RU2135891C1

RU2135891C1 - Furnace

Info

Publication number: RU2135891C1
Application number: RU97121253A
Authority: RU
Inventors: В.С. Сухарев; Д.А. Юрков; А.М. Архипов
Original assignee: Дзержинская ТЭЦ АО "Нижновэнерго"
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: heat-power engineering; burning fuel, first of all gas and mazut in steam boiler furnaces. SUBSTANCE: furnace formed by vertical walls and hearth is provided with air nozzles arranged in two tiers; number of air nozzles is twice as much as compared with burners arranged in one tier. Nozzles of lower tier are located not higher than burners on opposite wall and nozzles of upper tier and burners may be inclined downward in way of hearth. EFFECT: enhanced economical efficiency of furnace at required (standard) level of NO_x in combustion products. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топлива, прежде всего, газа и мазута, в топках паровых котлов. The invention relates to a power system and can be used to burn fuel, primarily gas and fuel oil, in the furnaces of steam boilers.

Известна топка, содержащая прямоугольную камеру сгорания, огражденную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные поярусно на двух противоположных стенах с наклоном вниз и тангенциально направленные к условной поверхности вертикального цилиндра, а также одно сопло, установленное на поду по оси камеры и предназначенное для ввода в камеру вторичного воздуха и газов рециркуляции /1/. Known a furnace containing a rectangular combustion chamber, enclosed by vertical walls and a hearth, burners mounted in tiers on two opposite walls with a downward inclination and tangentially directed to the conditional surface of a vertical cylinder, as well as one nozzle mounted on a hearth along the axis of the chamber and intended to enter chamber of secondary air and recirculation gases / 1 /.

Такая топка, во-первых, может применяться только на котлах малой мощности, во-вторых, в ней возможен "прострел" топливовоздушных струй на противоположные стены и наброс факела на смежные стены, что снижает надежность настенных экранов и, в-третьих, газы рециркуляции либо вторичный воздух заполняют топочный объем недостаточно равномерно, что снижает эффект подавления оксидов азота. Such a furnace, firstly, can only be used on low-power boilers, and secondly, it is possible to “shoot” fuel air jets on opposite walls and flare the torch onto adjacent walls, which reduces the reliability of wall screens and, thirdly, recirculation gases or secondary air does not fill the furnace volume evenly enough, which reduces the effect of suppressing nitrogen oxides.

Наиболее близкой к заявляемой является топка, содержащая прямоугольную камеру сгорания, ограниченную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные на каждой из двух противоположных стен в одном ярусе со смещением относительно друг друга в вертикальных плоскостях, параллельных стенам без горелок, и воздушные сопла, размещенные на стенах с горелками в одних вертикальных плоскостях с горелками противоположных стен /2/. Closest to the claimed one is a furnace containing a rectangular combustion chamber bounded by vertical walls and a hearth, burners mounted on each of two opposite walls in the same tier offset from each other in vertical planes parallel to walls without burners, and air nozzles placed on walls with burners in the same vertical planes with burners of opposite walls / 2 /.

К недостаткам данной топки следует отнести то, что при размещении сопл вторичного воздуха выше горелок (с учетом высокой его доли - не менее 0,4 от полного расхода) возрастает тепловосприятие пароперегревателя и ухудшается экономичность работы топки из-за затяжки дожигания и увеличения избытка воздуха на выходе из топки и, как следствие, не обеспечивается глубокое подавление NO_x в продуктах сгорания.The disadvantages of this furnace include the fact that when placing secondary air nozzles above the burners (taking into account its high proportion - not less than 0.4 of the total flow rate), the heat perception of the superheater increases and the efficiency of the furnace deteriorates due to delayed afterburning and an increase in excess air by exit from the furnace and, as a result, deep suppression of NO _x in the combustion products is not provided.

Технический результат, получаемый от использования данного изобретения, заключается в повышении экономичности работы топки с достижением требуемого (нормативного) уровня содержания NO_x в продуктах сгорания.The technical result obtained from the use of this invention is to increase the efficiency of the furnace with the achievement of the required (normative) level of NO _x content in the combustion products.

Этот результат достигается тем, что в топке, содержащей прямоугольную камеру сгорания, ограниченную вертикальными стенами и подом, горелки, установленные на каждой из двух противоположных стен в одном ярусе со смещением относительно друг друга в вертикальных плоскостях, параллельных стенам без горелок, и воздушные сопла, размещенные на стенах с горелками в одних вертикальных плоскостях с горелками противоположных стен, воздушные сопла, установлены на каждой стене в двух ярусах в количестве, вдвое превышающем количество горелок, причем сопла нижнего яруса на каждой стене размещены не выше горелок на противоположной стене. This result is achieved in that in a furnace containing a rectangular combustion chamber bounded by vertical walls and a hearth, burners mounted on each of two opposite walls in the same tier with offset relative to each other in vertical planes parallel to walls without burners, and air nozzles, air nozzles placed on walls with burners in the same vertical planes as burners of opposite walls are installed on each wall in two tiers in an amount twice the number of burners, moreover cost sharing of the lower tier are arranged on each wall is not above the burners on the opposite wall.

Кроме того, горелки противоположных стен могут быть установлены на одном уровне с наклоном вниз, воздушные сопла нижнего яруса установлены ниже горелок, с пересечением их осей в пределах камеры сгорания, а воздушные сопла верхнего яруса установлены выше горелок с наклоном вниз в направлении пода. In addition, the burners of the opposite walls can be installed at the same level with a downward inclination, the air nozzles of the lower tier are installed below the burners, with the intersection of their axes within the combustion chamber, and the air nozzles of the upper tier are installed above the burners with a downward inclination in the direction of the hearth.

На фиг. 1 изображена предлагаемая топка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - топка с горелками, размещенными на одном уровне; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 3. In FIG. 1 shows the proposed firebox, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - firebox with burners placed on the same level; in FIG. 4 is a section BB of FIG. 3.

Топка содержит прямоугольную камеру сгорания 1, ограниченную вертикальными стенами 2, 3, 4, 5 и подом 6, на котором может быть размещен узел ввода газов рециркуляции. На стенах 2 и 3 установлены горелки 7-10 и 11-14, на каждой в одном ярусе в смещенных относительно друг друга вертикальных плоскостях, параллельных стенам 4 и 5 без горелок. На этих же стенах 2 и 3 установлены воздушные сопла 15-18 и 19-22 и воздушные сопла 23-26 и 27-30. The furnace contains a rectangular combustion chamber 1, bounded by vertical walls 2, 3, 4, 5 and hearth 6, which can be placed node input gas recirculation. Burners 7-10 and 11-14 are installed on walls 2 and 3, on each in one tier in vertical planes displaced relative to each other, parallel to walls 4 and 5 without burners. Air nozzles 15-18 and 19-22 and air nozzles 23-26 and 27-30 are installed on the same walls 2 and 3.

Узел ввода газов рециркуляции может быть выполнен в виде щелевых сопл 31-34, размещенных рассредоточенно в центральной части пода 6. The input gas recirculation can be made in the form of slotted nozzles 31-34, distributed dispersed in the Central part of the hearth 6.

Количество воздушных сопл 15-18 и сопл 23-26 на стене 2, а также воздушных сопл 19-22 и 27-30 на стене 3 соответственно вдвое превышает количество горелок на каждой из этих стен, причем сопла 15-18 и сопла 19-22 нижнего яруса каждой из стен 2, 3 размещены соответственно не выше горелок 11-14 и горелок 7-10 противоположных стен. The number of air nozzles 15-18 and nozzles 23-26 on the wall 2, as well as air nozzles 19-22 and 27-30 on the wall 3, respectively, double the number of burners on each of these walls, with nozzles 15-18 and nozzles 19-22 the lower tier of each of the walls 2, 3 are placed, respectively, not higher than the burners 11-14 and the burners 7-10 of the opposite walls.

В варианте исполнения (см. фиг. 3) горелки 7-10 и 11-14 противоположных стен 2 и 3 установлены на одном уровне с наклоном вниз, воздушные сопла 15-18 и 19-22 нижнего яруса установлены ниже этих горелок, причем оси сопл 15-18 и сопл 19-22 пересекают соответственно оси горелок 11-14 и 7-10 в пределах камеры сгорания, а воздушные сопла 23-26 и 27-30 верхнего яруса установлены выше горелок 7-10 и 11-14 с наклоном вниз в направлении пода 6. In the embodiment (see Fig. 3), the burners 7-10 and 11-14 of the opposite walls 2 and 3 are installed at the same level with a downward inclination, air nozzles 15-18 and 19-22 of the lower tier are installed below these burners, and the axis of the nozzles 15-18 and nozzles 19-22 intersect, respectively, the axis of the burners 11-14 and 7-10 within the combustion chamber, and air nozzles 23-26 and 27-30 of the upper tier are installed above the burners 7-10 and 11-14 with a downward slope in hearth direction 6.

Топка работает следующим образом. В горелки 11-14 и 15-18 подается газ или мазут с первичным воздухом в количестве 50-60% от полного его расхода. The furnace works as follows. Burners 11-14 and 15-18 are supplied with gas or fuel oil with primary air in the amount of 50-60% of its total consumption.

При подходе факела к противоположной стене (2 или 3) 20-25% воздуха подмешивается к нему за счет подачи из сопл 15-18 и 19-22. Таким образом, в нижней части камеры сгорания 1 топки сгорает до 70-75% топлива. When the torch approaches the opposite wall (2 or 3), 20-25% of the air is mixed with it due to the supply from nozzles 15-18 and 19-22. Thus, up to 70-75% of the fuel burns in the lower part of the combustion chamber 1 of the furnace.

Догорающий факел взаимодействует с воздухом, поступающим в камеру сгорания 1 из сопл 23-26 и 27-30. The dying torch interacts with the air entering the combustion chamber 1 from nozzles 23-26 and 27-30.

В результате обеспечения избытка воздуха в горелках порядка 0,5-0,6 происходит глубокое подавление NO_x, а температура газов на выходе из камеры сгорания 1 существенно меньше, чем в топке-прототипе, за счет выгорания до 75% топлива в нижней части камеры сгорания 1.As a result of providing excess air in the burners of the order of 0.5-0.6, there is a deep suppression of NO _x , and the temperature of the gases at the outlet of the combustion chamber 1 is significantly lower than in the prototype furnace, due to burning up to 75% of the fuel in the lower part of the chamber combustion 1.

При сжигании мазута в камеру сгорания 1 могут быть поданы газы рециркуляции через подовые сопла 31-34. When burning fuel oil in the combustion chamber 1 can be fed recirculation gases through the hearth nozzles 31-34.

В этом случае снижается температура дымовых газов на выходе из топки, кроме того, снижается образование NO_x.In this case, the temperature of the flue gases at the outlet of the furnace is reduced, in addition, the formation of NO _x is reduced.

Список использованной литературы
1. SU, авторское свидетельство 1651023, кл. F 23 C 5/08, 1991.List of references
1. SU, copyright certificate 1651023, cl. F 23 C 5/08, 1991.

2. RU, патент 2050506 C1, кл. F 23 C 5/08, 1995. 2. RU, patent 2050506 C1, cl. F 23 C 5/08, 1995.

Claims

1. A furnace containing a rectangular combustion chamber bounded by vertical walls and a hearth, burners mounted on each of two opposite walls in the same tier offset from each other in vertical planes parallel to walls without burners, and air nozzles placed on the walls with burners in the same vertical planes with burners of opposite walls, characterized in that the air nozzles are installed on each wall in two tiers in an amount twice the number of burners, and the lower nozzle the channels on each wall are placed no higher than the burners on the opposite wall.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the burners of the opposite walls are installed at the same level with a downward inclination, the air nozzles of the lower tier are installed below the burners with the intersection of their axes within the combustion chamber, and the air nozzles of the upper tier are installed above the burners with a downward inclination in the direction of the hearth.