверхностям условных тел вращения и установлены по встречно-смещенной схеме на больших стенах 1. Пылеугольные горелки 3, установлены под соплами вторичного воздуха 4 - газовыми горелками 5 и наклонены вверх на больший угол, чем последние, в данном случае на 60° против 20°. Сопла экранирующего воздуха 6, размещены напротив сопл вторичного воздуха 4 - газовых горелок 5 и наклонены вверх на 5-10° больше них, под соплами экранирующего воздуха не выше уровня установки пылеугольных горелок 3 установлены сопла третичного воздуха 7, причем продолжения их осей в пределах топки направлены на пересечение продолжения осей пылеугольных горелок 3 противоположной стены 1 в точках 12, находящихся на расстоянии вдоль осей не более 5d от пылеугольных горелок 3, где d - эквивалентный диаметр пылеугольных горелок 3. Вентиляторы горячего дутья 13 подсоединены по всасывающей стороне к выходным коллекторам воздушных подогревателей с помощью коробов, снабженных отключающими шиберами (что на фиг. 1 не показано).
Пылегазовая топка, имеющая в данном случае габаритные размеры 11000×34000 мм и размеры топочных устройств, которые соответствуют котлу энергоблока 800 МВт, работает при сжигании угля следующим образом. Пылевоздушная смесь 9 поступает по пылепроводам в пылеугольные горелки 3 из углеразмольных мельниц (на фиг. 1 не показаны) с существенным недостатком воздуха. Недостающий для полного выгорания угольной пыли воздух подводится в факелы пылеугольных горелок 3 ступенями по ходу их движения: сначала из сопел вторичного воздуха 4 - газовых горелок 5, имеющих размеры ∅920×10 мм, затем из сопел экранирующего воздуха 6 с размерами ∅630×7 мм, струи которых защищают вертикальные стены 1 и торцевое ограждение 2 от чрезмерного локального динамического давление факела, и, наконец, из сопел третичного воздуха 7. В случае отключения мельниц и пылеугольных горелок 3 охлаждение их каналов ∅720×10 мм, осуществляется горячим воздухом 10, поступающим в топку через каналы охлаждения 8, имеющие размеры 1200×750 мм. Благодаря встречно-смещенному, тангенциально направленному и наклонному вверх истечению струй из пылеугольных горелок 3, сопел вторичного воздуха 4 - газовых горелок 5, сопел экранирующего воздуха 6 и третичного воздуха 7 осуществляется рассредоточенное в объеме верхней части топки и экономичное ступенчатое сжигание угольной пыли. Целесообразно, чтобы сопла экранирующего воздуха 6 были повернуты по горизонтали, как это показано на фиг. 2, на угол arctang 2D/B, где D - диаметр условных тел вращения, В - глубина топки, равная в данном случае 11000 мм. При этом исключается локальное шлакование экранированных стен 1, в том числе боковых стен, а также торцевого ограждения 2. За счет ступенчатого сжигания при низком избытке первичного воздуха обеспечивается подавление образования топливных и термических NOx по ходу движения отдельных факелов пылеугольных горелок 3. Глубокое подавление образования топливных NOx, составляющих превалирующую долю в суммарном выбросе NOx, обеспечивается подводом третичного воздуха в смеси с эжектированными топочными газами, содержащими продукты недожога, в корень струй пылевоздушной смеси с осевой длиной не более 5d, где d - эквивалентный диаметр пылеугольных горелок 3.
При сжигании резервного топлива - природного газа топка работает аналогично. В этом случае первичный воздух в смеси с природным газом поступает в топку с существенным недостатком воздуха из газовых горелок 5. Недостающий для полного его выгорания воздух подмешивается ступенями по ходу движения факелов газовых горелок 5 из каналов охлаждения 8 пылеугольных горелок 3, из сопел экранирующего воздуха 6 и третичного воздуха 7. При этом надежность, экономическая и экологическая эффективности ступенчатого сжигания природного газа обеспечиваются за счет встречно-смещенного, тангенциально направленного и наклоненного вверх движения соответствующих струй.
В варианте исполнения инвертная пылегазовая призматическая топка оборудована соплами третичного воздуха 7, имеющими прямоугольные и вытянутые по вертикали сечения с размерами в данном случае 1500×390 мм и снабжаемыми горячим воздухом 11 с помощью центробежных нагнетателей (вентиляторов горячего дутья) 13, соединенных по всасывающей стороне с выходными коробами воздушного подогревателя с помощью коробов, снабженных отключающими шиберами (что на фиг. 1 не показано). В этом случае прямоугольные струи третичного воздуха на выходе из сопел 7 отличаются большей устойчивостью против их выноса вниз продуктами сгорания, т.е. большей дальнобойностью, а также характеризуются повышенной эжекционной способностью из-за высоких скоростей их истечения.
Использование заявленной инвертной пылегазовой призматической топки обеспечит высокую надежность, экономичность и экологическую эффективность ступенчатого сжигания угольной пыли и природного газа.
Claims (2)
1. Инвертная пылегазовая призматическая топка, содержащая экранированные вертикальные стены, верхнее торцевое ограждение и скаты холодной воронки, пылеугольные горелки, а также воздушные сопла, установленные на двух больших стенах и направленные тангенциально к поверхностям условных тел вращения, отличающаяся тем, что пылеугольные горелки, а также воздушные сопла размещены на больших ее стенах по встречно-смещенной схеме и направлены наклонно вверх, причем пылеугольные горелки, установлены под соплами вторичного воздуха - газовыми горелками и наклонены вверх на больший угол по сравнению с ними, напротив сопел вторичного воздуха - газовых горелок размещены сопла экранирующего воздуха и наклонены вверх на угол, который не меньше угла наклона сопл вторичного воздуха - газовых горелок, под соплами экранирующего воздуха, но не выше уровня установки пылеугольных горелок, размещены сопла третичного воздуха, причем продолжения их осей в пределах топки направлены на пересечение продолжения осей пылеугольных горелок противоположной стены в точках, находящихся на расстоянии не более 5d от пылеугольных горелок вдоль их осей, где d - эквивалентный диаметр пылеугольных горелок.
2. Инвертная пылегазовая призматическая топка по п. 1, отличающаяся тем, что сопла третичного воздуха выполнены прямоугольного вытянутого по вертикали сечения и снабжены подводящими воздуховодами от напорных коллекторов вентиляторов горячего дутья, которые подключены по всасывающей стороне к выходным коллекторам воздушных подогревателей с помощью коробов, снабженных отключающими шиберами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137477A RU2693281C1 (ru) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Инвертная пылегазовая призматическая топка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137477A RU2693281C1 (ru) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Инвертная пылегазовая призматическая топка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693281C1 true RU2693281C1 (ru) | 2019-07-02 |
Family
ID=67252161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137477A RU2693281C1 (ru) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Инвертная пылегазовая призматическая топка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693281C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050507C1 (ru) * | 1993-05-14 | 1995-12-20 | Московский энергетический институт | Топка |
RU2116563C1 (ru) * | 1996-07-24 | 1998-07-27 | Московский энергетический институт (Технический университет) | Топка |
RU2377466C1 (ru) * | 2008-09-17 | 2009-12-27 | Александр Михайлович Архипов | Топка |
RU109527U1 (ru) * | 2011-06-15 | 2011-10-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Низкоэмиссионная вихревая топка |
-
2018
- 2018-10-24 RU RU2018137477A patent/RU2693281C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050507C1 (ru) * | 1993-05-14 | 1995-12-20 | Московский энергетический институт | Топка |
RU2116563C1 (ru) * | 1996-07-24 | 1998-07-27 | Московский энергетический институт (Технический университет) | Топка |
RU2377466C1 (ru) * | 2008-09-17 | 2009-12-27 | Александр Михайлович Архипов | Топка |
RU109527U1 (ru) * | 2011-06-15 | 2011-10-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Низкоэмиссионная вихревая топка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100343576C (zh) | 低级燃料的增氧燃烧 | |
CN1110645C (zh) | 低no.的联合切向燃烧*** | |
US4501204A (en) | Overfire air admission with varying momentum air streams | |
US4715301A (en) | Low excess air tangential firing system | |
EP0238907B1 (en) | Low excess air tangential firing system | |
RU2693281C1 (ru) | Инвертная пылегазовая призматическая топка | |
US5899172A (en) | Separated overfire air injection for dual-chambered furnaces | |
RU2355944C1 (ru) | Паровой котел с механической топкой для сжигания твердого топлива | |
RU2428632C2 (ru) | Способ факельного сжигания пылевидного топлива и устройство для реализации способа | |
US20160146462A1 (en) | PLANT, COMBUSTION APPARATUS, AND METHOD FOR REDUCTION OF NOx EMISSIONS | |
RU182137U1 (ru) | Котлоагрегат для сжигания твердого топлива в кипящем слое | |
RU2377466C1 (ru) | Топка | |
RU2716961C2 (ru) | Воздухонагревательная установка | |
RU2627757C2 (ru) | Слоевой котел с вертикальной вихревой топкой | |
RU2635947C2 (ru) | Котел и способ его работы | |
RU2373457C2 (ru) | Топка парогенератора | |
RU2244211C1 (ru) | Вихревая низкотемпературная топка | |
HUT65491A (en) | An advanced overfire air system for nox control and method for controlling nox in fossil fuel furnaces | |
RU2648314C2 (ru) | Котел с камерной топкой | |
Marishin et al. | Low-NO x Firing Systems with Swirl Burners Installed on Boilers PK-39-IIM and BKZ-420-140-5 | |
RU2132016C1 (ru) | Низкотемпературная вихревая топка | |
RU2116563C1 (ru) | Топка | |
RU2597346C1 (ru) | Пылегазомазутная топка | |
RU2032853C1 (ru) | Призматическая экранированная топка | |
CN112833388B (zh) | 对冲燃烧锅炉的超低NOx燃烧*** |