Топка парогенератора

Полезная модель относится к топочным устройствам мощных энергоблоков и может быть использована в теплоэлектроэнергетике.

Топка парогенератора содержит вертикальную кольцевую камеру сгорания, образованную внешним и внутренним трубчатыми экранами, выполненными в виде концентрично установленных призм. В нижней части топки, на гранях наружного экрана, тангенциально размещены подвижные горелки и сопла вторичного воздуха. Горелки и сопла расположены в одной плоскости, направлены попутно. В верхней части топки на гранях внутреннего и внешнего экранов встречно горелкам установлены дополнительные сопла вторичного воздуха.

Предлагаемая топка обеспечивает возможность оптимального эффективного сжигания различных сортов топлива, повышение к.п.д. котла, снижение выбросов окислов азота, уменьшение габаритов котла.

Полезная модель относится к топочным устройствам мощных энергоблоков и может быть использована в теплоэлектроэнергетике.

Известна топка котла, образованная выполненными в виде двух концентрично установленных призм внутренним и наружным трубчатыми экранами, на каждой грани последнего установлены горелки (а.с. №909418, МПК F 23 C 5/08, 1982 г.).

В известном устройстве для формирования оптимального для данного типа топлива вихревого топочного факела горелки должны быть определенным образом расположены относительно экранов. Так как в известном устройстве горелки установлены неподвижно, то последнее жестко "привязано" к конкретному виду и даже сорту топлива, что является одним из его практических недостатков.

Известна топка парогенератора (а.с. №953366, МПК F 23 C 5/08, 1982 г.) с вертикальной кольцевой камерой сгорания, образованной выполненными в виде концентрично установленных равносторонних призм (призм, имеющих равные боковые грани) внешним и внутренним трубчатыми экранами, в нижней части граней которых размещены, соответственно, тангенциальные горелки и сопла вторичного воздуха, при этом последние установлены попутно горелкам.

Известная топка, также как и вышеописанный аналог, критична к виду используемого топлива, что является одним из ее недостатков.

Кроме того, в известном техническом решении через сопла, размещенные на внутренней стенке топки, осуществляется подача всей доли вторичного воздуха, вводимой в топку помимо горелок. Это приводит к снижению тепловосприятия внутреннего экрана и, как следствие, к уменьшению к.п.д. котла, что является вторым его недостатком.

Подача всего вторичного воздуха в нижнюю часть топки приводит к увеличению выбросов окислов азота, что также является недостатком известного технического решения.

Наконец, из-за относительно высокой, обусловленной снижением тепловосприятия экранов, температуры отходящих газов, топка имеет большие габариты и требует повышенных капитальных затрат на ее сооружение.

Целью настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков топки.

Получаемые технические результаты: возможность оптимального сжигания

различных видов топлива, повышение к.п.д. котла, снижение выбросов окислов азота, уменьшение габаритов котла.

Технические результаты достигаются за счет того, что в топке парогенератора с вертикальной кольцевой камерой сгорания, образованной выполненными в виде концентрично установленных равносторонних призм (призм с равными боковыми гранями) внешним и внутренним трубчатыми экранами, в нижней части граней которых тангенциально к условной окружности размещены горелки, и соплами вторичного воздуха, горелки установлены подвижно, с возможностью регулирования диаметра условной окружности в пределах 0.4-0.7 D, где D - диаметр окружности, вписанной в сечение призмы внешнего экрана, а сопла вторичного воздуха установлены двумя ярусами по высоте топки.

Первый ярус сопел вторичного воздуха расположен на уровне горелок на гранях внешнего экрана, второй - в верхней части топки на гранях внешнего и внутреннего экранов, при этом сопла первого яруса направлены попутно, а второго - встречно горелкам.

На фиг.1 представлен вертикальный разрез заявляемой топки, на фиг.2 - сечение АА фиг.1.

Топка содержит камеру сгорания 1, внешний 2 и внутренний 3 экраны, горелки 4, сопла вторичного воздуха 5 (первый ярус) и 6 (второй ярус).

Топка работает следующим образом.

Топливовоздушная смесь через горелки 4 поступает в камеру 1, где сгорает. Для обеспечения оптимальной аэродинамики вихревого топочного факела, обеспечивающей эффективное сжигание топлива при исключении активного воздействия факела на экраны, горелки устанавливают по касательной к некоторой условной окружности, диаметр которой зависит от физико-химических характеристик топлива.

Установка горелок подвижными позволяет регулировать диаметр условной окружности и оптимизировать, таким образом, условия сжигания конкретного сорта используемого топлива. В предлагаемом устройстве диапазон регулирования диаметра составляет 0.4-0.7 D, где D - диаметр окружности, вписанной в сечение призмы внешнего экрана, что обеспечивает эффективное оптимальное сжигание углей практически всех известных угольных месторождений.

Установленные на гранях топки на уровне горелок сопла вторичного воздуха 5 образуют систему ступенчатой горизонтальной подачи вторичного воздуха, которая обеспечивает симметричную аэродинамику топки при отключении отдельных мельниц и

снижение выбросов NO_x. Для уменьшения опасности шлакования наружных экранов топки и улучшения условий зажигания аэросмеси горелки устанавливаются таким образом, чтобы вытекающая струя аэросмеси находилась со стороны факела, а струя вторичного воздуха - со стороны наружного экрана.

Установленный в верхней части топки второй ярус сопел вторичного воздуха 6 обеспечивает гашение остаточной крутки отходящих газов и, как следствие, равномерное смывание поверхностей нагрева, расположенных в газоходе.

Кроме того, встречное движение рециркулируемого воздуха из сопел 6 эффективно снижает температуру отходящих газов, что обусловливает дополнительное снижение выбросов NO_x, а также позволяет уменьшить высоту газоходов и, в конечном счете, габариты топки.

В нижеследующей таблице приведены сравнительные основные технико-экономические показатели котельных агрегатов на основе предлагаемой и одной из известных топок.

Анализ данных таблицы показывает, что применение предлагаемой топки позволяет существенно уменьшить массогабаритные характеристики котла, снизить его металлоемкость и затраты на строительство, что, в конечном счете, обеспечивает снижение удельной стоимости производимой энергии.

1. Топка парогенератора с вертикальной кольцевой камерой сгорания, образованной установленными в виде концентричных призм внешним и внутренним трубчатыми экранами, в нижней части граней которых тангенциально размещены горелки, и соплами вторичного воздуха, отличающаяся тем, что горелки установлены подвижно, а сопла вторичного воздуха установлены по высоте топки двумя ярусами.

2. Топка парогенератора по п.1, отличающаяся тем, что диапазон регулирования диаметра окружности, тангенциально к которой направлены сопла горелок, составляет 0.4÷0.7 D, где D - диаметр окружности, вписанной в сечение призмы внешнего экрана.

3. Топка парогенератора по п.1, отличающаяся тем, что сопла вторичного воздуха первого яруса расположены на уровне горелок на гранях внешнего экрана.

4. Топка парогенератора по п.3, отличающаяся тем, что сопла направлены попутно горелкам.

5. Топка парогенератора по п.1, отличающаяся тем, что сопла вторичного воздуха второго яруса расположены в верхней части топки на гранях внешнего и внутреннего экранов.

6. Топка парогенератора по п.5, отличающаяся тем, что сопла направлены встречно горелкам.