ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПРИЗМАТИЧЕСКАЯ НИЗКОЭМИССИОННАЯ ТОПКА

Полезная модель относится к энергетике и может быть использована при сжигании твердого топлива на тепловых электростанциях в топках котлов и камерах сгорания.
Известна топка, содержащая топочную камеру с пылеугольными горелками, установленными тангенциально в плоскости поперечного сечения камеры (SU №819499, МПК F23D 5/10, 1978 г.). Между горелками установлены тангенциальные сопла для подачи газов рециркуляции, направленных в ту же сторону, что и пылеугольные горелки.
Недостатком этой вертикальной призматической топки является неполное сжигание топлива. Часть сжигаемого топлива отбрасывается пылеугольными горелками на стенки топочной камеры в области с низким содержанием окислителя, что вызывает увеличение механического недожога сжигаемого топлива, а также служит причиной шлакования стенок топки.
Наиболее близкой по технической сущности является вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка с пылеугольными горелками и размещенными над ними тангенциальными соплами газов рециркуляции, каждое газовое сопло рециркуляции выполнено двухканальным с прямоугольным сечением каналов, причем нижний канал размещен горизонтально к условной окружности с диаметром, равным (0,1-0,2)L, а верхний - вертикально и направлен тангенциально к условной окружности с диаметром (0,35-0,40)L, где L - ширина топки (SU №1218246, МПК F23C 1/08, 1985 г.). Тангенциальные газовые сопла рециркуляции ориентированы навстречу вращения потока дымовых газов в вертикальной призматической топке.
Недостатком этой вертикальной призматической низкоэмиссионной топки является неполное сжигание топлива. Это характерно для большинства низкоэмиссионных топок, в которых избыток воздуха на горелках ниже или близок к теоретически необходимому для полного выгорания. Часть топлива отбрасывается пылеугольными горелками на стенки топочной камеры в области с низким содержанием окислителя, что вызывает увеличение механического недожога, а также служит причиной шлакования стенок топки.
Технической задачей, на которую направлена полезная модель, является создание вертикальной призматической низкоэмиссионной топки, позволяющей улучшить сжигание топлива в топке и повысить КПД ее работы, не уменьшая ее свойств по подавлению генерации оксидов азота.
Поставленная техническая задача решается тем, что вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка содержит пылеугольные горелки, расположенные ярусами и установленные тангенциально к условной окружности, над пылеугольными горелками расположены воздушные сопла, которые ориентированы в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок. Новым, согласно полезной модели, является расположение воздушных сопел на одном ярусе и выполнение их парами, одно из этих сопел установлено параллельно стенке топки и в непосредственной близости к ней, а второе воздушное сопло расположено рядом с первым соплом и направлено тангенциально к условной окружности, расположенной по центру топки.
На фиг. 1 представлен общий вид вертикальной призматической низкоэмиссионной топки; на фиг. 2 - горизонтальный разрез топки по А-А; на фиг. 3 - горизонтальный разрез топки по Б-Б.
На стенках 1 вертикальной призматической низкоэмиссионной топки расположены несколько ярусов пылеугольных горелок 2, например три яруса. Они установлены тангенциально к условной окружности, а факела их вращения направлены в одну сторону. Над верхним ярусом пылеугольных горелок 2 расположены в один ярус воздушные сопла: пристенные 3 и тангенциальные 4. Пристенные воздушные сопла 3 установлены параллельно стенкам 1 топки котла и в непосредственной близости от них. Каждое воздушное сопло 4 установлено в паре с соплом 3 и в непосредственной близости от него и направлено тангенциально к условной окружности, расположенной по центру топки. Причем как пристенные воздушные сопла 3, так и тангенциальные воздушные сопла 4 ориентированы в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок 2.
Вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка работает следующим образом.
Сжигание топлива в настоящей топке происходит в двухступенчатом режиме, это позволяет минимизировать генерацию оксидов азота. На первой ступени топливо через пылеугольные горелки 2 подают тангенциально к условной окружности в топку, где оно, воспламеняясь, выделяет тепло, передаваемое стенкам 1 топки. Продукты сгорания, образующиеся при сжигании топлива, закручиваются в спираль и поднимаются в верхнюю часть топки. При этом через пылеугольные горелки 2 совместно с топливом в топку подают 70-90% воздуха, необходимого для сгорания этого топлива, остальная часть воздуха 20-30% подается в топку через воздушные сопла 3 и 4.
На второй ступени сжигания топлива часть дополнительного воздуха (примерно 10%) подают в топку через пристенные воздушные сопла 3. Это обеспечивает присутствие окислителя в пристеночной области (у стенок 1 топки), что позволяет дожечь частицы топлива, отброшенные к стенкам 1 топки, уменьшить шлакование стенок 1 котла и повысить КПД его работы. Оставшуюся часть дополнительного воздуха (примерно 15-20%) подают через тангенциальные воздушные сопла 4 в центральную часть топки, при этом этот воздух подается в виде струй тангенциально к условной окружности. Это обеспечивает присутствие окислителя в центральной части топки для дожигания основной части недогоревшего топлива. Причем воздушные сопла 3 и 4 направлены в противоположную сторону вращения факела пылеугольных горелок 2, что позволяет минимизировать остаточную крутку пылеугольных горелок 2 и к выходу из топки обеспечить равномерное поле скоростей и температур, что обеспечивает надежную работу пароперегревателя (не показан). Таким образом, на ярусе воздушных сопел 3 и 4 подаваемый через них дополнительный воздух обеспечивает плотную воздушную завесу по всему сечению топки, что позволяет эффективно дожечь недогоревшее на основных ярусах пылеугольных горелок топливо, уменьшает механический недожог и, соответственно, увеличивает КПД вертикальной призматической низкоэмиссионной топки.
x
Полезная модель улучшает сжигание топлива в вертикальной призматической низкоэмиссионной топке и повышает КПД ее работы. При этом сохраняются низкоэмиссионные свойства топки по подавлению генерации оксидов азота NO.