RU2310125C1

RU2310125C1 - Furnace

Info

Publication number: RU2310125C1
Application number: RU2006100943/06A
Authority: RU
Inventors: Виталий Алексеевич Дубровский (RU); Виталий Алексеевич Дубровский; Марина Витальевна Зубова (RU); Марина Витальевна Зубова; Геннадий Михайлович Анохин (RU); Геннадий Михайлович Анохин; Михаил Петрович Федченко (RU); Михаил Петрович Федченко; Жорж Леонидович Евтихов (RU); Жорж Леонидович Евтихов; В чеслав Александрович Глинчиков (RU); Вячеслав Александрович Глинчиков; Виктор Федорович Глухов (RU); Виктор Федорович Глухов; Юрий Иванович Котов (RU); Юрий Иванович Котов; Сергей Владимирович Демин (RU); Сергей Владимирович Демин; Александр Анатольевич Степанов (RU); Александр Анатольевич Степанов
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-11-10
Also published as: RU2006100943A

Abstract

FIELD: power engineering, possible use at heating plants for kindling boilers.

SUBSTANCE: furnace contains central and peripheral combustion chambers, divided by a screen and connected by drain window, burner device, output section of which is inserted into peripheral combustion chamber and surrounded by circulation pipe, in front of inlet end of which nozzles for feeding injecting agent are positioned, and on exit end, burner orifice is mounted, where circulation pipe is positioned inside the burner orifice with creation of circular gap between them, sources of dust and air, where circulation pipe is made of two parts: moving part, with possible axial movements, and immobile part. Aforementioned kindling burner is a device of double purpose, and after kindling the boiler, it is transferred to standard main burner ode by changing position of moving part of circulation pipe, the burner works with air excess coefficient below calculated one, as a result of which amount of nitrogen oxides in the boiler occurs by 100 mg/M³ or by 10-15% of total amount thereof.

EFFECT: increased efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в топках котлов для растопки и снижения образования окислов азота.The invention relates to the field of power engineering and can be used in boiler furnaces for kindling and reducing the formation of nitrogen oxides.

Известна топка (патент РФ 2095683, МПК F23C 5/08, 10.11.97), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, источники пыли и воздуха.Known firebox (RF patent 2095683, IPC F23C 5/08, 10.11.97) containing a central and peripheral combustion chambers separated by a screen and communicating with a bypass window, a burner device, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber and is surrounded by a circulation pipe, in front of the inlet end of which is located the nozzle of the injection of the injecting agent, sources of dust and air.

Недостатком известной топки является высокая стоимость ее, так как все детали горелок являются экранированными и находятся внутри топки.A disadvantage of the known furnace is its high cost, since all parts of the burners are shielded and are inside the furnace.

Известна топка (патент РФ 2095684, МПК F23C 5/08, 10.11.97), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источника пыли и воздуха.Known firebox (RF patent 2095684, IPC F23C 5/08, 10.11.97) containing a central and peripheral combustion chambers separated by a screen and communicating with a bypass window, a burner device, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber and is surrounded by a circulation pipe, in front of the inlet end of which the nozzles for the injection of the injecting agent are placed, and the burner nozzle is installed at the outlet end, the circulation pipe being placed inside the burner nozzle with the formation of an annular gap between them, the dust source and zduha.

Недостатком известной топки является сложность конструкции и высокая стоимость ее, так как все детали горелочного устройства размещены внутри топки и являются экранированными.A disadvantage of the known furnace is the complexity of the design and its high cost, since all parts of the burner device are located inside the furnace and are shielded.

Известка топка (патент РФ 2248501, МПК F23C 5/08, 20.03.2005), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха.Lime firebox (RF patent 2248501, IPC F23C 5/08, 03/20/2005) containing a central and peripheral combustion chambers separated by a screen and communicating with a bypass window, a burner device, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber and is surrounded by a circulation pipe, in front of the inlet end of which the nozzles for injecting agent are placed, and a burner nozzle is installed at the outlet end, and the circulation pipe is placed inside the burner nozzle with the formation of an annular gap between them, dust sources and ozduha.

Недостатком известной топки является малое время работы растопочной горелки, что снижает эффективность работы котла, так как она служит только для растопки.A disadvantage of the known furnace is the short operating time of the kindling burner, which reduces the efficiency of the boiler, since it serves only for kindling.

Известна топка (патент РФ 2206824, МПК F23C 5/08, 6/04, 20.06.2003), содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха.Known firebox (RF patent 2206824, IPC F23C 5/08, 6/04, 06/20/2003) containing a central and peripheral combustion chambers separated by a screen and communicating by a bypass window, a burner device, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber and is surrounded a circulation pipe, in front of the inlet end of which nozzles for injecting agent are placed, and a burner nozzle is installed at the outlet end, the circulation pipe being placed inside the burner nozzle with the formation of an annular gap between them, dust sources and air.

Недостатком известной топки является неэффективное использование горелочного устройства, которое служит только для растопки котла, в остальное же время работы котла оно простаивает, что в целом снижает и эффективность работы самого котла за счет снижения экономических показателей.A disadvantage of the known furnace is the inefficient use of the burner device, which serves only to kindle the boiler, while the rest of the boiler’s operation time, it is idle, which generally reduces the efficiency of the boiler itself by reducing economic indicators.

Задача изобретения - повышение эффективности работы топки котла.The objective of the invention is to increase the efficiency of the boiler furnace.

Поставленная задача решается тем, что в топке, содержащей центральную и по меньшей мере одну периферийную камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания, с циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, и горелочным насадком, внутри горелочного насадка размещена циркуляционная труба с образованием кольцевого зазора между ними, источники пыли и воздуха, причем циркуляционная труба выполнена из двух частей, одна из которых является неподвижной, а другая имеет возможность осевого перемещения внутрь периферийной камеры сгорания.The problem is solved in that in a furnace containing a central and at least one peripheral combustion chamber, separated by a screen and communicating by a bypass window, a burner device, the outlet portion of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber, with a circulation pipe, in front of the inlet end of which there are nozzles the injection agent, and the burner nozzle, inside the burner nozzle there is a circulation pipe with the formation of an annular gap between them, dust and air sources, and Ion tube is made of two parts, one of which is fixed and the other is axially movable inside the combustion chamber periphery.

Выполнение циркуляционной трубы из двух частей, одна из которых является неподвижной, а другая имеет возможность осевого перемещения, позволяет использовать растопочную горелку не только для растопки котла, но и при его работе. Возможность осевого перемещения подвижной части циркуляционной трубы позволяет обеспечить непосредственную подачу пыли высокой концентрации прямо в центральную камеру сгорания, минуя периферийную камеру, которая предназначена только для растопки котла, является неохлаждаемой, и не предназначена для постоянной работы в ней горелочного устройства, что может привести к обгоранию горелочного устройства. Подача пыли высокой концентрации с недостатком воздуха снижает образование окислов азота на 100 мг/м³, или на 10-15% от суммарного их количества, что улучшает эффективность работы топки котла.The implementation of the circulation pipe in two parts, one of which is stationary and the other has the possibility of axial movement, allows the use of a kindling burner not only for kindling the boiler, but also during its operation. The possibility of axial movement of the moving part of the circulation pipe allows direct supply of high concentration dust directly to the central combustion chamber, bypassing the peripheral chamber, which is intended only for kindling the boiler, is uncooled, and is not intended for continuous operation of the burner device in it, which can lead to burning burner device. The supply of high concentration dust with a lack of air reduces the formation of nitrogen oxides by 100 mg / m ³ , or by 10-15% of their total amount, which improves the efficiency of the boiler furnace.

На чертеже схематично изображена заявляемая топка (продольный разрез).The drawing schematically depicts the inventive firebox (longitudinal section).

Топка содержит центральную 1 и периферийные 2 камеры сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания, с циркуляционной трубой 6. Перед входным торцом циркуляционной трубы 6 размещены сопла 7 и 8 подачи инжектирующего агента, а со стороны ее выходного торца установлен горелочный насадок 9 таким образом, что циркуляционная труба 6 размещена внутри горелочного насадка 9 с образованием кольцевого зазора 10 между ними. Также циркуляционная труба 6 образует кольцевой зазор 11 с соплами 7 и 8 подачи инжектирующего агента. Топка также содержит источники 12 пыли высокой концентрации и 13 горячего воздуха, подсоединенные соответственно к соплу 7 подачи инжектирующего агента и к горелочному насадку 9, а сопло 8 соединено с источником легковоспламеняющегося топлива (газ, мазут). Циркуляционная труба 6 выполнена из двух частей 14 и 15, раздвигающихся между собой, одна - 14 - из которых является неподвижной, а другая - 15 - имеет возможность осевого перемещения внутрь периферийной камеры 2 сгорания с помощью привода 16, размещенного вне горелочного устройства и сообщающегося с подвижной частью 15 циркуляционной трубы 6 через шток 17. В периферийной камере 2 сгорания могут быть предусмотрены также лаз 18, лючок 19 и «гляделка» 20 для установки и ремонта горелочного устройства 5, а также для контроля положения подвижной части 15 циркуляционной трубы 6 при переходе режима работы из растопочного на основной.The furnace contains a central 1 and peripheral 2 combustion chambers, separated by a screen 3 and communicating with a bypass window 4, a burner 5, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber, with a circulation pipe 6. In front of the inlet end of the circulation pipe 6 there are feeding nozzles 7 and 8 an injecting agent, and a burner nozzle 9 is installed on the side of its outlet end so that the circulation pipe 6 is placed inside the burner nozzle 9 to form an annular gap 10 between them. Also, the circulation pipe 6 forms an annular gap 11 with nozzles 7 and 8 of the injection agent. The furnace also contains sources of 12 high-concentration dust and 13 hot air, respectively connected to the nozzle 7 for supplying an injection agent and to the burner nozzle 9, and the nozzle 8 is connected to a source of flammable fuel (gas, fuel oil). The circulation pipe 6 is made of two parts 14 and 15, sliding apart, one - 14 - of which is stationary, and the other - 15 - has the possibility of axial movement inside the peripheral combustion chamber 2 by means of a drive 16 located outside the burner device and in communication with the movable part 15 of the circulation pipe 6 through the rod 17. In the peripheral combustion chamber 2 can also be provided a manhole 18, a flap 19 and a peeper 20 for installing and repairing the burner device 5, as well as for monitoring the position of the movable part 15 circ lation pipe 6 during the transition of the operating mode from the kindling to the main one.

Топка работает следующим образом.The furnace works as follows.

В сопло 8 подачи инжектирующей среды поступает легковоспламеняющееся топливо (газ, мазут), которое поджигается запальником (не обозначен), и прогревается все горелочное устройство 5 при одновременной подаче горячего воздуха из источника 13 горячего воздуха в растопочном режиме. После прогрева горелочного устройства 5 из источника 12 пыли высокой концентрации в растопочном режиме подается пыль с первичным воздухом в сопло 7 подачи инжектирующей среды, которая воспламеняется в факеле, выходящем из сопла 8, и факелом горелочного устройства 5 прогревается вся периферийная камера 2 сгорания. После стабилизации горения и выхода на рабочий режим сопло 8 отключается, и воспламенение поступающей пыли происходит за счет факела горящей пыли в циркуляционной трубе 6, а горение поддерживается за счет тепловой инерции горелочного устройства 5 и муфеля периферийной камеры 2 сгорания. После растопки котла горелочное устройство 5 переводится из растопочного режима в режим штатной горелки котла, для чего с помощью приводного устройства 16 через шток 17 подвижная часть 15 циркуляционной трубы 6 выдвигается внутрь периферийной камеры 2 сгорания. Этим обеспечивается возможность подачи горящей пыли высокой концентрации непосредственно в центральную камеру 1 сгорания с недостатком воздуха, что, как показали замеры, снижает образование окислов азота в топке на 100 мг/м³ или на 10-15% от общего их количества. Кроме того, увеличение длины циркуляционной трубы 6 за счет возможности осевого перемещения одной из ее частей, позволяет организовать дробную подачу воздуха малыми порциями, что и определяет упомянутое горение с недостатком воздуха, снижающее образование окислов азота.Flammable fuel (gas, fuel oil) enters the nozzle 8 for supplying an injecting medium, which is ignited by a pilot light (not indicated), and the entire burner device 5 is heated while the hot air is supplied from the hot air source 13 in the ignition mode. After warming the burner device 5 from the source 12 of high concentration dust in the ignition mode, dust with primary air is supplied to the nozzle 7 for supplying an injection medium, which ignites in the torch leaving the nozzle 8, and the torch of the burner device 5 warms up the entire peripheral combustion chamber 2. After stabilization of the combustion and exit to the operating mode, the nozzle 8 is turned off, and the ignition of the incoming dust occurs due to the torch of burning dust in the circulation pipe 6, and combustion is supported by the thermal inertia of the burner 5 and the muffle of the peripheral combustion chamber 2. After kindling the boiler, the burner device 5 is switched from the ignition mode to the standard burner mode of the boiler, for which, with the help of the drive unit 16, the movable part 15 of the circulation pipe 6 extends into the peripheral combustion chamber 2 through the rod 17. This makes it possible to supply burning dust of high concentration directly to the central combustion chamber 1 with a lack of air, which, as shown by measurements, reduces the formation of nitrogen oxides in the furnace by 100 mg / m ³ or 10-15% of their total amount. In addition, the increase in the length of the circulation pipe 6 due to the possibility of axial movement of one of its parts, allows you to organize a fractional air supply in small portions, which determines the aforementioned combustion with a lack of air, which reduces the formation of nitrogen oxides.

Claims

A furnace containing a central and at least one peripheral combustion chamber, separated by a screen and communicating with a bypass window, a burner device, the outlet portion of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber, with a circulation pipe, in front of the inlet end of which there are nozzles for supplying an injection agent, and burner nozzle, inside the burner nozzle there is a circulation pipe with the formation of an annular gap between them, sources of dust and air, and the circulation pipe is made of two parts, one of which is stationary, and the other has the possibility of axial movement inside the peripheral combustion chamber.