СХЕМА РАСТОПКИ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО КОТЛА ПОСРЕДСТВОМ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к энергетике и может быть использована на тепловых электростанциях для безмазутной растопки пылеугольного котла из холодного состояния до рабочего, режима и подсветки пылеугольного факела.
2
2
Известна установка для безмазутной растопки пылеугольного котла и подсветки факела (патент RU №2128408 С1, МПК H05B 7/18, H05H 1/32, C10L 11/00, 1997 г.), которая включает муфелизированную камеру термоподготовки топлива с расположенным на ее боковой поверхности патрубком, в котором установлен струйный плазмотрон, содержащий внутренний электрод с цилиндрическим плазменным каналом, выходной электрод-сопло, имеющий плазменный канал, состоящий из цилиндрического участка и расширяющегося вниз по потоку плазмы конусообразного участка. Наружный участок выходного электрода-сопла состоит от точки пересечения оси плазмотрона с продолжением оси плазмотрона с продолжением наружной, соприкасающейся с патрубком поверхности камеры термоподготовки топлива на расстоянии L=(0,8-1)d, где d - диаметр канала электрода-сопла у наружного торца, при этом угол α между осью плазмотрона и осью камеры термоподготовки топлива составляет 30-150°. Камера термоподготовки топлива расположена на входе в топку котла
Недостатком этой установка для безмазутной растопки пылеугольного котла и подсветки факела является то, что к электродам плазмотрона подводится высокое напряжение промышленной частоты, равное 10 кВ. Рабочий ток - десятки ампер. Использование такого напряжения в зоне присутствия обслуживающего персонала требует принятия особых мер безопасности. Кроме того, такая схема установки требует больших энергозатрат и не позволяет создать условия для снижения эмиссии оксидов азота.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ растопки пылеугольных агрегатов и устройство для его осуществления (патент №1629690 А1, МПК F23D 1/00, 1988 г.). На стенках топки котла установлены многоярусные блоки пылеугольных горелок. В этих же блоках рядом с каждой пылеугольной горелкой установлена мазутная форсунки. Растопка пылеугольного агрегата осуществляется посредством последовательного включения всех мазутных форсунок и, после достижения установленных параметров, пылеугольных горелок.
Недостатком этого устройства для растопки пылеугольных агрегатов является необходимость использования большого количества высокореакционного топлива (газ или мазут).
Задачей полезной модели является создание схемы растопки пылеугольного котла посредством водоугольного топлива, что позволило бы минимизировать для этой цели расход газа или мазута и проводить зажигание пылеугольной смеси продуктами горения водоугольного топлива со снижением токсичных соединений азота.
Поставленная техническая задача решается тем, что схема растопки пылеугольного котла посредством водоугольного топлива включает топку пылеугольного котла, пылеугольные горелки и воздушные сопла. Новым, согласно полезной модели, является дополнительное оборудование пылеугольного котла предтопком для сжигания водоугольного топлива, в нижней части корпуса которого установлена воздухораспределительная решетка с кипящим слоем инертного материала, над которыми расположена камера сгорания с соплами вторичного воздуха и форсункой ввода водоугольного топлива, соединенной с насосом-дозатором, а под воздухораспределительную решетку предтопка введены растопочная форсунка, воздуховод и газоход рециркуляции дымовых газов, верхняя же часть камеры сгорания предтопка соединена газоходом с нижней частью топки пылеугольного котла для передачи в него продуктов горения из камеры сгорания предтопка.
Газоход от предтопка присоединен к топке пылеугольного котла под нижним ярусом пылеугольных горелок.
Полезная модель поясняется рисунком, на котором представлена схема растопки пылеугольного котла посредством водоугольного топлива (ВУТ).
Схема состоит из пылеугольного котла 1, содержащего топку 2, пылеугольные горелки 3 с воздушными соплами 4. Пылеугольный котел 1 оборудован предтопком 5 для сжигания ВУТ. Он представляет известное устройство для сжигания ВУТ (например патент RU №2415338 С2, МПК F23C 10/02, 2008 г.). В нижней части предтоцка 5 для сжигания ВУТ, установлены воздухораспределительная решетка 6 с кипящим слоем 7 инертного материала (песок), над которыми расположена камера 8 сгорания с соплами 9 вторичного воздуха и форсункой 10 ввода водоугольного материала соединенной с насосом-дозатором 11. Под воздухораспределительную решетку 6 предтопка 5 введены растопочная форсунка 12, воздуховод 13 и газоход 14 рециркуляции дымовых газов. Верхняя часть камеры сгорания 8 предтопка 5 соединена газоходом 15 с нижней частью топки 2 пылеугольного котла 1 для передачи в него продуктов горения из камеры 8 сгорания предтопка 5, причем газоход 15 от предтопка 5 присоединен к нижней части топки 2 пылеугольного котла 1 под нижним ярусом пылеугольных горелок 3.
Схема растопки пылеугольного котла посредством ВУТ работает следующим образом.
При запуске предтопка 5 для сжигания ВУТ под воздухораспределительную решетку 6 по воздуховоду 13 подают первичный воздух, который аэрирует на ней слой 7 инертного материал (песок) и зажигается подаваемое через растопочную форсунку 12 высокореакционное топливо (газ или мазут). За счет тепла, выделяемого при горении высокореакционного растопочного топлива, происходит разогрев кипящего слоя 7 инертного материала и при достижении им температуры 750°C на этот слой через форсунку 10 насосом-дозатором 11 подают ВУТ. Сначала ВУТ подают в небольших количествах, а затем по мере роста температуры слоя количество ВУТ увеличивают с одновременным уменьшением подачи высокореакционного растопочного топлива. При достижении кипящего слоя 7 температуры 930-950°C подачу высокореакционного растопочного топлива полностью прекращают.
ВУТ подают на кипящий слой 7 нагретого инертного материала, который формируется на воздухораспределительной решетке 6. Под нее по воздуховоду 13 и газоходу 14 подают, соответственно, воздух и горячие дымовые газы рециркуляции. За счет их на воздухораспределительной решетке 6 происходит «ожижение» кипящего слоя 7 и поданного на него ВУТ, то есть их интенсивное перемешивание с первичным воздухом и горячими дымовыми газами рециркуляции. Под действием высокой температуры кипящего слоя 7 из ВУТ испаряется влага, выделяются летучие, а твердые горючие окисляются и сгорают. Температура кипящего слоя 7 регулируется соотношением подачи первичного воздуха и горячих дымовых газов рециркуляции.
Несгоревшие в кипящем слое 7 частицы твердого топлива догорают в объеме камеры 8 сгорания, куда через сопла 9 подают нагретый вторичный воздух. Из камеры сгорания 8 предтопка 5 раскаленные газы по газоходу 15 поступают в нижнюю часть топки 2 пылеугольного котла 1 под нижний ярус пылеугольных горелок 3. После разогрева раскаленными газами топки 2 пылеугольного котла 1 до температуры 900°C, в нее подают через пылеугольные горелки 3 с воздушными соплами 4 пылевоздушную смесь и вторичный воздух.
Подача раскаленных газов из камеры 8 сгорания предтопка 5 для сжигания ВУТ под нижний ярус пылеугольных горелок 3 пылеугольного котла 1, позволяет эффективно производить нагрев пылевоздушной смеси и дополнительно перемешивать ее с воздухом и продуктами горения ВУТ. Это определяет эффективное сгорание пылевоздушной смеси в топке 2 пылеугольного котла 1, и обеспечивает:
- возможность осуществления безмазутной растопки топки 2 пылеугольного котла 1 посредством сжигания ВУТ в кипящем слое 7 предтопка 5;
- расширение диапазона устойчивой работы топки 2 пылеугольного котла 1 за счет постоянной подсветки основного пылеугольного факела горячими газами предтопка 5 для сжигания ВУТ;
- улучшение экологических показателей работы пылеугольного котла 1 за счет снижения объемов образования токсичных отходов азота при сжигании ВУТ в низкотемпературной камере сгорания 8 предтопка 5 для сжигания ВУТ.
В случае кратковременного погасания факела в топке 2 пылеугольного котла 1 по какой-либо причине, например кратковременного прекращения подачи пылевоздушной смеси, последующее его зажигание произойдет за счет тепла от сгорания ВУТ в камере сгорания 8 предтопка 5 для сжигания ВУТ.
Настоящая схема позволяет повысить надежность работы пылеугольного котла и использовать для его растопки водоугольное топливо. Это уменьшает загрязнение окружающей среды окислами азота и позволяет значительно уменьшить количество высокореакционного топлива (газ или мазут) для растопки. Схема растопки пылеугольного котла посредством водоугольного топлива проста в эксплуатации и может найти применение на действующих и строящихся ТЭС.