Способ работы экранированной топки котельного агрегата и котельный агрегат для его реализации

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ РАБОТЫ ЭКРАНИРОВАННОЙ ТОПКИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА И КОТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ(71) Заявитель Производственное объединение энергетики и электрификации Брестэнерго(73) Патентообладатель Производственное объединение энергетики и электрификации Брестэнерго(57) 1. Способ работы экранированной топки котельного агрегата с расположенными в горизонтальный ряд центральными и пристеночными горелками путем подачи в них горючей смеси, неодинаковой по составу для пристеночных и центральных горелок, отличающийся тем, что в пристеночные горелки подают мазут, а в центральные - водомазутную эмульсию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание воды в водомазутной эмульсии больше, чем в мазуте. 3. Котельный агрегат, включающий котел, топку с расположенными в горизонтальный ряд пристеночными и центральными горелками, трубопроводы подачи топлива соответственно к центральным и пристеночным горелкам, соединенные с трубопроводом подачи мазута, и трубопровод непрерывной продувки котла,отличающийся тем, что трубопровод подачи топлива к центральным горелкам соединен с трубопроводом непрерывной продувки котла. 2106 1 4. Котельный агрегат по п.3, отличающийся тем, что трубопровод подачи топлива к центральным горелкам соединен с трубопроводом непрерывной продувки котла посредством кавитационного реактора с патрубками подвода исходного и отвода обработанного материала, причем патрубки для подвода исходного материала соединены соответственно с трубопроводом подачи мазута и трубопроводом непрерывной продувки котла, а патрубок отвода обработанного материала соединен с трубопроводом подачи топлива к центральным горелкам.(56) 1. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива.-Л. Недра, 1989.-С.222. 2. А.с. СССР 1837137, МКИ 23 11/00, 1993 (прототип). Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельных агрегатах при сжигании жидкого топлива. Известен способ снижения оксидов азота путем выравнивания температурного поля в горизонтальном сечении топки неравномерным распределением газов рециркуляции по ее ширине или по горелкам горизонтального ряда 1. Этот способ экономичен, но сложен в части регулирования потоков воздуха и газов рециркуляции, особенно в переходных режимах. В качестве прототипа выбран способ работы экранированной топки котельного агрегата с расположенными в горизонтальный ряд центральными и пристеночными горелками путем подачи в них горючей смеси,неодинаковой по составу для пристеночных и центральных горелок, в котором, для выравнивания температурного поля в ее горизонтальном сечении, высокотемпературные газы рециркуляции подают из топки к корню факела центральных горелок с температурой меньшей, чем в пристеночные горелки, охладив их на 50-60 2. К недостаткам этого способа относятся большие затраты на его осуществление, большая металлоемкость, низкая эффективность и ограниченность его применения в котельных агрегатах в конструкции которых предусмотрена подача в топку газов рециркуляции. Целью изобретения является снижение вредных примесей в продуктах сгорания. Поставленная задача достигается тем, что в пристеночные горелки подают мазут, а в центральные - водомазутную эмульсию, причем содержание воды в водомазутной эмульсии больше чем в мазуте. В практике сжигания мазута редки случаи подачи обезвоженного мазута к горелкам котла. Содержание влаги в мазуте обычно колеблется от 1 до 5, реже - до 1, в зависимости от способа перевозки, слива и хранения. При горизонтальном расположении горелок на боковых экранах топки (встречно-ударная компоновка) и подаче в горелки однородной горючей смеси температура факела в центре (ядре) топки больше, чем у экранов. А для снижения генерации оксидов азота, как известно, необходимо иметь однородное поле температур. Результаты расчетов изменения максимальной температуры горения (жаропроизводительности) мазута и водомазутной эмульсии в воздухе содержащем 1 влаги представлены в таблице. Мазут малоТеплотворная спо- Коэффициент изТемпература, С сернистый собность нр,бытка воздуха влажность,ккал/кг воздуха, в топлива, т горения, макс(-) 0 9700 1 0 0 2115 3 9350 1 0 0 2100 6 9060 1 0 0 2085 9 8750 1 0 0 2070 Теоретическая температура горения теор , учитывающая теплоту диссоциации продуктов сгорания, ниже макс на 100-150 С. Анализ представленных данных показывает, что каждые дополнительные 3 влажности снижают максимальную температуру горения мазута на 15 С. При использовании водомазутной эмульсии с влажностью 15 КПД котлов увеличивается по сравнению со сжиганием в них неувлажненного мазута. Поэтому при сжигании топлива по указанному способу можно устранить неравномерность поля температур в горизонтальном сечении топки и тем самым снизить генерацию высокотоксичных оксидов азота, несколько улучшив при этом технико-экономические показатели огнетехнической установки. Задача, решаемая изобретением - снижение вредных примесей в продуктах сгорания. Для этого в котельном агрегате, включающем котел, топку с расположенными в горизонтальный 2106 1 ряд пристеночными и центральными горелками, трубопроводы подачи топлива соответственно к центральным и пристеночным горелкам, соединенные с трубопроводом подачи мазута, и трубопровод непрерывной продувки котла, трубопровод подачи топлива к центральным горелкам соединен с трубопроводом непрерывной продувки котла. Кроме того, трубопровод подачи топлива к центральным горелкам может быть соединен с трубопроводом непрерывной продувки котла посредством кавитационного реактора с патрубками подвода исходного и отвода обработанного материала, причем патрубки для подвода исходного и отвода обработанного материала соединены соответственно с трубопроводом подачи мазута и трубопроводом непрерывной продувки котла, а патрубок отвода обработанного материала соединен с трубопроводом подачи топлива к центральным горелкам. На чертеже представлен котельный агрегат для реализации описываемого способа работы экранированной топки. Котельный агрегат содержит пристеночные горелки 1, 2 центральные горелки 3, 4 кавитационный реактор 5 с патрубками подачи исходного 6, 7 и отвода обработанного материала 8 топливопровод 9 мазутопровод 10 и трубопровод непрерывной продувки 11. При работе топки для выравнивания температурного поля в ее горизонтальном сечении в пристеночные горелки 1 и 2 подают мазут, а в центральные горелки 3 и 4 подают водомазутную эмульсию. Водомазутная эмульсия готовится в кавитационном реакторе 5, для чего в патрубки 6 и 7 подают соответственно мазут и воду непрерывной продувки. Из патрубка отвода обработанного материала 8 по топливопроводу 9 водомазутную эмульсию подают к центральным горелкам. В случае подачи в котел водомазутной эмульсии для выравнивания температурного поля в горизонтальном сечении топки в пристеночные горелки 1 и 2 подают водомазутную эмульсию, например, с влажностью 1-10, приготовленную на мазутном хозяйстве, а в центральные горелки 3 и 4 подают дообводненную в кавитационном реакторе эмульсию с влажностью 15. При этом, по сравнению с традиционным способом приготовления и подачи водомазутной эмульсии, расход эмульсии на все горелки горизонтального ряда сокращается примерно вдвое. Использование воды из линии непрерывной продувки котла с параметрами (температура и давление) большими для котлов среднего давления, чем соответствующие параметры топлива,подаваемого к котлу, позволяет использовать энергию воды непрерывной продувки для повышения энергетического потенциала обрабатываемого потока. Например, при использовании известных кавитационных реакторов, поток воды из линии непрерывной продувки подводится тангенциально и создает вращение основного потока мазута. Поток воды из линии непрерывной продувки котла среднего давления (Рном 39 кг/см 2) имеет температуру 249 С, что примерно на 100-120 С выше температуры мазута, подаваемого на форсунки котла. Это позволяет, в свою очередь, одновременно эффективно использовать перегретую воду из линии непрерывной продувки котла для подогрева топлива перед форсунками путем смешения потоков воды и мазута. Таким образом, предложенный способ работы экранированной топки и котельный агрегат для его реализации позволяют снизить генерацию высокотоксичных оксидов азота путем выравнивания поля температур в горизонтальном сечении топочного пространства при уменьшении затрат энергии на снижение содержания вредных примесей в уходящих газах. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.