ТОПКА ПАРОГЕНЕРАТОРА

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
x
снижение выбросов NO. 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.
x
Кроме того, встречное движение рециркулируемого воздуха из сопел 6 эффективно снижает температуру отходящих газов, что обусловливает дополнительное снижение выбросов NO, 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.
Наименование показателя
Заявляемая топка (для котла мощностью 800 МВт)
Известная топка котла типа П-67 (блок 800 МВт Березовской ГРЭС)
Поверхность обогреваемых цельносварных экранов, %
67
100
Суммарная поверхность нагрева под давлением, %
78
100
Габариты котла, м
- ширина по фронту;
27,5
55,0
- глубина;
27,5
22,8
- высота
63
90
Масса котла с учетом каркаса, %
96
100
Удельный объем застройки главного корпуса, (м<sup>3</sup>/кВт) / %
0,81171
1,142100
Стоимость строительной части, %
60
100
Стоимость 1 кВт установленной мощности, %
86
100
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.