PL181530B1 - Sposób i urządzenie do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych różnych typów - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do ograniczania emisjii tlenków azotu w kotłach energetycznych, różnych typów.

Do kotłów energetycznych z narożnikowym układem palników pyłowych, które tworzą w komorze paleniskowej wir produktów spalania o osi pionowej w obrębie palników, powietrze dodatkowe jest wdmuchiwane do istniejącego wiru współbieżnie lub przeciwbieżnie z dysz powietrza zabudowanych w narożach lub w ścianach komory paleniskowej, przy czym do każdej dyszy powietrze jest doprowadzane odrębnym kanałem powietrza.

Do kotłów energetycznych z frontowym układem palników pyłowych, gdzie w obrębie palników nie tworzy się wir produktów spalania, powietrza dodatkowe jest wdmuchiwane z dysz powietrza zabudowanych na ścianach przedniej lub tylnej lub przedniej i tylnej, przy czym do każdej dyszy powietrze jest również doprowadzane odrębnym kanałem powietrza.

Z opisu zgłoszenia wynalazku nr P-300573 opublikowanego w BUP 7195 znany jest sposób spalania paliwa oraz palenisko kotłów energetycznych w szczególności na pył węglowy, gdzie w górnej części komory paleniska nad palnikami narożnymi wprowadzane jest powietrze

181 530 wtórne dodatkowe ze ścian bocznych komory z dwóch różnych poziomów pojedynczymi strugami. Dysze powietrza wtórnego dodatkowego są uchylne w pionie i umieszczone w jednym pionie oraz zawierają wbudowane kierownice i klapy regulacyjne. Do każdej dyszy powietrze jest doprowadzane odrębnym kanałem powietrza.

Sposób ograniczenia emisji azotu w kotłach energetycznych różnych typów, z wprowadzeniem do komory paleniskowej nad strugami mieszanki paliwowo-powietrznej ze ścian komory paleniskowej powietrza dodatkowego według wynalazku, charakteryzuje się tym, że gorące powietrze dodatkowe doprowadza się wspólnym kanałem do co najmniej dwóch dysz, a następnie, wprowadza się ze ścian komory paleniskowej dyszami w poziomych kolektorach powietrza, z tej samej lub różnej wysokości kotła, co najmniej dwoma w niewielkiej od siebie odległości strugami o zmiennym natężeniu, rozchylonymi w poziomie i odchylanymi w pionie, ukierunkowanymi względem siebie jednakowo lub różnie w pionie, w ilości 20-40% doprowadzanego powietrza do kotła energetycznego.

Strugi gorącego powietrza dodatkowego w kotłach energetycznych z frontowym układem palników wprowadza się z czterech ścian komory paleniskowej i tworzy się co najmniej dwa współśrodkowe koła wiru produktów spalania.

Urządzenie do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych różnych typów z narożnikowym lub frontowym układem palników, z dyszami górnego powietrza dodatkowego nad palnikami na ścianach komory paleniskowej, z co najmniej jednym zabudowanym kolektorem powietrza według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera na ścianach komory paleniskowej zabudowany co najmniej jeden poziomy kolektor gorącego powietrza integralnie powiązany z opancerzeniem i izolacją kotła z zabudowanym wewnątrz układem dysz powietrza dodatkowego w ilości od 2 do „n” z uchylnymi w pionie kierownicami, z regulacją przekroju wylotowego dysz za pomocą klap i zawierających na wypływie element rozchylający w kształcie klina. Klapy sterowane są ze wspólnego drążka napędzanego wspólnym siłownikiem, Dysze powietrza dodatkowego posiadają regulację przekroju wylotowego w zakresie od 10%o do 100%o. Klapy sterowane są równocześnie ze wspólnego drążka obrotowo za pomocą przegubowych cięgien.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia zastosowanie go do każdego typu kotła.

W kotłach z narożnikowym układem palników, poziome kolektory powietrza można zabudować na bocznych lub przednich i tylnych ścianach komory paleniskowej, między bandażami.

W kotłach z szczelnymi ekranami w postaci opłetwowanych rur, kolektor powietrza stanowi zewnętrzne opancerzenie kotła.

Dla kotłów z opancerzeniem wewnętrznym i zewnętrznym kolektor powietrza jest utworzony przez odpowiednie ukształtowanie opancerzenia zewnętrznego, przyłączonego do opancerzenia wewnętrznego.

Dla kotłów z frontowym układem palników, poziomy kolektor powietrza zabudowuje się na tylnej lub przedniej ścianie komory paleniskowej lub tylnej i przedniej lub na czterech ścianach komory paleniskowej.

Do dysz zabudowanych w poszczególnych poziomych kolektorach powietrza powietrze dodatkowe jest doprowadzane wspólnie jednym kanałem którym jest poziomy kolektor powietrza. Poziome kolektory powietrza są zasilane gorącym powietrzem z głównych kanałów gorącego powietrza. Każda dysza zabudowana w kolektorze powietrza umożliwia wprowadzenie strug powietrza poziomo lub odchylenie ich w górę lub w dół oraz dodatkowo rozchyla te strugi na dwie w poziomie. Stopień otwarcia dysz za pomocą klap w zakresie od 10% do 100% oraz dowolna ilość od 2 do n dysz powietrza dodatkowego zabudowywanych w poszczególnych poziomych kolektorach powietrza integralnie powiązanych z opancerzeniem i izolacją kotła na dowolnej ścianie komory paleniskowej, pozwalają na regulację i ustalanie wprowadzanej ilości powietrza gorącego w szerokim zakresie 20-40% doprowadzanego zorganizowanego powietrza do kotła energetycznego w przestrzeni strefy dopalania.

181 530

Z poziomych kolektorów można dysze powietrza ukierunkować do przekroju komory paleniskowej określonego typu kotła tak, że będzie wspomagany wir produktów spalania w komorze, bądź strumienie będą wprowadzane przeciwbieżne lub równolegle w górnej części komory paleniskowej, doprowadzając do zaniku wiru.

Wprowadzając w kotłach z frontowymi palnikami powietrze dodatkowe z czterech ścian komory paleniskowej na tym samym poziomie, można wywołać utworzenie się współśrodkowych kół wiru produktów spalania w strefie dopalania. Ilość współśrodkowych kół wiru produktów spalania zależy od ilości dysz zabudowanych w poziomych kolektorach powietrza. Przy większej ilości dysz występuje większe zawirowanie i lepsze wymieszanie produktów spalania.

Według wynalazku układ poziomych kolektorów powietrza integralnie powiązanych z opancerzeniem i izolacją kotła wraz z układem zabudowanych w nich dysz powietrza dodatkowego dopalającego, pozwalają na zabudowę większej ilości dysz powietrza dodatkowego dopalającego, a przy minimalnej ilości kanałów i kolektorów powietrza oraz przy niedużej ilości dysz zabudowanych w tych kolektorach rozmieszczonych na jednym lub kilku poziomach kotła na dokładne wymieszanie produktów spalania w całym przekroju komory paleniskowej. Budowa dysz powietrza dodatkowego górnego pozwala na odchylanie strumieni z niektórych dysz w górę, a z niektórych dysz w dół, co powoduje wprowadzanie gorącego powietrza do większej przestrzeni komory paleniskowej i rozciągnięcie obszaru dopalania paliwa. Sposób dopalania paliwa według wynalazku w zwiększonej przestrzeni komory paleniskowej pozwala na uniknięcie powstawania w niej bardzo wysokich temperatur, co umożliwia uzyskiwanie ograniczonej ilości tlenków azotu, a także CO w szerokim zakresie zmian ilości gorącego powietrza do kotła. Taki sposób dopalania paliwa eliminuje również żużlowanie kotła.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy przez komorę paleniskową kotła energetycznego z zabudowanymi kolektorami powietrza integralnie powiązanymi z opancerzeniem i izolacją kotła z zabudowanymi w nich dyszami powietrza dodatkowego, fig. 2 - przekrój pionowy przez kolektor powietrza dodatkowego z zabudowanymi dyszami powietrza dodatkowego, fig. 3 - przekrój poprzeczny przez końcówkę dyszy powietrza dodatkowego, fig. 4 - przekrój pionowy przez końcówkę dyszy powietrza dodatkowego, fig. 5 - przekrój poprzeczny przez komorę paleniskową z palnikami narożnymi, na poziomie wprowadzenia strumieni powietrza dodatkowego ze ścian przeciwległych kotła energetycznego, ze schematycznym przedstawieniem głównego kierunku przepływu tych strumieni wspomagających wir produktów spalania, fig. 6 - przekrój poprzeczny przez komorę paleniskową z palnikami narożnymi, na poziomie wprowadzenia strumieni powietrza dodatkowego, ze schematycznym przedstawieniem głównego kierunku przepływu tych strumieni w sposób równoległy, fig. 7 - widok rozchylonego strumienia powietrza dodatkowego wychodzącego z pojedynczej dyszy powietrza dodatkowego zgodnie z fig. 3.

Jak przedstawiono na rysunku fig. 1, nad palnikami 1 umieszczonymi na ścianie 2 komory paleniskowej 3, zabudowane są na dwóch przeciwległych ścianach 2 na różnych poziomach kotła dwa poziome kolektory powietrza 4, integralnie powiązane z opancerzeniem i izolacją. 5 kotła. Kolektory powietrza 4 zasilane są gorącym powietrzem z głównych kanałów 6 gorącego powietrza kotła energetycznego.

Jak przedstawiono na fig. 2, wewnątrz każdego kolektora powietrza 4, będącego wspólnym kanałem doproadzającym powietrze dodatkowe do układu dysz 7, zabudowany jest układ dysz 7, gorącego poiewtrza dodatkowego, w ilości co najmniej dwóch, w zależności od potrzeb. Dysze 7 zawierają uchylne w pionie kierownice 8 oraz posiadają regulację przekroju wylotowego w zakresie od 10% do 100% za pomocą klap 9, sterowanych ze wspólnego drążka 10 napędzanego wspólnym siłownikiem 11. Klapy 9 sterowane są ze wspólnego drążka 10 obrotowo za pomocą przegubowych cięgien 12. Dysze 7 powietrza dodatkowego, zgodnie z fig. 3, i fig. 4, zawierającą na wypływie element rozchylający 13 w kształcie klina.

181 530

Gorące powietrze dodatkowe dopalające jest doprowadzane do kolektorów powietrza 4 z głównych kanałów 6 gorącego powietrza kotła energetycznego. Powietrze dodatkowe dopalające jest wprowadzane do komory paleniskowej 3 zgodnie z przykładem wykonania strugami 14 w niewielkiej od siebie odległości rozchylonymi w poziomie na dwie strugi zgodnie z fig. 7, poziomo do komory paleniskowej, ukierunkowanymi względem siebie jednakowo w pionie. Dyszami tymi do przestrzeni strefy dopalania wprowadzane jest powietrze dodatkowe dopalające w ilości 20 - 40% całego zorganizowanego powietrza do kotła energetycznego.

Z dysz 7 strugi 14 powietrza dodatkowego mogą być odchylane w pionie w górę, poziomo i w dół za pomocą kierownic 8. Kierownice 8 zabudowane umożliwiają odchylanie strug 14 powietrza dodatkowego z niektórych dysz 7 w górę, z niektórych poziomo, a z niektórych w dół, co pozwala na wdmuchiwanie powietrza do większej przestrzeni komory paleniskowej 3. Zgodnie z fig. 3 i fig. 4 kierownice 8 wprowadzają strugi 14 powietrza dodatkowego do komory paleniskowej 3 poziomo.

Rysunek fig. 7 przedstawia rozchyloną strugę 14 powietrza dodatkowego wychodząca z pojedynczej dyszy 7 zgodnie z fig. 3.

Zgodnie z fig. 5 do przekroju komory paleniskowej 3 z narożnymi palnikami 1 strugi 14 powietrza dodatkowego wprowadzane są współbieżnie ze strumieniami paliwa 15 i wspomagają wir 16 produktów spalania w strefie dopalania.

Zgodnie z fig. 6, do przekroju komory paleniskowej 3 z narożnymi palnikami 1 strugi 14 powietrza dodatkowego wprowadzane są równolegle do przestrzeni komory paleniskowej 3 w górnej jej części, doprowadzając do zaniku wiru 16 w strefie dopalania.

W kotłach energetycznych z frontowym układem palników 1 strugi 14 gorącego powietrza dodatkowego wprowadzane z czterech ścian 2 komory paleniskowej 3 tworzą co najmniej dwa współśrodkowe koła wiru 16 produktów spalania. Ilość współśrodkowych kół wiru 16 produktów spalania jest zależna od ilości zabudowanych dysz 7 powietrza dodatkowego w poziomych kolektorach powietrza 4.

181 530

Fig.2

181 530

Fig- 4

181 530 ?

Fig- 6

181 530

Fig. 7

181 530

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych różnych typów, z wprowadzeniem do komory paleniskowej nad strugami mieszanki paliwowo - powietrznej ze ścian komory paleniskowej powietrza dodatkowego, znamienny tym, że gorące powietrze dodatkowe doprowadza się wspólnym kanałem do co najmniej dwóch dysz (7) i wprowadza się ze ścian (2) komory paleniskowej (3) dyszami (7) w poziomych kolektorach powietrza (4), z tej samej lub różnej wysokości kotła, co najmniej dwoma w niewielkiej od siebie odległości strugami (14) o zmiennym natężeniu, rozchylanymi w poziomie i odchylanymi w pionie, ukierunkowanymi względem siebie jednakowo lub różnie w pionie, w ilości 20 - 40% doprowadzanego powietrza do kotła energetycznego.
2. 2. Sposób ograniczania emisji tlenków azotu według zastrz. 1, znamienny tym, że strugi (14) gorącego powietrza dodatkowego w kotłach energetycznych z frontowym układem palników (1), wprowadza się z poziomych kolektorów powietrza (4) z czterech ścian (2) komory paleniskowej (3) i tworzy się co najmniej dwa współśrodkowe koła wiru (16) produktów spalania.
3. 3. Urządzenie do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych różnych typów z narożnikowym lub frontowym układem palników, z dyszami górnego powietrza dodatkowego nad palnikami na ścianach komory paleniskowej, z co najmniej jednym zabudowanym kolektorem powietrza, znamienne tym, że zawiera na ścianach (2) komory paleniskowej (3) zabudowany co najmniej jeden poziomy kolektor gorącego powietrza (4) integralnie powiązany z opancerzeniem i izolacją (5) kotła z zabudowanym wewnątrz układem dysz (7) powietrza dodatkowego w ilości od 2 do „n” z uchylonymi w pionie kierownicami (8), z regulacją przekroju wylotowego dysz (7) za pomocą klap (9) sterowanych ze wspólnego drążka (10) napędzanego wspólnym siłownikiem (11) i zawierających na wpływie element rozchylający (13) w kształcie klina.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że dysze (7) powietrza dodatkowego posiadają regulację przekroju wylotowego w zakresie od 10% do 1θ0%.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że klapy (9) sterowane są równocześnie ze wspólnego drążka (10) obrotowo za pomocą przegubowych cięgien (12).