Котел для сжигания забалластированных высокосернистых угольных топлив

Полезная модель относится к конструкциям котлов, сжигающих преимущественно забалластированное высокосернистое угольное топливо, и может быть использована при разработке и изготовлении угольных котлов, а также в процессе модернизации существующих котлов в котельных, на ТЭС, ТЭЦ и ГРЭС.
Известны котлы для сжигания забалластированных угольных топлив, которые оборудованы адиабатическими предтопками прямоугольной формы (см. 1. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. Изд. «Энергия», М, 1976, стр. 460-461).
Указанные конструкции котлов используются для интенсификации процесса горения и повышения надежности работы с устойчивым жидким шлакоудалением в широком диапазоне нагрузок. Применение двухступенчатой схемы сжигания в том числе позволяет использовать такие котлы и для сжигания забалластированных угольных топлив. Однако указанная конструкция котла не предусматривает сжигания забалластированного угольного топлива в виде суспензионного водоугольного топлива (ВУТ), в т.ч. высокосернистого.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является конструкция угольного котла (см. 2, Патент на полезную модель №159508), оборудованного горелками, выполненными в виде адиабатических циклонных камер с установленными на них топливными форсунками и соплами дутьевого воздуха и снабженными форсуночными узлами для подачи серопоглощающего агента.
К недостаткам данной конструкции следует отнести отсутствие возможности удаления шлаковых отложений, образующихся в нижней части адиабатических камер, что нарушает процесс горения и усложняет эксплуатацию камер.
Задачами, решаемыми предлагаемой полезной моделью, являются:
- устранение недостатков, присущих аналогу и прототипу;
- обеспечение надежной работы котла с использованием в качестве топлива - забалластированного высокосернистого угольного топлива, в т.ч. суспензионного водоугольного топлива;
- обеспечение возможности удаления шлаковых отложений в нижней части адиабатических камер.
В результате испытания горелок адиабатического типа на высокозольном топливе выявилось накопление в нижней зоне камер крупных частиц минеральной части топлива, которые оплавляются в кусковые шлаки.
Для решения поставленных задач горелки адиабатического типа котла для сжигания забалластированного высокосернистого угольного топлива в нижней части оборудованы устройствами для механического удаления шлака. Устройства могут выполняться как в виде решетки с шурующей планкой, так и в виде движущейся колосниковой решетки.
Выполнение горелок адиабатического типа в виде камер, в нижней части которых установлены устройства для механического удаления шлака, обеспечивает:
- возможность постоянного удаления шлаковых отложений, образующихся в нижней части адиабатических камер;
- улучшение эксплуатационных показателей работы адиабатической камеры.
Котел для сжигания забалластированных высокосернистых угольных топлив (см. рис. 1) состоит из корпуса 1 котла с установленными на боковых его стенках адиабатическими горелками 2. Котел снабжен стандартными системами шлакоудаления и пылегазоочистки (на рис. 1 не показаны). На боковых поверхностях 3 горелок цилиндрической формы расположены топливные форсунки 4. Топливные форсунки установлены на боковых поверхностях таким образом, что топливные струи, исходящие из форсунок, также как струи дутьевого воздуха, подаваемого через сопла 5, направлены тангенциально к условной цилиндрической поверхности 6. При этом диаметр условной цилиндрической поверхности не меньше выходного диаметра на входе в котел. На торцевой стенке 7, по крайней мере одной из камер, установлен форсуночный узел 8 для подачи серопоглощающего агента - СПА в зону горения топлива. Нижняя часть адиабатической камеры оборудована устройством механического удаления шлака 9 в котел через сбросные окна 10.
Котел работает следующим образом.
Забалластированное высокосернистое угольное топливо, преимущественно суспензионное водоугольное топливо, подается в котел через топливные форсунки 4, установленные на боковых поверхностях горелок адиабатического типа. Адиабатичность горелок, а также создание вихревого движения в них распыленного топлива и дутьевого воздуха вместе с образующимися в процессе горения горячими газами обеспечивает высокую надежность и интенсивность сжигания и выгорания забалластированного высокосернистого топлива.
Этому также способствует подача распыленных струй топлива и дутьевого воздуха тангенциально к диаметру условной цилиндрической поверхности, величина которого не превышает характерного размера выходного отверстия камеры сгорания на входе в котел.
В этом случае воспламеняющиеся и горящие крупные частицы угля и водоугольные капли не могут покинуть камеру сгорания, пока их масса не уменьшится за счет реагирования органической части топлива с кислородом дутьевого воздуха. Для связывания образующейся в процессе горения двуокиси серы в зону горения вводится СПА через специальную форсунку 8, установленную на торцевой стенке 7, по крайней мере одной из горелок. Выпадающий при сжигании высокозольного топлива в нижней части адиабатической камеры шлак удаляется через сбросные окна 10 с помощью устройства удаления шлака 9. В настоящее время разработана конструкторская документация котла.