RU2461773C2 - Конструкция котла - Google Patents

Конструкция котла Download PDF

Info

Publication number
RU2461773C2
RU2461773C2 RU2010129771/06A RU2010129771A RU2461773C2 RU 2461773 C2 RU2461773 C2 RU 2461773C2 RU 2010129771/06 A RU2010129771/06 A RU 2010129771/06A RU 2010129771 A RU2010129771 A RU 2010129771A RU 2461773 C2 RU2461773 C2 RU 2461773C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
combustion chamber
combustion
burners
areas
Prior art date
Application number
RU2010129771/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010129771A (ru
Inventor
Рюхэй ТАКАСИМА (JP)
Рюхэй ТАКАСИМА
Такуйтиро ДАЙМАРУ (JP)
Такуйтиро ДАЙМАРУ
Сигэхидэ КОМАДА (JP)
Сигэхидэ КОМАДА
Original Assignee
Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд.
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 Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. filed Critical Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд.
Publication of RU2010129771A publication Critical patent/RU2010129771A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2461773C2 publication Critical patent/RU2461773C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02Disposition of air supply not passing through burner
    • F23C7/04Disposition of air supply not passing through burner to obtain maximum heat transfer to wall of combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08Disposition of burners
    • F23C5/28Disposition of burners to obtain flames in opposing directions, e.g. impacting flames
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08Disposition of burners
    • F23C5/32Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлах, работающих на угле и различных типах топлива, содержащих серу. Конструкция котла с циркуляционной схемой горения выполнена таким образом, что подаваемые топливо и воздух для горения в топочную камеру из горелок, расположенных на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, в процессе горения образуют вихревой поток. Подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей. При этом по меньшей мере один из подающих воздух компонентов содержит воздуховод, образованный кольцевым пространством между удаляющим шлак соплом и отверстием, проходящим через стенку топочной камеры. При таком выполнении эффективно уменьшается образование коррозии и шлакообразование на стенках в топочной камере. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к конструкции котла, приспособленной для работы на угле и различных типах топлива, содержащих серу.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С целью уменьшения выделений NОх в некоторых современных котлах, предназначенных для использования с таким топливом, как уголь и нефть, обеспечивают многоступенчатую подачу воздуха с образованием зоны горения в восстановительной атмосфере, в которой сгорание происходит в активной газовой среде между основной горелкой и участком подачи дополнительного воздуха.
Однако в зоне горения в восстановительной атмосфере поверхности стенок топочной камеры подвергаются действию жесткой агрессивной среды, в которой в большом объеме образуется сероводород, являющийся коррозионно-активным агентом. Это обстоятельство вынуждает выполнять на стенках топочной камеры покрытие распылением или периодически заменять облицовочные панели стенок топочной камеры. Другой проблемой является шлакообразование, поскольку зона горения в восстановительной атмосфере является областью с активной газовой средой и на топочную камеру действует более высокая тепловая нагрузка.
Для устранения подобных проблем в некоторых известных способах предлагается увеличивать концентрацию кислорода посредством подачи воздуха к поверхностям стенок топочной камеры. Например, в соответствии с одним подобным способом горелки располагают в четырех углах топочной камеры, имеющей прямоугольное сечение, с целью образования вихревого потока, причем каждая из горелок создает смещенный к стенке топочной камеры поток воздуха, (например, см. патентный документ 1).
В соответствии со способом, предложенным для котла, работающего с распылением угля и содержащего горелки, расположенные в центрах стенок топочной камеры с целью создания циркуляционного вихревого пламени, выполняют сопла, обеспечивающие воздушную завесу или завесу из выхлопного газа для отклонения факелов пламени с целью предотвращения тем самым шлакообразования вокруг горелок (например, см. патентный документ 2).
Патентный документ 1. Публикация патента США №6237513.
Патентный документ 2. Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № НЕI-7-119923.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Однако обычный способ, предлагаемый в вышеуказанном патентном документе 1, не может эффективно повышать концентрацию кислорода, так как содержащийся в воздухе кислород расходуется, прежде чем он достигнет намеченной поверхности стенки. Кроме того, для увеличения концентрации кислорода необходимо увеличить скорость потока, при которой вводится воздух. Это обстоятельство является нежелательным, так как увеличение расхода воздуха приводит к увеличенной добавочной мощности, включая мощность компрессора.
В обычном способе, предлагаемом в патентном документе 2, воздушную завесу или завесу из выхлопного газа необходимо обеспечивать при скорости потока, достаточно высокой, чтобы обеспечить отклонение факелов пламени, что также является нежелательным, так как приводит к увеличенной добавочной мощности, включая мощность компрессора.
При таких условиях для эффективного уменьшения или препятствования образованию коррозии и шлакообразованию на стенках в топочной камере требуется конструкция котла с циркуляционной схемой сгорания, которая охлаждает периферические части вставных блоков удаляющих шлак сопел, которые подвергаются воздействию жестких тепловых режимов.
При этой конструкции котла, в которой подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для образования областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, данные области с более высокой концентрацией воздуха могут быть выполнены посредством подачи воздуха с низкой скоростью потока, для которой требуется небольшая добавочная мощность, к участкам, проблематичным с точки зрения образования коррозии или шлакообразования на поверхностях стенок топочной камеры. В вышеуказанном изобретении области с более высокой концентрацией воздуха предпочтительно выполнены так, чтобы покрывать зоны горения в восстановительной атмосфере внутри топочной камеры в вертикальном направлении. Такое решение позволяет создавать области с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи воздуха с низкой скоростью потока в верхнюю и нижнюю области, проблематичные с точки зрения образования коррозии или шлакообразования на поверхностях стенок топочной камеры.
В вышеуказанном изобретении подающие воздух компоненты предпочтительно вводят вторичный воздух низкого давления из смежных горелок через перепускные каналы. Такое решение позволяет избежать значительного изменения конструкции или увеличения количества компонентов с упрощением тем самым конструкции. В соответствии с вышеуказанным изобретением в конструкции котла с циркуляционной схемой сгорания, выполненной так, чтобы топливо и воздух для горения сгорали с образованием вихревого потока, подающие воздух компоненты подают воздух с низкой скоростью потока к окрестностям подвергающихся воздействию пламени участков стенок топочной камеры, которая способна работать на угле и других типах топлива, содержащих серу, и которая выполнена так, что подаваемые топливо и воздух для горения в топочную камеру из горелок, расположенных у множества положений на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, сгорают с образованием вихревого потока.
В свете вышеизложенного целью данного изобретения является создание конструкции котла, способной эффективно уменьшать или препятствовать образованию коррозии и шлакообразованию на стенках топочной камеры.
Для решения вышеуказанных проблем данным изобретением предлагаются следующие способы.
Конструкция котла в соответствии с данным изобретением представляет собой конструкцию котла с циркуляционной схемой горения, выполненную так, что топливо и воздух для горения, подаваемые в топочную камеру из горелок, расположенных у множества положений на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, сгорают с образованием вихревого потока. Подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, причем, по меньшей мере, один из указанных подающих воздух компонентов содержит воздуховод, образованный кольцевым пространством между удаляющим шлак соплом и отверстием, проходящим через стенку топочной камеры. Указанные подающие воздух компоненты затем могут образовывать области с более высокой концентрацией воздуха на поверхностях стенок топочной камеры в областях, в которых имеется тенденция к шлакообразованию, а также могут быть проблематичными с точки зрения образования коррозии или шлакообразования, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха чем на периферии этих областей. Эта конструкция котла может, таким образом, поддерживать высокую концентрацию кислорода на подвергающихся действию пламени участках без обеспечения высокой добавочной мощности, необходимой для увеличения скорости потока подаваемого воздуха.
Соответственно, на подвергающихся действию пламени участках в топочной камере образуется воздушный слой с высокой концентрацией кислорода, при этом восстановительная атмосфера замещается окислительной атмосферой. В результате такого решения возможно эффективное уменьшение предотвращения образования коррозии и шлакообразования. Данное изобретение является особенно эффективным в уменьшении шлакообразования в котлах, работающих на угле, и особенно эффективным в повышении сопротивления образованию сероводородной коррозии в котлах, способных работать на различных типах топлива, содержащих серу.
Кроме того, если воздух, используемый подающими воздух компонентами, является вторичным воздухом низкого давления, вводимым из смежных горелок через перепускные каналы, то значительное изменение конструкции котла или увеличение количества компонентов может быть сведено к минимуму с упрощением тем самым конструкции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1А представляет собой вид в горизонтальном разрезе варианта выполнения конструкции котла в соответствии с данным изобретением, иллюстрирующий зону горения в восстановительной атмосфере;
фиг.1В представляет собой вид в аксонометрии варианта выполнения конструкции котла в соответствии с данным изобретением, показывающий его схематический контур;
фиг.2А представляет собой вид в разрезе топочной камеры, показывающий иллюстративную конструкцию подающего воздух компонента, расположенного на вставном блоке удаляющих шлак сопел;
фиг.2В представляет собой схему, если смотреть со стороны стрелки А, показанной на фиг.2А, иллюстрирующую пример конструкции подающего воздуха компонента, расположенного на вставном блоке удаляющих шлак сопел;
фиг.3А представляет собой вид в горизонтальном разрезе первого варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, иллюстрирующий зону горения в восстановительной атмосфере топочной камеры;
фиг.3В представляет собой вид в аксонометрии первого варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, показывающий его схематический контур;
фиг.4А представляет собой вид в горизонтальном разрезе второго варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, иллюстрирующий зону горения в восстановительной атмосфере топочной камеры;
фиг.4В представляет собой вид в аксонометрии второго варианта конструкции котла в соответствии с данным изобретением, показывающий его схематический контур;
фиг.5 представляет собой схематический вид в продольном разрезе конструкции котла, которая сжигает топливо вместе с воздухом для горения с многоэтапной подачей.
Номера позиций
10: котел
11: топочная камера
11а: стенка топочной камеры
12: горелка
20: подающий воздух компонент (сопло подачи воздуха)
30: вставной блок удаляющего шлак сопла
НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведено описание варианта выполнения конструкции котла в соответствии с данным изобретением со ссылкой на чертежи.
В соответствии с фиг.5 котел 10 сжигает топливо посредством многоэтапной подачи воздуха для горения в топочную камеру 11 с целью снижения выделения NOx. В этом случае при многоэтапной подаче воздух для горения подается в топочную камеру 11 в два этапа, то есть из участков Ва, которые являются областями, в которых расположено множество горелок 12, и дополнительных участков Аа, которые являются областями, в которых выше участков Ва горелок расположены сопла 13 дополнительной подачи воздуха. Более точно, в котле 10 в качестве меры противодействия выделению NOx выполняют двухэтапное сжигание в зоне сгорания в восстановительной атмосфере и в зоне полного сгорания посредством первоначальной подачи объема воздуха, составляющего около 70% от требуемого объема воздуха для горения, из участков Ва до подачи остальной части воздуха, составляющей около 30%, из участков Аа подачи дополнительного воздуха.
Например, в соответствии с фиг.1А вышеуказанный котел 10 является котлом с вихревой топочной камерой, в котором топочная камера 11 имеет прямоугольное сечение. Котел 10 с вихревой топочной камерой конструктивно решен так, что топливо и воздух для сгорания, подаваемые из множества горелок 12, расположенных на стенках 11а топочной камеры 11 сгорают с образованием вихревого пламени в топочной камере 11.
В иллюстративной конструкции восьмиугольной топочной камеры, показанной на фиг.1А, горелки 12, которые расположены у восьми местоположений в горизонтальном сечении, подают топливо и воздух для сгорания с образованием двух смежных вихревых потоков в топочной камере 11.
В этом варианте выполнения котел 10 содержит подающие воздух компоненты 20, расположенные около подвергающихся воздействию пламени участков поверхности стенок топочной камеры (стенки 11а топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, с образованием областей с более высокой концентрации воздуха, чем на периферии этих областей. Более конкретно, в горизонтальном сечении восьмиугольной топочной камеры, показанной на фиг.1А, выполнен один подающий воздух компонент у соответствующего положения на каждой из стенок 11а топочной камеры, которые образуют, например, форму прямоугольника, то есть всего выполнено четыре подающих воздух компонента 20.
Формирование областей с более высокой концентрацией воздуха предполагает формирование областей с более высокой концентрацией кислорода. Таким образом, в этих областях восстановительная атмосфера замещается окислительной атмосферой.
То есть подающие воздух компоненты 20, выполненные на стенках 11а топочной камеры 11, подают воздух при низкой скорости от местоположений, проблематичных с точки зрения образования коррозии или шлакообразования, образуя тем самым области с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, по существу, вдоль поверхностей стенок. Другими словами, области с более высокой концентрацией воздуха по сравнению с периферическими участками образуются не за счет подачи воздуха к стенкам 11а топочной камеры в участки, проблематичные с точки зрения образования коррозии или шлакообразования при сравнительно высокой скорости потока (например, 40 м/с или более того), а за счет подачи воздуха из компонентов 20, выполненных на стенках 11а в участках, проблематичных с точки зрения образования коррозии или шлакообразования, при низкой скорости потока (например, около 10 м/с).
Например, подающие воздух компоненты 20 являются соплами, предназначенными для создания областей с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи вторичного воздуха низкого давления, который вводится из смежных горелок 12 через перепускные каналы в топочную камеру 11 с низкой скоростью потока. В виде топочной камеры 11 сверху воздух, подаваемый из компонентов 20, образует области с более высокой концентрацией воздуха вдоль стенок 11а около участков, подвергающихся воздействию пламени. Кроме того, подающие воздух компоненты расположены в вертикальном направлении топочной камеры на нескольких ступенях, чтобы покрыть зону горения в восстановительной атмосфере внутри топочной камеры по вертикали.
В зоне горения в восстановительной атмосфере помимо того, что поверхности 11а стенок подвергаются воздействию жесткой агрессивной среды, также существует проблема шлакообразования, поскольку эта зона является областью образования в больших объемах сероводорода, являющегося коррозионно-активным агентом, а также областью активной газовой среды, в которой тепловая нагрузка в топочной камере 11 является более высокой. Таким образом, в зоне горения в восстановительной атмосфере подающие воздух компоненты 20 выполнены в периферических участках на стенках 11а топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, по существу, на уровне расположения горелок 12. Это обусловлено тем, что участки стенок 11а, которые подвергаются воздействию пламени, выполнены по существу на тех же высотах, что и горелки 12, поскольку пламя образуется с прохождением от горелок 12, по существу, в горизонтальном направлении.
Кроме того, подвергающиеся воздействию факелов пламени участки стенок 11а топочной камеры образуются у множества положений в вертикальном направлении, так как горелки 12 в зоне горения в восстановительной атмосфере обычно расположены многоступенчатым способом по вертикали. Соответственно, и подающие воздух компоненты 20 расположены в вертикальном направлении в количестве ступеней, равном количеству ступеней горелок 12, другими словами, равном количеству ступеней факелов пламени, сформированных по вертикали. Такое решение позволяет обеспечивать образование областей с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи воздуха с низкой скоростью потока в верхнем и нижнем участках, проблематичных с точки зрения образования коррозии или шлакообразования в топочной камере 11.
В результате такого решения в зоне горения в восстановительной атмосфере воздух, подаваемый при низкой скорости потока из компонентов 20, выполненных около участков стенок 11а топочной камеры, подвергающихся воздействию пламени, которые создают горелки 12, образует области с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферических участках так, что данный воздух образует воздушный слой по периферии подвергающихся воздействию пламени участков, изолируя стенки 11а от факелов пламени. Образование воздушного слоя уменьшает тепловое воздействие и т.д. пламени, а также частично окисляет атмосферу, уменьшая или препятствуя тем самым образованию коррозии и шлакообразованию на стенках 11а топочной камеры в областях, в которых в противном случае могли быть образованы участки, подвергающиеся воздействию пламени.
Кроме того, можно использовать воздух с низкой скоростью потока, для которого требуется малая добавочная мощность, так как компоненты 20 подают воздух из окрестностей подвергающихся воздействию пламени участков к периферическим участкам. То есть в этом случае не требуется обеспечивать подачу воздуха с высокой скоростью потока под высоким давлением, например, с использованием компрессора, который работает с потреблением большой мощности, в отличие от случая, когда подача воздуха выполняется к удаленному положению. В частности, использование вторичного воздуха низкого давления, вводимого из горелок 12, уменьшает добавочную мощность, а также позволяет избежать значительного изменения конструкции или увеличения числа компонентов с упрощением тем самым конструкции.
Например, в соответствии с фиг.1В подающие воздух компоненты 20 выполнены вокруг удаляющих шлак сопел 31 во вставных блоках 30, расположенных между участками Ва горелок и участками Аа подачи дополнительного воздуха. Вставные блоки 30 с удаляющими шлак соплами являются устройствами, удаляющими шлакообразование на стенках 11а топочной камеры. Например, в соответствии с фиг.2А вставные блоки 30 с удаляющими шлак соплами очищают стенки 11а с помощью пара, выпускаемого из сопел 31, которые вставлены в топочную камеру 11.
То есть создание областей с более высокой концентрацией воздуха посредством подачи воздуха является эффективным способом, так как вставные блоки 30 с удаляющими шлак соплами выполнены на местах, проблематичных с точки зрения шлакообразования, обусловленного высокой тепловой нагрузкой, создаваемой активной газовой средой в топочной камере 11.
Далее приведено описание иллюстративной конструкции подающих воздух компонентов 20, выполненных вокруг вставных блоков 30 с удаляющими шлак соплами, со ссылкой на фиг.2А и 2В.
В соответствии с фиг.2А удаляющее шлак сопло 31 прикреплено к вставному блоку 30 посредством введения сопла 31 в отверстие 32, проходящее через стенку 11а топочной камеры. Удаляющее шлак сопло 31 вводит подводимый к нему пар для удаления шлака через паропровод 33. Позицией 34 на данном чертеже обозначен уплотнительный элемент, расположенный между корпусом 21 подающего воздух сопла 20 (подающего воздух компонента), рассмотренного в дальнейшем, и удаляющим шлак соплом 31.
С другой стороны, подающее воздух сопло 20 содержит воздуховод 22, образованный кольцевым пространством между соплом 31 и отверстием 32, при этом корпус 21 сопла у одного конца его цилиндрической формы имеет кольцевой выступ 21а и прикреплен к топочной камере 11. Например, корпус 21 прикреплен к периферической поверхности сопла 31 уплотнительным элементом 34, расположенным между ними, при этом выступ 21а в топочной камере 11 обращен к стенке 11а так, чтобы располагаться, по существу, параллельно ей на заданном расстоянии. Соответственно, воздух, подаваемый из корпуса 21 в топочную камеру 11, сталкивается с выступом 21а, проходя наружу вдоль стенки 11а по всей периферии.
Подающее воздух сопло 20 содержит дутьевую камеру 23, выполненную снаружи топочной камеры 11. Дутьевая камера 23 сообщается с корпусом 21 сопла в топочной камере 11 посредством воздуховода 22 для подачи воздуха из источника 24 воздуха. В этом случае используемый источник 24 воздуха предпочтительно, например, является вторичным воздухом низкого давления, вводимым из горелок 12, хотя при необходимости можно использовать первичный воздух или сжатый воздух.
Подающее воздух сопло 20 может создавать область с более высокой концентрацией воздуха вдоль стенки 11а топочной камеры 11 в участке возможного шлакообразования, а также может охлаждать периферию вставного блока 30 с удаляющими шлак соплами, который подвергается воздействию жесткого теплового режима. Соответственно, вокруг стенки 11а в участке возможного шлакообразования формируется воздушный слой с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферических участках, при этом частичная окислительная атмосфера может предотвратить или уменьшить образование коррозии на поверхности стенки с продлением тем самым срока службы стенки топочной камеры.
Кроме того, воздух, подводимый в корпус 21 подающего воздух компонента 20, проходит около периферической поверхности удаляющего шлак сопла 31. Таким образом, данный поток воздуха может охлаждать, например, уплотнительный элемент 34, который подвергается воздействию жесткого теплового режима.
Дополнительно повышение концентрации воздуха в окрестности стенки 11а, на которой выполнено подающее воздух сопло 20, обусловливает повышение концентрации кислорода с образованием тем самым окислительной атмосферы. Окислительная атмосфера может уменьшить шлакообразование, поскольку повышается температура плавления шлака.
В данной конструкции котла с целью создания областей с более высокой концентрацией воздуха по сравнению с периферическими участками подающие воздух компоненты 20 расположены около подвергающихся воздействию пламени участков стенок 11а, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками 12. Поскольку вокруг подвергающихся воздействию пламени участков повышается концентрация кислорода, то восстановительная атмосфера частично замещается окислительной атмосферой. В результате указанного замещения может быть уменьшено образование коррозии или шлакообразование с увеличением срока службы поверхностей стенок. Данная конструкция котла особенно эффективно уменьшает шлакообразование в котлах, работающих на угле, и особенно эффективно повышает сопротивление коррозии в котлах, работающих на различных типах топлива, содержащих серу.
Оптимальные положения подающих воздух компонентов 20 в горизонтальном сечении изменяются в зависимости от условий, включая форму топочной камеры 11, расположение и количество горелок 12 и тип создаваемого вихревого пламени. То есть области подвергающиеся воздействию пламени участков стенок 11а, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками 12, изменяются в зависимости, например, от расположения горелок 12 и типа создаваемого вихревого пламени. Соответственно, взаимное расположение горелок 12 и подающих воздух компонентов 20 будет отличаться в различных конструкциях котлах, например в восьмиугольной топочной камере, показанной на фиг.1А и 1В и четырехугольной топочной камере, показанной на фиг.3А и 3В, а также фиг.4А и 4В.
В иллюстративной конструкции, показанной на фиг.1А и 1В, топочная камера 11 является прямоугольной, при этом четыре горелки 12 расположены на каждой из двух противоположных длинных сторон, обеспечивающих создание двух вихревых потоков слева и справа. В этом случае горелки 12 по существу наклонены к центрам соответствующих вихревых потоков, то есть по существу к центрам квадратов, образованных делением прямоугольника пополам, при этом каждый из указанных двух вихревых потоков имеет, по существу, овальную форму.
Таким образом, в этом случае подвергающиеся воздействию пламени участки, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, образуются около двух углов и центров длинных сторон, а подающие воздух компоненты 20 расположены у четырех местоположений так, чтобы покрывать эти участки.
В иллюстративной конструкции (первый вариант), показанной на фиг.3А и 3В, топочная камера 11 является квадратной, при этом четыре горелки 12 расположены в четырех положениях, смещенных от центра соответствующих сторон, для создания единого вихревого потока. В этом случае вихревой поток формируется посредством смещения горелок 12, так как горелки 12 направлены к противоположным поверхностям стенок. В этой схеме расположения горелок 12 пламя проходит к окрестностям центров поверхностей стенок на нижней по потоку стороне вихревого потока под воздействием пламени, формируемого на верхней по потоку стороне.
Таким образом, в этом случае подвергающиеся воздействию пламени участки образуются около центров соответствующих сторон, и, соответственно, подающие воздух компоненты 20 выполнены у четырех местоположений в центрах соответствующих сторон так, чтобы покрыть эти участки.
В иллюстративной конструкции (второй вариант), показанной на фиг.4А и 4В, топочная камера 11 является квадратной, а горелки 12 расположены у четырех углов для создания единого вихревого потока. В этом случае подвергающиеся воздействию пламени участки образуются около центров соответствующих сторон, и, соответственно, подающие воздух компоненты 20 выполнены у четырех местоположений в центрах соответствующих сторон так, чтобы покрыть эти участки.
Таким образом, оптимальные положения подающих воздух компонентов 20 могут быть выбраны, исходя, например, из схемы расположения горелок 12.
Данное изобретение не ограничивается вышерассмотренными вариантами выполнения и может быть видоизменено в той степени, в которой данное видоизменение не отклоняется от сущности данного изобретения.

Claims (4)

1. Конструкция котла с циркуляционной схемой горения, выполненная таким образом, что подаваемые топливо и воздух для горения в топочную камеру из горелок, расположенных у множества положений на стенках топочной камеры, образующих прямоугольное сечение, в процессе горения образуют вихревой поток, причем подающие воздух компоненты расположены около подвергающихся воздействию пламени участков поверхностей стенок топочной камеры, к которым приближаются или входят с ними в контакт факелы пламени, создаваемые соответствующими горелками, для создания областей с более высокой концентрацией воздуха, чем на периферии этих областей, причем, по меньшей мере, один из указанных подающих воздух компонентов содержит воздуховод, образованный кольцевым пространством между удаляющим шлак соплом и отверстием, проходящим через стенку топочной камеры.
2. Конструкция котла по п.1, в которой области с более высокой концентрацией воздуха создают так, чтобы перекрыть зону горения в восстановительной атмосфере внутри топочной камеры в вертикальном направлении.
3. Конструкция котла по п.1, в которой подающие воздух компоненты вводят вторичный воздух низкого давления из смежных горелок через перепускные каналы.
4. Конструкция котла по п.2, в которой подающие воздух компоненты вводят вторичный воздух низкого давления из смежных горелок через перепускные каналы.
RU2010129771/06A 2008-01-23 2008-06-19 Конструкция котла RU2461773C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008012503A JP5022248B2 (ja) 2008-01-23 2008-01-23 ボイラ構造
JP2008-012503 2008-01-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010129771A RU2010129771A (ru) 2012-02-27
RU2461773C2 true RU2461773C2 (ru) 2012-09-20

Family

ID=40900863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010129771/06A RU2461773C2 (ru) 2008-01-23 2008-06-19 Конструкция котла

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20100279239A1 (ru)
EP (1) EP2233833B1 (ru)
JP (1) JP5022248B2 (ru)
CN (1) CN101925780B (ru)
BR (1) BRPI0822013B1 (ru)
CL (1) CL2008002173A1 (ru)
ES (1) ES2706022T3 (ru)
MX (1) MX2010007776A (ru)
MY (1) MY152332A (ru)
RU (1) RU2461773C2 (ru)
TW (1) TWI434011B (ru)
WO (1) WO2009093347A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5374404B2 (ja) 2009-12-22 2013-12-25 三菱重工業株式会社 燃焼バーナおよびこの燃焼バーナを備えるボイラ
JP5530373B2 (ja) 2011-01-12 2014-06-25 バブコック日立株式会社 ボイラ装置
JP4955117B1 (ja) * 2011-03-15 2012-06-20 新日鉄エンジニアリング株式会社 炉頂燃焼式熱風炉
JP4892107B1 (ja) 2011-03-23 2012-03-07 新日鉄エンジニアリング株式会社 炉頂燃焼式熱風炉
CN102777880B (zh) * 2012-07-19 2014-10-01 国网浙江省电力公司电力科学研究院 一种防止电站锅炉高温腐蚀的可调式热空气装置
JP6109718B2 (ja) * 2013-11-15 2017-04-05 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ボイラ
CN106871113A (zh) * 2017-04-07 2017-06-20 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种对冲切圆燃烧方式电站锅炉的燃烧器型式的选择方法
CN106871112A (zh) * 2017-04-07 2017-06-20 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种冲切圆燃烧方式电站锅炉的燃烧器和磨煤机匹配方法
CN112413635A (zh) * 2020-11-17 2021-02-26 华能沁北发电有限责任公司 一种锅炉水冷壁高温腐蚀保护装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2565325A1 (fr) * 1984-06-01 1985-12-06 Ahlstroem Oy Procede de combustion en deux etapes en lit fluidise
SU1437613A1 (ru) * 1986-07-09 1988-11-15 Красноярский Политехнический Институт Топка
RU2032125C1 (ru) * 1989-04-06 1995-03-27 Калинин Дмитрий Сергеевич Предтопок
RU2032853C1 (ru) * 1992-09-01 1995-04-10 Сибирский филиал Всероссийского теплотехнического научно-исследовательского института Призматическая экранированная топка
RU2303203C1 (ru) * 2006-06-29 2007-07-20 Закрытое акционерное общество Акционерная фирма "Перспектива" Опытно-механический завод Газогенератор с водяным котлом

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62131106A (ja) * 1985-12-04 1987-06-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気発生装置の燃焼方法
JP2540636B2 (ja) * 1989-11-20 1996-10-09 三菱重工業株式会社 ボイラ
JP3030511B2 (ja) * 1990-10-05 2000-04-10 バブコツク日立株式会社 ボイラ装置及びその運転方法
JP3035054B2 (ja) * 1992-01-31 2000-04-17 三菱重工業株式会社 微粉固体燃料燃焼装置
US5205226A (en) * 1992-03-13 1993-04-27 The Babcock & Wilcox Company Low NOx burner system
JPH07119923A (ja) * 1993-10-26 1995-05-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微粉炭焚きボイラの燃焼装置
JPH0921506A (ja) * 1995-07-05 1997-01-21 Babcock Hitachi Kk 微粉炭燃焼装置および微粉炭燃焼方法
AU708109B2 (en) * 1996-08-22 1999-07-29 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Combustion burner and combustion apparatus provided with said burner
JP3344694B2 (ja) * 1997-07-24 2002-11-11 株式会社日立製作所 微粉炭燃焼バーナ
DE19749431C1 (de) * 1997-11-08 1999-03-18 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zum Verbrennen von Brennstoffstaub in einer Tangentialfeuerung und Tangentialfeuerung zur Durchführung des Verfahrens
JPH11237003A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 火炉の腐食防止装置
US6237513B1 (en) * 1998-12-21 2001-05-29 ABB ALSTROM POWER Inc. Fuel and air compartment arrangement NOx tangential firing system
JP2001012703A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Babcock Hitachi Kk バーナと該バーナを備えた燃焼装置
US7175423B1 (en) * 2000-10-26 2007-02-13 Bloom Engineering Company, Inc. Air staged low-NOx burner
JP2002323215A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ボイラ灰除去装置
JP2005030675A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ボイラ火炉のバウンダリー空気供給装置
US7484956B2 (en) * 2003-09-16 2009-02-03 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion using cogenerated oxygen and nitrogen streams
JP4150968B2 (ja) * 2003-11-10 2008-09-17 株式会社日立製作所 固体燃料バーナと固体燃料バーナの燃焼方法
JP4309853B2 (ja) * 2005-01-05 2009-08-05 バブコック日立株式会社 固体燃料バーナおよび燃焼方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2565325A1 (fr) * 1984-06-01 1985-12-06 Ahlstroem Oy Procede de combustion en deux etapes en lit fluidise
SU1437613A1 (ru) * 1986-07-09 1988-11-15 Красноярский Политехнический Институт Топка
RU2032125C1 (ru) * 1989-04-06 1995-03-27 Калинин Дмитрий Сергеевич Предтопок
RU2032853C1 (ru) * 1992-09-01 1995-04-10 Сибирский филиал Всероссийского теплотехнического научно-исследовательского института Призматическая экранированная топка
RU2303203C1 (ru) * 2006-06-29 2007-07-20 Закрытое акционерное общество Акционерная фирма "Перспектива" Опытно-механический завод Газогенератор с водяным котлом

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0822013A2 (pt) 2015-07-21
CN101925780A (zh) 2010-12-22
CL2008002173A1 (es) 2009-11-13
BRPI0822013B1 (pt) 2020-02-04
EP2233833B1 (en) 2018-10-24
US20100279239A1 (en) 2010-11-04
WO2009093347A1 (ja) 2009-07-30
CN101925780B (zh) 2013-01-09
JP2009174751A (ja) 2009-08-06
MY152332A (en) 2014-09-15
JP5022248B2 (ja) 2012-09-12
EP2233833A4 (en) 2016-04-13
MX2010007776A (es) 2010-08-09
TW200933091A (en) 2009-08-01
TWI434011B (zh) 2014-04-11
RU2010129771A (ru) 2012-02-27
ES2706022T3 (es) 2019-03-27
EP2233833A1 (en) 2010-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2461773C2 (ru) Конструкция котла
US9447969B2 (en) Low NOx combustion process and burner therefor
KR20110052545A (ko) 탄소 함유 연료의 가스화시 버너들을 점화 및 작동시키기 위한 방법 및 장치
KR101456515B1 (ko) 고온 공기 연소 기술을 이용한 반응로
KR101074001B1 (ko) 연소가스 재순환을 이용한 고발열 폐기물의 소각 과열방지장치가 설치된 폐기물소각로
JP5281806B2 (ja) 木質ペレット燃焼装置
JP4750174B2 (ja) 拡散燃焼装置
JP5501198B2 (ja) 低NOx・低煤塵燃焼方法およびボイラ燃焼室
KR102233712B1 (ko) 다단식 복합선회연소장치
JP2006349255A (ja) ボイラ
FI118807B (fi) Järjestelmä soodakattilan virtauskentän hallitsemiseksi
KR20110002724A (ko) 듀얼 베인을 이용한 저 녹스 버너
JP2008151373A (ja) 燃料への排ガス混入可能なボイラ
JP2002349846A (ja) 石炭焚きボイラおよび石炭焚きボイラのスラッギング防止方法
JP2011080698A (ja) バーナ
KR20080056902A (ko) 2단으로 연료 및 공기를 분사하는 축열식 버너
JP2007192475A (ja) ボイラ装置とその運転方法
JP2007107832A (ja) ボイラ装置
KR101049232B1 (ko) 산기관형 공기 분산 노즐을 갖는 유동상 소각로
RU2040760C1 (ru) Сталеплавильная печь
CN116412399A (zh) 一种双燃料双蓄热低nox烧嘴及燃烧控制方法
JP2009024932A (ja) 油焚きバーナ
KR19980030928U (ko) 질소산화물 저감형 보일러
TH43937B (th) โครงสร้างของหม้อน้ำ
TH98436A (th) โครงสร้างของหม้อน้ำ