RU2230983C1 - Furnace unit - Google Patents

Furnace unit Download PDF

Info

Publication number
RU2230983C1
RU2230983C1 RU2002125124/06A RU2002125124A RU2230983C1 RU 2230983 C1 RU2230983 C1 RU 2230983C1 RU 2002125124/06 A RU2002125124/06 A RU 2002125124/06A RU 2002125124 A RU2002125124 A RU 2002125124A RU 2230983 C1 RU2230983 C1 RU 2230983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzles
combustion chamber
burners
blast
angle
Prior art date
Application number
RU2002125124/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002125124A (en
Inventor
П.Н. Федотов (RU)
П.Н. Федотов
Б.Н. Самченко (RU)
Б.Н. Самченко
С.А. Химченко (RU)
С.А. Химченко
А.В. Гавриленко (RU)
А.В. Гавриленко
Л.В. Юрьев (RU)
Л.В. Юрьев
Original Assignee
Открытое акционерное общество Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" filed Critical Открытое акционерное общество Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик"
Priority to RU2002125124/06A priority Critical patent/RU2230983C1/en
Publication of RU2002125124A publication Critical patent/RU2002125124A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230983C1 publication Critical patent/RU2230983C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat-power engineering; various thermal units.
SUBSTANCE: proposed furnace unit includes vertical combustion chamber, burners, under-grate blast nozzles mounted along two slopes of ash hopper, air ducts with adjusting valves for burners and for under-grate blast nozzles, two-jet top blast burners mounted on combustion chamber wall , air ducts with adjusting valves for top blast nozzles; under-grate blast nozzles are two-jet nozzles; angle between axes ranges from 10 to 30 deg. and bisector of this angle intersects slope of ash hopper at distance to upper plane of ash hopper equal to 0.5-0.8 of its height; extension of bisector intersects plane of opposite slope at angle of 20-40 deg.
EFFECT: enhanced efficiency due to extended adaptable capabilities to change of fuel characteristic and change of load of combustion chamber.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к топочным устройствам, и может использоваться в теплоагрегатах различного применения.The invention relates to a power system, in particular to furnace devices, and can be used in heat generators of various applications.

Известна топочная камера котельного агрегата по авт. свид. СССР №861847 (опубл. 07.09.81 г., МПК 3 F 23 С 7/02), содержащая холодную воронку с наклонными скатами и размещенный под последней шлаковый комод, в одной из стенок которого установлены воздушные сопла, наклоненные под углом, равным углу наклона противолежащего ската воронки, и дополнительные воздушные наклонные сопла, установленные на противолежащей стенке шлакового комода в шахматном порядке относительно основных воздушных сопел, причем угол наклона дополнительных сопел равен углу наклона противолежащего ската воронки.Known combustion chamber of a boiler unit by ed. testimonial. USSR No. 861847 (publ. 07.09.81, IPC 3 F 23 C 7/02) containing a cold funnel with sloping ramps and placed under the last slag chest, in one of the walls of which there are air nozzles inclined at an angle equal to the angle the inclination of the opposite slope of the funnel, and additional air inclined nozzles mounted on the opposite wall of the slag chest in a checkerboard pattern relative to the main air nozzles, and the angle of inclination of the additional nozzles is equal to the angle of inclination of the opposite slope of the funnel.

Недостатком описанной топочной камеры являются сравнительно высокие потери тепла с механическим недожогом вследствие провала частиц несгоревшего топлива из вихревой зоны в нижней части холодной воронки. Провал вызван тем, что вследствие большого расстояния воздушных сопел от горелок нижнего яруса процесс выгорания крупных частиц топлива замедляется и аэродинамическая завеса, создаваемая системой струй, вытекающих из сопел, не может предотвратить провала крупных несгоревших частиц.The disadvantage of the described combustion chamber is the relatively high heat loss with mechanical burning due to the failure of unburned fuel particles from the vortex zone in the lower part of the cold funnel. The failure is caused by the fact that due to the large distance of the air nozzles from the burners of the lower tier, the process of burning large particles of fuel slows down and the aerodynamic curtain created by the system of jets emerging from the nozzles cannot prevent the failure of large unburned particles.

Известно также топочное устройство, защищенное патентом Российской Федерации №2094699 (опубл. 27.10.97 г., МПК 6 F 23 С 7/02), содержащее вертикальную камеру сгорания, воздухопровод горячего воздуха, соединенный посредством горелок с камерой сгорания и воздухопроводом нижнего дутья с воздушными соплами, установленными встречно в шахматном порядке у устья холодной воронки вдоль протяженных скатов, при этом количество воздушных сопел на единицу длины протяженных скатов холодной воронки находится в пределах 0,4-0,8 шт./м, а доля воздуха на нижнее дутье от общего количества воздуха, поступающего на горение, составляет не менее 0,2.Also known is a combustion device protected by the patent of the Russian Federation No. 2094699 (publ. 10.27.97, IPC 6 F 23 C 7/02), containing a vertical combustion chamber, a hot air duct connected through burners to the combustion chamber and the lower blast duct with air nozzles installed counter-staggered at the mouth of the cold funnel along the extended ramps, while the number of air nozzles per unit length of the extended ramps of the cold funnel is in the range of 0.4-0.8 pcs / m, and the proportion of air to the lower blast from the total amount of air entering the combustion is at least 0.2.

В сравнении с ранее описанной топочной камерой конструкция такого топочного устройства позволяет повысить эффективность дожигания отсепарированных в холодную воронку частиц несгоревшего твердого топлива, снизить шлакование скатов холодной воронки.In comparison with the previously described combustion chamber, the design of such a furnace device allows to increase the efficiency of afterburning unburned solid fuel particles separated into a cold funnel, and to reduce the slag slope of the cold funnel.

Недостатком данного топочного устройства является неучет существования оптимального диапазона расстояний между горелками и соплами нижнего дутья. При слишком близком расположении сопел нижнего дутья относительно горелок нижнего яруса происходит захолаживание факела и увеличение потерь тепла с мехнедожогом. При удалении сопел нижнего дутья от горелок, превышающем оптимальное, также имеют место повышенные потери тепла с мехнедожогом.The disadvantage of this furnace device is the neglect of the existence of an optimal range of distances between the burners and nozzles of the lower blast. If the nozzles of the lower blast are too close relative to the burners of the lower tier, the torch cools down and the heat losses increase with a mechanical burn. When removing the lower blast nozzles from the burners that exceeds the optimum, there are also increased heat losses with a mechanical burn.

Наиболее близким к предлагаемому топочному устройству, совпадающим с ним по назначению и большинству существенных признаков, является топочное устройство, защищенное патентом Российской Федерации №2143639 (опубл. 27.12.99 г., МПК 6 F 23 C 7/02).Closest to the proposed furnace device, which matches its purpose and most of the essential features, is the furnace device protected by the patent of the Russian Federation No. 2143639 (publ. 12/27/99, IPC 6 F 23 C 7/02).

Это топочное устройство содержит вертикальную камеру сгорания, воздухопровод горячего дутья, соединенный посредством горелок с камерой сгорания, и сопла, расположенные вдоль одного или двух скатов холодной воронки камеры сгорания, соединенные посредством трубопровода нижнего дутья с трубопроводом горячего воздуха, или сушильного агента пылесистемы, или рециркуляции дымовых газов котельной установки, при этом отношение расстояния между горелками нижнего яруса и соплами нижнего дутья hгс к высоте топочной камеры hт находится в пределах hгс/hт=0,1-0,5.This combustion device comprises a vertical combustion chamber, a hot blast air duct connected through burners to a combustion chamber, and nozzles located along one or two slopes of a cold funnel of the combustion chamber, connected via a lower blast pipeline to a hot air pipeline, or a drying agent for a dust system, or recirculation flue gases of the boiler, the ratio of the distance between the burners of the lower tier and lower blast nozzles h gauss to the height h t of the combustion chamber is a limit x h n / h = 0.1-0.5 m.

В таком топочном устройстве за счет некоторой оптимизации расстояния между горелками нижнего яруса и соплами нижнего дутья потери тепла с мехнедожогом уменьшаются.In such a furnace device, due to some optimization of the distance between the lower tier burners and the lower blast nozzles, heat losses with a mechanical burn are reduced.

Недостатком данного топочного устройства являются невысокие адаптационные возможности к изменению характеристик топлива и нагрузки котельного агрегата. Например, при подаче в топку непроектного топлива с повышенной зольностью необходимо снизить температуру на выходе камеры сгорания, увеличив расход воздуха на соплах нижнего дутья и тем самым улучшив заполнение топки факелом. Однако, расход воздуха на нижнее дутье может быть увеличен только за счет снижения расхода воздуха на горелки, что может привести к отклонению их работы от оптимального режима и увеличению недожога топлива.The disadvantage of this furnace device is the low adaptive capacity to change the characteristics of the fuel and the load of the boiler unit. For example, when supplying non-project fuel with high ash content to the furnace, it is necessary to reduce the temperature at the exit of the combustion chamber, increasing the air flow rate at the lower blast nozzles and thereby improving the filling of the furnace with a torch. However, the air flow to the lower blast can be increased only by reducing the air flow to the burners, which can lead to deviation of their work from the optimal mode and increase the underburning of fuel.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности топочного устройства за счет расширения адаптационных возможностей к изменению характеристик топлива и к изменению тепловой нагрузки камеры сгорания.The present invention solves the problem of increasing the efficiency of the combustion device by expanding the adaptive capacity to change the characteristics of the fuel and to change the heat load of the combustion chamber.

Для достижения указанного технического результата топочное устройство, содержащее вертикальную камеру сгорания, горелки, установленные на одной из стен камеры сгорания, воздухопроводы к горелкам с регулирующими клапанами, сопла нижнего дутья, установленные по встречно-смещенной схеме вдоль двух наклонных скатов холодной воронки, воздухопроводы к соплам нижнего дутья с регулирующими клапанами, дополнительно содержит сопла верхнего дутья, установленные на стене камеры сгорания, противоположной той, на которой установлены горелки, воздухопроводы к соплам верхнего дутья с регулирующими клапанами, а сопла нижнего дутья выполнены двухканальными, оси каналов каждого двухканального сопла нижнего дутья расположены в одной вертикальной плоскости, при этом угол между осями α находится в пределах 10-30°, биссектриса этого угла пересекает скат холодной воронки на расстоянии от верхней плоскости холодной воронки, равном 0,5-0,8 высоты этой воронки, продолжение биссектрисы пересекает плоскость противоположного ската холодной воронки под углом γ=20-40°. Каждое двухканальное сопло может быть конструктивно выполнено в виде двух отдельных сопел, расположенных одно над другим. Обеспечивается отдельное регулирование подачи воздуха на верхние и нижние каналы сопел (верхние и нижние ряды сопел), расположенные на каждом из двух наклонных скатов холодной воронки.To achieve the technical result, a combustion device containing a vertical combustion chamber, burners installed on one of the walls of the combustion chamber, air ducts to the burners with control valves, lower blast nozzles installed in a counter-biased pattern along two inclined ramps of the cold funnel, air ducts to the nozzles of the lower blast with control valves, further comprises nozzles of the upper blast mounted on the wall of the combustion chamber opposite to the one on which the burners are mounted casing to the nozzles of the upper blast with control valves, and the nozzles of the lower blast are made of two channels, the channel axes of each two-channel nozzles of the lower blast are located in the same vertical plane, while the angle between the axes α is in the range of 10-30 °, the bisector of this angle intersects the slope of the cold funnel at a distance from the upper plane of the cold funnel equal to 0.5-0.8 of the height of this funnel, the continuation of the bisector intersects the plane of the opposite slope of the cold funnel at an angle γ = 20-40 °. Each two-channel nozzle can be structurally made in the form of two separate nozzles located one above the other. Separate regulation of the air supply to the upper and lower nozzle channels (upper and lower rows of nozzles) located on each of the two inclined slopes of the cold funnel is provided.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено схематично заявленное топочное устройство; на фиг.2 - расположение сопел нижнего дутья (показаны сопла только на одном из скатов холодной воронки).The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a schematically declared furnace device; figure 2 - the location of the nozzles of the lower blast (shown nozzle only on one of the slopes of the cold funnel).

Топочное устройство (фиг.1) содержит камеру сгорания 1, на одной из стен которой размещены горелки 2, а на противоположной - сопла 3 верхнего дутья. На наклонных скатах 4 и 5 холодной воронки установлены сопла 6 нижнего дутья по встречно-смещенной схеме, т.е. при шаге между соплами 6, равном Sc, сопла на скате 5 смещены относительно сопел на скате 4 на некоторую долю шага Sc, например на величину 1/2 Sc. Каждое из сопел 6 выполнено двухканальным, т.е. содержит верхний канал 6-1 и нижний канал 6-2, оси которых 7-1 и 7-2 расположены в одной вертикальной плоскости и пересекаются под углом α=10-30°. Каждое из сопел 6 также конструктивно может быть выполнено в виде двух отдельных сопел 6-1 и 6-2, расположенных одно над другим, оси которых 7-1 и 7-2 взаимно расположены так же, как и оси каналов двухканального сопла. Сопла располагаются на скатах холодной воронки таким образом, чтобы биссектриса 8 угла между осями 7-1 и 7-2 (фиг.2) пересекала плоскость ската холодной воронки (например, ската 4) на расстоянии от верхней плоскости 9 холодной воронки, равном (0,5-0,8)hвор, где hвор - высота холодной воронки, а продолжение биссектрисы 8-1 пересекало плоскость противоположного ската 5 под углом γ=20-40°. Сопла 3 верхнего дутья соединены с воздухопроводом 10 горячего воздуха через воздухопровод 11 верхнего дутья с регулирующим клапаном 12. Сопла нижнего дутья 6 соединены с воздухопроводом 10 горячего воздуха через воздухопровод 13 нижнего дутья с регулирующим клапаном 14. Верхние каналы (сопла) 6-1 сопел нижнего дутья соединены с воздухопроводом 13 через воздухопровод 15-1 верхних каналов (сопел) с регулирующим клапаном 16-1. Нижние каналы (сопла) 6-2 сопел нижнего дутья соединены с воздухопроводом 13 через воздухопровод 15-2 нижних каналов (сопел) с регулирующим клапаном 16-2. Горелки 2 соединены с воздухопроводом 10 горячего воздуха через воздухопровод 17 с регулирующим клапаном 18.The combustion device (Fig. 1) contains a combustion chamber 1, on one of the walls of which burners 2 are placed, and on the opposite - nozzles 3 of the upper blast. On inclined slopes 4 and 5 of the cold funnel, nozzles 6 of the lower blast are installed in an anti-biased pattern, i.e. at a step between the nozzles 6, equal to S c, the nozzle 5 on the slope offset relative to the nozzles on the ramp 4 in a proportion step S c, for example by an amount 1/2 S c. Each of the nozzles 6 is made two-channel, i.e. contains the upper channel 6-1 and the lower channel 6-2, the axes of which 7-1 and 7-2 are located in the same vertical plane and intersect at an angle α = 10-30 °. Each of the nozzles 6 can also be structurally made in the form of two separate nozzles 6-1 and 6-2, located one above the other, the axes of which 7-1 and 7-2 are mutually located in the same way as the axis of the channels of the two-channel nozzle. The nozzles are located on the slopes of the cold funnel so that the angle bisector 8 between the axes 7-1 and 7-2 (Fig. 2) intersects the plane of the slope of the cold funnel (for example, slope 4) at a distance from the upper plane 9 of the cold funnel equal to (0 , 5-0.8) h thief , where h thief is the height of the cold funnel, and the continuation of the bisector 8-1 crossed the plane of the opposite slope 5 at an angle γ = 20-40 °. The upper blast nozzles 3 are connected to the hot air duct 10 through the upper blast air duct 11 with a control valve 12. The lower blast nozzles 3 are connected to the hot air duct 10 through the lower blast air duct 13 with a control valve 14. Upper channels (nozzles) 6-1 of the lower nozzle the blast is connected to the air duct 13 through the air duct 15-1 of the upper channels (nozzles) with a control valve 16-1. The lower channels (nozzles) 6-2 of the lower blast nozzles are connected to the air duct 13 through the air duct 15-2 of the lower channels (nozzles) with a control valve 16-2. The burners 2 are connected to the hot air duct 10 through the air duct 17 with a control valve 18.

Подача топлива в горелки 2 осуществляется по каналам 19 подачи топлива в горелки.The fuel supply to the burner 2 is carried out through the channels 19 of the fuel supply to the burner.

Работа топочного устройства (фиг.1) осуществляется следующим образом. В камеру сгорания 1 по каналам 19 горелок 2 подаются твердое топливо в пылевидном состоянии и часть предварительно смешанного с ним воздуха, необходимого для горения и обеспечивающего транспорт топлива в камеру сгорания (первичный воздух), другая часть (вторичный воздух) подается через воздухопровод 17.The operation of the furnace device (figure 1) is as follows. Solid fuel in the dust state and part of the air preliminarily mixed with it, necessary for combustion and providing fuel transport to the combustion chamber (primary air), and the other part (secondary air) are supplied through the air duct 17 to the combustion chamber 1 through the channels 19 of the burners 2.

Суммарный расход первичного и вторичного воздуха соответствует коэффициенту избытка воздуха в горелке αгор<1,0. Топливо воспламеняется на выходе из горелок и на начальном участке факел горит с недостаточным для полного сгорания количеством кислорода. Такой режим способствует пониженной генерации окислов азота.The total consumption of primary and secondary air corresponds to the coefficient of excess air in the burner α mountains <1,0. The fuel ignites at the exit of the burners and in the initial section the torch burns with insufficient oxygen for complete combustion. This mode contributes to reduced generation of nitrogen oxides.

Воздух, необходимый для дожигания топлива до приемлемой полноты выгорания (третичный воздух) подается в камеру сгорания 1 по воздухопроводам 13, 15-1 и 15-2 через сопла 6 и по воздухопроводу 11 и сопла 12. Распределение воздуха между горелками 2 и соплами 3, 6 осуществляется с помощью регулирующих клапанов 12, 14 и 18. С помощью этих клапанов в камере сгорания 1 устанавливается оптимальный режим в зависимости от характеристик сжигаемого топлива (теплотворная способность, реакционная способность, склонность к шлакованию, содержания азота и др.), а также тепловой нагрузки камеры сгорания 1. Дополнительно степень заполнения факелом холодной воронки регулируется с помощью регулирующих клапанов 16-1 и 16-2. Уменьшение подачи воздуха через верхние каналы (сопла) с помощью регулирующих клапанов 16-1 путем их прикрытия приводит к уменьшению заполнения факелом холодной воронки. Уменьшение подачи воздуха через нижние каналы (сопла) 6-2 путем прикрытия регулирующих клапанов 16-2 приводит к увеличению заполнения факелом холодной воронки.The air required to burn the fuel to an acceptable burnout (tertiary air) is supplied to the combustion chamber 1 through air ducts 13, 15-1 and 15-2 through nozzles 6 and through air duct 11 and nozzle 12. Air distribution between burners 2 and nozzles 3, 6 is carried out using control valves 12, 14 and 18. Using these valves, the optimal mode is established in the combustion chamber 1 depending on the characteristics of the fuel burned (calorific value, reactivity, slagging tendency, nitrogen content, etc.), as well as pilaf load of the combustion chamber 1. Additionally, the degree of filling funnels cold torch is regulated by means of regulating valves 16-1 and 16-2. A decrease in the air supply through the upper channels (nozzles) by means of control valves 16-1 by covering them leads to a decrease in the filling of a cold funnel with a torch. Reducing the air supply through the lower channels (nozzles) 6-2 by covering the control valves 16-2 increases the filling of the cold funnel with the torch.

Задача улучшения адаптационных возможностей топочных устройств весьма актуальна, поскольку при эксплуатации котельных агрегатов нередко приходится сталкиваться с такими проблемами, как:The task of improving the adaptive capabilities of combustion devices is very urgent, because when operating boiler units, one often has to deal with such problems as:

- изменение характеристик поставляемого топлива, вследствие чего может возникнуть необходимость в перераспределении потоков воздуха между соплами верхнего и нижнего дутья или между горелками и соплами для поддержания оптимального отношения между величинами выбросов окислов азота и потерями тепла с недожогом топлива;- changes in the characteristics of the supplied fuel, as a result of which it may be necessary to redistribute the air flows between the nozzles of the upper and lower blast or between the burners and nozzles in order to maintain the optimal ratio between the values of nitrogen oxide emissions and heat loss with unburned fuel;

- падение температуры пара при уменьшении нагрузки котельного агрегата, которое требуется предотвратить, не увеличивая коэффициент избытка воздуха в камере горения или степени рециркуляции дымовых газов в камеру горения;- a drop in steam temperature with a decrease in the load of the boiler unit, which must be prevented without increasing the coefficient of excess air in the combustion chamber or the degree of recirculation of flue gases into the combustion chamber;

- уменьшение температуры воды на входе в котельный агрегат, при этом требуется сохранение паропроизводительности за счет увеличения тепловосприятия испарительных поверхностей в камере горения.- a decrease in the temperature of the water at the inlet to the boiler unit, while maintaining steam production by increasing the heat perception of the evaporating surfaces in the combustion chamber is required.

Повышение эффективности заявленного топочного устройства обеспечивается следующим. Взаимное расположение каналов 6-1 и 6-2 двухканальных сопел нижнего дутья 6 или сопел 6-1 и 6-2 так, что оси каждой пары пересекаются в одной вертикальной плоскости под углом α=10-30°, позволяет формировать плоские струи, создающие эффективную аэродинамическую завесу в поперечном сечении холодной воронки, что препятствует сепарации в шлаковый комод несгоревших угольных частиц.Improving the efficiency of the claimed furnace device is provided by the following. The mutual arrangement of the channels 6-1 and 6-2 of the two-channel nozzles of the lower blast 6 or nozzles 6-1 and 6-2 so that the axes of each pair intersect in the same vertical plane at an angle α = 10-30 °, which allows the formation of flat jets that create effective aerodynamic curtain in the cross section of the cold funnel, which prevents separation of unburned coal particles into the slag chest.

При угле α менее 10° ширина плоских струй не обеспечивает удовлетворительного заполнения сечения холодной воронки. При угле α более 30° для получения требуемой дальнобойности плоских струй потребуется увеличение расхода воздуха на нижнее дутье.When the angle α is less than 10 °, the width of the flat jets does not satisfactorily fill the cross section of the cold funnel. At an angle α of more than 30 °, to obtain the required range of flat jets, an increase in the air flow to the lower blast will be required.

Сопла нижнего дутья размещаются на наклонных скатах холодной воронки таким образом, что биссектриса 8 угла между осями каналов (сопел) пересекает плоскость ската холодной воронки на расстоянии от ее верхней плоскости, равном 0,5-0,8 высоты холодной воронки, а продолжение биссектрисы 8-1 пересекает плоскость противолежащего ската холодной воронки под углом γ=20-40°.The lower blast nozzles are placed on the inclined slopes of the cold funnel so that the angle bisector 8 between the axes of the channels (nozzles) intersects the plane of the cold funnel slope at a distance from its upper plane equal to 0.5-0.8 of the height of the cold funnel, and the continuation of the bisector 8 -1 crosses the plane of the opposite slope of the cold funnel at an angle γ = 20-40 °.

Возможность перераспределения воздуха между верхними и нижними каналами (соплами) 6-1 и 6-2 позволяет изменять ориентацию плоских струй. При одинаковых расходах воздуха через каналы (сопла) 6-1 и 6-2 плоская струя развивается в бисекторной плоскости, при увеличении расхода воздуха через верхние каналы (сопла) 6-1 по сравнению с расходом воздуха через нижние каналы (сопла) плоская струя отклоняется от бисекторной плоскости вниз, причем это отклонение тем больше, чем больше величины отношения расходов через верхние каналы (сопла) 6-1 к расходу через нижние каналы (сопла) 6-2. При увеличении отношения расходов воздуха через нижние каналы (сопла) 6-2 к расходу воздуха через верхние сопла 6-1 происходит отклонение плоской струи от бисекторной плоскости вверх. Изменение угла наклона плоских струй позволяет изменять степень заполнения холодной воронки факелом и тем самым управлять тепловосприятием поверхностей нагрева камеры сгорания 1. Указанные выше диапазоны двух конструктивных параметров - относительного расстояния от верхней плоскости холодной воронки до пересечения биссектрисы угла между осями каналов (сопел) с наклонным скатом холодной воронки и угла пересечения продолжения биссектрисы с противолежащим наклонным скатом холодной воронки - в совокупности определяют область, в которой изменение аэродинамики в нижней части камеры сгорания за счет изменения отношения расходов воздуха нижнего дутья на верхние и нижние каналы (сопла) эффективно влияет на тепловосприятие поверхностей нагрева камеры сгорания и не оказывает негативного влияния на экономичность сжигания топлива. Возможность перераспределения воздуха между соплами 3 верхнего дутья и соплами 6 нижнего дутья, а также между соплами 3, 6 и горелками 2 позволяет поддерживать режим горения с оптимальным отношением между величинами потерь тепла с недожогом топлива и выбросами оксидов азота и влиять на величину тепловосприятия поверхностей нагрева в камере сгорания 1 при изменении характеристик топлива и тепловой нагрузки камеры сгорания.The possibility of air redistribution between the upper and lower channels (nozzles) 6-1 and 6-2 allows you to change the orientation of the flat jets. At the same air flow rates through the channels (nozzles) 6-1 and 6-2, the flat jet develops in the bisector plane, with an increase in air flow through the upper channels (nozzles) 6-1 compared to the air flow through the lower channels (nozzles) 6, the plane jet deviates from the bisector plane down, and this deviation is the greater, the greater the ratio of the flow rate through the upper channels (nozzles) 6-1 to the flow rate through the lower channels (nozzles) 6-2. When the ratio of air flow through the lower channels (nozzles) 6-2 to the air flow through the upper nozzles 6-1 increases, the plane jet deviates from the bisector plane up. Changing the angle of inclination of the flat jets allows you to change the degree of filling of the cold funnel with a torch and thereby control the heat perception of the heating surfaces of the combustion chamber 1. The above ranges of two design parameters - the relative distance from the upper plane of the cold funnel to the intersection of the bisector of the angle between the axes of the channels (nozzles) with an inclined ramp of the cold funnel and the angle of intersection of the continuation of the bisector with the opposite inclined slope of the cold funnel - collectively determine the area in which changing the aerodynamics of the combustion chamber lower portion by changing the ratio of the lower blast air flows to the upper and lower channels (nozzles) to effectively affect the heat absorption of the combustion chamber heating surfaces and not adversely affect the efficiency of fuel combustion. The possibility of redistribution of air between the nozzles 3 of the upper blast and the nozzles 6 of the lower blast, as well as between the nozzles 3, 6 and the burners 2 allows you to maintain a combustion mode with an optimal ratio between the values of heat loss with unburned fuel and emissions of nitrogen oxides and affect the heat perception of heating surfaces in the combustion chamber 1 when changing the characteristics of the fuel and the thermal load of the combustion chamber.

Пример реализации возможностей заявленного топочного устройстваAn example of the implementation of the capabilities of the claimed furnace device

В топочном устройстве сжигается проектное топливо - бурый уголь с заданными техническими характеристиками. Коэффициент избытка воздуха в горелках равен αгор=0,85, а оптимальный режим по экономичности сжигания, отсутствию шлакования поверхностей нагрева в камере сгорания 1 и за ней, уровню выбросов окислов азота соответствует распределению третичного воздуха между соплами нижнего дутья 6 и соплами 3 верхнего дутья соответственно 0,65 и 0,35, что достигается соответствующей установкой регулирующих клапанов 12, 14 и 18. Клапаны 16-1 и 16-2 полностью открыты.Design fuel is burned in the combustion device - brown coal with the specified technical characteristics. The coefficient of excess air in the burners is equal to α mountains = 0.85, and the optimal mode for combustion efficiency, the absence of slagging of the heating surfaces in the combustion chamber 1 and beyond, the level of nitrogen oxide emissions corresponds to the distribution of tertiary air between the lower blast nozzles 6 and the upper blast nozzles 3 0.65 and 0.35 respectively, which is achieved by the corresponding installation of control valves 12, 14 and 18. Valves 16-1 and 16-2 are fully open.

При использовании бурого угля с более низкой температурой шлакования, чем проектное топливо, следует прикрыть регулирующие клапаны 16-2 и приоткрыть регулирующий клапан 14 для сохранения доли воздуха, идущего на нижнее дутье. В результате увеличится заполнение факелом холодной воронки и понизится температура на выходе из камеры сгорания. В случае, если главной проблемой при сжигании непроектного топлива будет шлакование ограждающих поверхностей камеры сгорания 1, следует увеличить расход третичного воздуха на сопла верхнего дутья 3, увеличив степень открытия регулирующих клапанов 12, и для сохранения вторичного воздуха, идущего на горелки 2, увеличить степень открытия регулирующих клапанов 10. Такое перераспределение воздуха между соплами нижнего и верхнего дутья будет препятствовать шлакованию стены камеры сгорания, на которой расположены сопла 3.When using brown coal with a lower slag temperature than the project fuel, the control valves 16-2 should be closed and the control valve 14 should be opened to maintain the proportion of air flowing to the lower blast. As a result, the filling of the cold funnel with the torch will increase and the temperature at the outlet of the combustion chamber will decrease. If the main problem when burning non-project fuel is slagging of the enclosing surfaces of combustion chamber 1, the tertiary air flow rate for the upper blast nozzles 3 should be increased, increasing the degree of opening of the control valves 12, and to save the secondary air going to the burners 2, increase the degree of opening control valves 10. Such a redistribution of air between the nozzles of the lower and upper blast will prevent slagging of the wall of the combustion chamber on which the nozzles 3 are located.

На фиг.1 и 2 цифрами обозначены:In figures 1 and 2, the numbers indicate:

1 - камера сгорания; 2 - горелки; 3 - сопла верхнего дутья; 4, 5 - скаты холодной воронки; 6 - двухканальные сопла нижнего дутья; 6-1 - верхний канал двухканального сопла нижнего дутья (верхнее сопло нижнего дутья); 6-2 - нижний канал двухканального сопла нижнего дутья (нижнее сопло нижнего дутья); 7-1 - ось верхнего канала (сопла) нижнего дутья; 7-2 - ось нижнего канала (сопла) нижнего дутья; 8 - биссектриса угла между осями верхнего и нижнего каналов (сопел) нижнего дутья; 8-1 - продолжение биссектрисы угла между осями верхнего и нижнего каналов (сопел) нижнего дутья; 9 - верхняя плоскость холодной воронки; 10 - воздухопровод горячего воздуха; 11 - воздухопровод верхнего дутья; 12 - регулирующий клапан воздухопровода верхнего дутья; 13 - воздухопровод нижнего дутья; 14 - регулирующий клапан воздухопровода нижнего дутья; 15-1 - воздухопровод верхних каналов (сопел) нижнего дутья; 15-2 - воздухопровод нижних каналов (сопел) нижнего дутья; 16-1 - регулирующий клапан воздухопровода верхних каналов (сопел) нижнего дутья; 16-2 - регулирующий клапан воздухопровода нижних каналов сопел нижнего дутья; 17 - воздухопровод к горелкам; 18 - регулирующий клапан воздухопровода к горелкам; 19 - канал подачи топлива в горелки.1 - combustion chamber; 2 - burners; 3 - nozzles of the upper blast; 4, 5 - slopes of a cold funnel; 6 - two-channel nozzles of the lower blast; 6-1 - the upper channel of the two-channel nozzle of the lower blast (upper nozzle of the lower blast); 6-2 - the lower channel of the two-channel nozzle of the lower blast (lower nozzle of the lower blast); 7-1 - axis of the upper channel (nozzle) of the lower blast; 7-2 - axis of the lower channel (nozzle) of the lower blast; 8 - bisector of the angle between the axes of the upper and lower channels (nozzles) of the lower blast; 8-1 - continuation of the bisector of the angle between the axes of the upper and lower channels (nozzles) of the lower blast; 9 - the upper plane of the cold funnel; 10 - hot air duct; 11 - air duct of the upper blast; 12 - control valve of the air duct of the upper blast; 13 - air duct of the lower blast; 14 - control valve of the air duct of the lower blast; 15-1 - air duct of the upper channels (nozzles) of the lower blast; 15-2 - air duct of the lower channels (nozzles) of the lower blast; 16-1 - control valve of the air duct of the upper channels (nozzles) of the lower blast; 16-2 - control valve of the air duct of the lower channels of the lower blast nozzles; 17 - air duct to the burners; 18 - control valve of the air duct to the burners; 19 - channel for supplying fuel to the burner.

Буквами обозначены:Letters denote:

α - угол между осями верхнего и нижнего каналов двухканальных сопел нижнего дутья (верхнего и нижнего сопел нижнего дутья); γ - угол пересечения продолжения биссектрисы угла α с наклонной плоскостью ската холодной воронки.α is the angle between the axes of the upper and lower channels of the two-channel nozzles of the lower blast (upper and lower nozzles of the lower blast); γ is the angle of intersection of the continuation of the bisector of angle α with the inclined plane of the ramp of the cold funnel.

Claims (2)

1. Топочное устройство, содержащее вертикальную камеру сгорания, горелки, установленные на одной из стен камеры сгорания, воздухопроводы к горелкам с регулирующими клапанами, сопла нижнего дутья, установленные по встречно-смещенной схеме вдоль двух наклонных скатов холодной воронки, воздухопроводы к соплам нижнего дутья с регулирующими клапанами, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит сопла верхнего дутья, установленные на стене камеры сгорания, противоположной той, на которой установлены горелки, воздухопроводы к соплам верхнего дутья с регулирующими клапанами, а сопла нижнего дутья выполнены двухканальными, оси каналов каждого двухканального сопла нижнего дутья расположены в одной вертикальной плоскости, при этом угол между осями каналов двухканального сопла нижнего дутья равен 10-30°, биссектриса этого угла пересекает скат холодной воронки на расстоянии от верхней плоскости холодной воронки, равном (0,5-0,8) hвор - (где hвор - высота холодной воронки), продолжение биссектрисы пересекает плоскость противоположного ската холодной воронки под углом 20-40°, и обеспечивает раздельное регулирование подачи воздуха на верхние и нижние каналы сопел.1. A combustion device containing a vertical combustion chamber, burners installed on one of the walls of the combustion chamber, air ducts to the burners with control valves, lower blast nozzles installed in a counter-offset pattern along two inclined ramps of the cold funnel, air ducts to the lower blast nozzles with control valves, characterized in that it further comprises nozzles of the upper blast mounted on the wall of the combustion chamber opposite to the one on which the burners are installed, air ducts to the nozzles it is blown with control valves, and the lower blast nozzles are made of two channels, the channel axes of each two-channel lower blast nozzles are located in the same vertical plane, while the angle between the channel axes of the two-channel lower blast nozzles is 10-30 °, the bisector of this angle intersects the slope of the cold funnel at distance from the upper plane of the cold funnel equal to (0.5-0.8) h thief - (where h thief is the height of the cold funnel), the continuation of the bisector intersects the plane of the opposite slope of the cold funnel at an angle of 20-40 °, and ensures separate regulation of the air supply to the upper and lower channels of the nozzles. 2. Топочное устройство по п.1, отличающееся тем, что каждое двухканальное сопло нижнего дутья выполнено в виде двух отдельных сопел, расположенных одно над другим.2. The combustion device according to claim 1, characterized in that each two-channel nozzle of the lower blast is made in the form of two separate nozzles located one above the other.
RU2002125124/06A 2002-09-19 2002-09-19 Furnace unit RU2230983C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002125124/06A RU2230983C1 (en) 2002-09-19 2002-09-19 Furnace unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002125124/06A RU2230983C1 (en) 2002-09-19 2002-09-19 Furnace unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002125124A RU2002125124A (en) 2004-04-10
RU2230983C1 true RU2230983C1 (en) 2004-06-20

Family

ID=32846116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002125124/06A RU2230983C1 (en) 2002-09-19 2002-09-19 Furnace unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230983C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648314C2 (en) * 2015-12-24 2018-03-23 Евгений Михайлович Пузырёв Boiler with chamber furnace
CN112393230A (en) * 2019-08-16 2021-02-23 付烜 Improve pulverized coal burnout rate and reduce NOxBoiler plant for generating quantities
CN112393231A (en) * 2019-08-16 2021-02-23 付烜 Improve pulverized coal burnout rate and reduce NOxBoiler system for generating quantities

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648314C2 (en) * 2015-12-24 2018-03-23 Евгений Михайлович Пузырёв Boiler with chamber furnace
CN112393230A (en) * 2019-08-16 2021-02-23 付烜 Improve pulverized coal burnout rate and reduce NOxBoiler plant for generating quantities
CN112393231A (en) * 2019-08-16 2021-02-23 付烜 Improve pulverized coal burnout rate and reduce NOxBoiler system for generating quantities

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4501204A (en) Overfire air admission with varying momentum air streams
CA2454186C (en) Solid fuel boiler and method of operating combustion apparatus
US9752773B2 (en) Apparatus and method of controlling the thermal performance of an oxygen-fired boiler
CN103134049B (en) A kind of multiple dimensioned coal dust decoupling combustion device of the polygonal circle of contact and decoupling burning method thereof
CN101532678B (en) Brown gas (oxyhydrogen gas) ignition system of coal burning boiler of power plant
BG64878B1 (en) Solid fuel burner and method for the adjustment of burning effected by the solid fuel burner
US4715301A (en) Low excess air tangential firing system
EP0981017B1 (en) Boiler
PL193565B1 (en) Method of operating a tangential firing system
JPH0268403A (en) Solid fuel burner
CN202350012U (en) Multi-angular tangential circle multi-scale coal dust decoupling combustion device
JPS6323442B2 (en)
CN202082915U (en) W-shape flame boiler with grading secondary air layout structure
KR20070105380A (en) Combustion method and system
CN105927969A (en) Combustion system for reducing nitric oxides of front and back wall opposite-combustion boiler
CN1163370A (en) High temperature high pressure electric power station boiler fully burning blast-furnace gas
RU2230983C1 (en) Furnace unit
CN100427824C (en) Adjacent angle displacement direct burner system
RU29981U1 (en) Furnace device
CA1204999A (en) Low nox multifuel burner
HUT65491A (en) An advanced overfire air system for nox control and method for controlling nox in fossil fuel furnaces
CN214745703U (en) Arrangement structure of novel SOFA burner of tower boiler
CN217635590U (en) Circle-cutting combustion system with double combustion areas
CN212618251U (en) Controllable quantity material returning device of low-emission circulating fluidized bed boiler
CN112833387B (en) Boiler system for adjusting temperature of flue gas in hearth

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140920

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170920