УСТРОЙСТВО РЕЦИРКУЛЯЦИИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
SMOKE GAS RECIRCULATION DEVICE

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при производстве и реконструкции водогрейных котлов, предназначенных для отопления и горячего водоснабжения.
Известно Устройство рециркуляции дымовых газов (далее УРДГ), предназначенное для уменьшения выбросов оксидов азота в уходящих газах котла КВ-ГМ-139.6-150 (ПТВМ-120Э) [1]. Котел имеет башенную компоновку: над вертикальной топочной камерой прямоугольной формы располагается конвективная поверхность нагрева. УРДГ представляет собой четыре независимых канала рециркуляции, соединяющих внутренний объем котла за конвективной поверхностью с воздушными каналами горелок. Один канал обеспечивает четыре горелки. Каждый канал УРДГ представляет из себя конструкцию, состоящую из всасывающего патрубка диаметром 377 мм, дымососа с направляющим аппаратом, установленным на виброизолирующей платформе, распределителей, газоходов (рециркуляционных каналов) диаметром 219 мм с дроссельными заслонками и компенсаторами тепловых расширений. Каждая заслонка и направляющий аппарат оборудованы исполнительными механизмами МЭО-40. Для снижения тепловых потерь и защиты персонала все рециркуляционные каналы выполнены герметичными и покрыты тепловой изоляцией.
Существенным недостатком данной конструкции являются ее сложность (20 исполнительных механизмов типа МЭО-40, 4 дымососа с направляющими аппаратами), значительные материалоемкость (общая масса 3500 кг) и потребление электроэнергии (установленная мощность около 80 кВт).
Известно также Устройство для рециркуляции дымовых газов в воздуховод котла (патент №2100697). Сущность изобретения: устройство представляет из себя перепускной трубопровод с шиберной заслонкой, соединяющий дымоход с воздуховодом. Причем входная горловина выполненная в виде гиба, развернутого навстречу потоку дымовых газов, располагается в дымоходе котла, а выход расположен в воздуховоде, причем выполнен в виде гиба, направленного по ходу потока воздуха и снабжен специальным насадком. Выходное сечение насадка имеет срез под углом 30° к вертикальной плоскости поперечного сечения воздуховода. Эжекция дымовых газов обеспечивается потоком дутьевого воздуха. Регулирование степени рециркуляции дымовых газов осуществляется шиберной заслонкой на перепускной трубе.
Недостатком данного устройства является то, что дымоход и воздуховод котла должны находиться рядом. В ряде конструкций котлов расстояние между ними могут составлять 10 и более метров, что может затруднить трассировку перепускного трубопровода, а его аэродинамическое сопротивление не позволит обеспечить требуемую степень рециркуляции дымовых газов.
Целью настоящего изобретения является снижение концентрации оксидов азота в уходящих газах котла. Указанная цель достигается за счет снижения температуры горения топлива в котле, что происходит благодаря подмешиванию дымовых газов, отбираемых из специальной полости топочного пространства котла, к воздуху, предназначенному для окисления топлива. Таким образом уменьшается концентрация кислорода в топливо-воздушной смеси, что снижает скорость и температуру горения.
Устройство рециркуляции дымовых газов Фиг. 1, Фиг. 2 содержит горелку 1 с радиально установленными по окружности патрубками 2, выполненными в виде отрезков труб, входные горловины которых размещены в специальной полости 3 топки котла, а выходы находятся внутри горелки и изогнуты в направлении движения воздушного потока. Для регулирования степени рециркуляции патрубки снабжены управляемыми заслонками 4.
Специальная полость 3 топки котла формируется при разводке экранных труб 5 под установку горелки 1. Она представляет собой просвет между поверхностью разведенных труб и поверхностью экрана, разведенные трубы при этом закрывают корпус горелки и выступающие части патрубков от теплового воздействия пламени. Поверхности труб, образующих специальную полость, могут быть покрыты шипами 6, а сама полость ограничена и разделена диафрагмами 7 на каналы для направления и эффективного охлаждения дымовых газов, отбираемых на рециркуляцию.
Устройство рециркуляции дымовых газов работает следующим образом. После розжига и выхода горелки на заданный режим работы, открываются заслонки 4 на патрубках 2. При этом дымовые газы из специальной полости топки котла, пройдя по каналам полости и охладясь, за счет разрежения, которое возникает при омывании выходов патрубков потоком воздуха, подсасываются в горелку и смешиваются с воздухом. Степень рециркуляции регулируется положением заслонок. Контроль за процессом рециркуляции можно вести по содержанию кислорода после смешения воздуха с дымовыми газами.
Список использованной литературы:
1. «Котлы водогрейные мощностью от 0.05 до 209 МВт». Каталог для проектирования котельных. Издание 2. АО «Дорогобужкотломаш» 2016. - 226 с.