RU61842U1

RU61842U1 - STEAM GENERATOR

Info

Publication number: RU61842U1
Application number: RU2005119144/22U
Authority: RU
Inventors: Феликс Анатольевич Серант
Original assignee: Закрытое акционерное общество "КОТЭС-Сибирь"
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2007-03-10

Abstract

Полезная модель относится к топочным устройствам мощных энергоблоков и может быть использована в теплоэлектроэнергетике.The utility model relates to furnace devices of powerful power units and can be used in thermal power engineering.

Топка парогенератора содержит вертикальную кольцевую камеру сгорания, образованную внешним и внутренним трубчатыми экранами, выполненными в виде концентрично установленных призм. В нижней части топки, на гранях наружного экрана, тангенциально размещены подвижные горелки и сопла вторичного воздуха. Горелки и сопла расположены в одной плоскости, направлены попутно. В верхней части топки на гранях внутреннего и внешнего экранов встречно горелкам установлены дополнительные сопла вторичного воздуха.The steam generator furnace contains a vertical annular combustion chamber formed by external and internal tubular screens made in the form of concentrically mounted prisms. In the lower part of the furnace, on the edges of the outer screen, movable burners and secondary air nozzles are tangentially placed. Burners and nozzles are located in the same plane, directed along the way. In the upper part of the furnace, on the sides of the inner and outer screens, additional nozzles of secondary air are installed opposite the burners.

Предлагаемая топка обеспечивает возможность оптимального эффективного сжигания различных сортов топлива, повышение к.п.д. котла, снижение выбросов окислов азота, уменьшение габаритов котла.The proposed furnace provides the possibility of optimal efficient burning of various grades of fuel, increasing efficiency boiler, reducing nitrogen oxide emissions, reducing the size of the boiler.

Description

Известна топка котла, образованная выполненными в виде двух концентрично установленных призм внутренним и наружным трубчатыми экранами, на каждой грани последнего установлены горелки (а.с. №909418, МПК F 23 C 5/08, 1982 г.).Known furnace of the boiler, formed in the form of two concentrically mounted prisms of the inner and outer tubular screens, burners are installed on each face of the latter (AS No. 909418, IPC F 23 C 5/08, 1982).

В известном устройстве для формирования оптимального для данного типа топлива вихревого топочного факела горелки должны быть определенным образом расположены относительно экранов. Так как в известном устройстве горелки установлены неподвижно, то последнее жестко "привязано" к конкретному виду и даже сорту топлива, что является одним из его практических недостатков.In a known device for forming an optimal vortex furnace flame for a given type of fuel, the burners must be located in a certain way relative to the screens. Since the burners are fixedly installed in the known device, the latter is rigidly “tied” to a specific type and even grade of fuel, which is one of its practical drawbacks.

Известна топка парогенератора (а.с. №953366, МПК F 23 C 5/08, 1982 г.) с вертикальной кольцевой камерой сгорания, образованной выполненными в виде концентрично установленных равносторонних призм (призм, имеющих равные боковые грани) внешним и внутренним трубчатыми экранами, в нижней части граней которых размещены, соответственно, тангенциальные горелки и сопла вторичного воздуха, при этом последние установлены попутно горелкам.Known furnace of a steam generator (AS No. 953366, IPC F 23 C 5/08, 1982) with a vertical annular combustion chamber formed in the form of concentrically mounted equilateral prisms (prisms having equal side faces) with external and internal tubular screens , in the lower part of the faces of which are located, respectively, tangential burners and nozzles of secondary air, while the latter are installed along the way with the burners.

Известная топка, также как и вышеописанный аналог, критична к виду используемого топлива, что является одним из ее недостатков.Known firebox, as well as the above analogue, is critical to the type of fuel used, which is one of its disadvantages.

Кроме того, в известном техническом решении через сопла, размещенные на внутренней стенке топки, осуществляется подача всей доли вторичного воздуха, вводимой в топку помимо горелок. Это приводит к снижению тепловосприятия внутреннего экрана и, как следствие, к уменьшению к.п.д. котла, что является вторым его недостатком.In addition, in the known technical solution, through the nozzles located on the inner wall of the furnace, the entire share of the secondary air introduced into the furnace is supplied in addition to the burners. This leads to a decrease in thermal perception of the inner screen and, as a consequence, to a decrease in the efficiency boiler, which is its second drawback.

Подача всего вторичного воздуха в нижнюю часть топки приводит к увеличению выбросов окислов азота, что также является недостатком известного технического решения.The supply of all secondary air to the lower part of the furnace leads to an increase in emissions of nitrogen oxides, which is also a disadvantage of the known technical solution.

Наконец, из-за относительно высокой, обусловленной снижением тепловосприятия экранов, температуры отходящих газов, топка имеет большие габариты и требует повышенных капитальных затрат на ее сооружение.Finally, due to the relatively high, due to the decrease in heat perception of the screens, the temperature of the exhaust gases, the furnace has large dimensions and requires increased capital costs for its construction.

Целью настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков топки.The purpose of this utility model is to eliminate the above drawbacks of the furnace.

Получаемые технические результаты: возможность оптимального сжигания Received technical results: the possibility of optimal combustion

различных видов топлива, повышение к.п.д. котла, снижение выбросов окислов азота, уменьшение габаритов котла.various types of fuel, increasing efficiency boiler, reducing nitrogen oxide emissions, reducing the size of the boiler.

Технические результаты достигаются за счет того, что в топке парогенератора с вертикальной кольцевой камерой сгорания, образованной выполненными в виде концентрично установленных равносторонних призм (призм с равными боковыми гранями) внешним и внутренним трубчатыми экранами, в нижней части граней которых тангенциально к условной окружности размещены горелки, и соплами вторичного воздуха, горелки установлены подвижно, с возможностью регулирования диаметра условной окружности в пределах 0.4-0.7 D, где D - диаметр окружности, вписанной в сечение призмы внешнего экрана, а сопла вторичного воздуха установлены двумя ярусами по высоте топки.Technical results are achieved due to the fact that in the furnace of a steam generator with a vertical annular combustion chamber formed by concentric mounted equilateral prisms (prisms with equal side faces), external and internal tubular screens, in the lower part of the faces of which burners are located tangentially to the conditional circumference, and nozzles of secondary air, the burners are mounted movably, with the possibility of regulating the diameter of the conditional circle in the range 0.4-0.7 D, where D is the diameter of the circle inscribed in prism of the external screen, and secondary air nozzles are installed in two tiers along the height of the furnace.

Первый ярус сопел вторичного воздуха расположен на уровне горелок на гранях внешнего экрана, второй - в верхней части топки на гранях внешнего и внутреннего экранов, при этом сопла первого яруса направлены попутно, а второго - встречно горелкам.The first tier of secondary air nozzles is located at the level of the burners on the faces of the external screen, the second is in the upper part of the furnace on the faces of the external and internal screens, while the nozzles of the first tier are directed along the way, and the second is opposite to the burners.

На фиг.1 представлен вертикальный разрез заявляемой топки, на фиг.2 - сечение АА фиг.1.Figure 1 presents a vertical section of the inventive firebox, figure 2 is a section AA of figure 1.

Топка содержит камеру сгорания 1, внешний 2 и внутренний 3 экраны, горелки 4, сопла вторичного воздуха 5 (первый ярус) и 6 (второй ярус).The furnace contains a combustion chamber 1, external 2 and internal 3 screens, burners 4, secondary air nozzles 5 (first tier) and 6 (second tier).

Топка работает следующим образом.The furnace works as follows.

Топливовоздушная смесь через горелки 4 поступает в камеру 1, где сгорает. Для обеспечения оптимальной аэродинамики вихревого топочного факела, обеспечивающей эффективное сжигание топлива при исключении активного воздействия факела на экраны, горелки устанавливают по касательной к некоторой условной окружности, диаметр которой зависит от физико-химических характеристик топлива.The air-fuel mixture through the burner 4 enters the chamber 1, where it burns. To ensure optimal aerodynamics of the vortex furnace torch, which ensures efficient combustion of fuel while eliminating the active effect of the torch on the screens, the burners are installed tangentially to a certain circumference, the diameter of which depends on the physicochemical characteristics of the fuel.

Установка горелок подвижными позволяет регулировать диаметр условной окружности и оптимизировать, таким образом, условия сжигания конкретного сорта используемого топлива. В предлагаемом устройстве диапазон регулирования диаметра составляет 0.4-0.7 D, где D - диаметр окружности, вписанной в сечение призмы внешнего экрана, что обеспечивает эффективное оптимальное сжигание углей практически всех известных угольных месторождений.The installation of movable burners allows you to adjust the diameter of the circumference and thus optimize the combustion conditions of a particular grade of fuel used. In the proposed device, the diameter control range is 0.4-0.7 D, where D is the diameter of the circle inscribed in the cross section of the prism of the external screen, which ensures efficient optimal burning of coal of almost all known coal deposits.

Установленные на гранях топки на уровне горелок сопла вторичного воздуха 5 образуют систему ступенчатой горизонтальной подачи вторичного воздуха, которая обеспечивает симметричную аэродинамику топки при отключении отдельных мельниц и The secondary air nozzles 5 mounted on the edges of the furnace at the level of the burners form a system of stepwise horizontal supply of secondary air, which provides symmetrical aerodynamics of the furnace when individual mills are switched off and

снижение выбросов NO_x. Для уменьшения опасности шлакования наружных экранов топки и улучшения условий зажигания аэросмеси горелки устанавливаются таким образом, чтобы вытекающая струя аэросмеси находилась со стороны факела, а струя вторичного воздуха - со стороны наружного экрана.NO _x reduction. To reduce the risk of slagging of the outer furnace screens and improve the ignition conditions, the burner air mixtures are installed so that the outgoing air mixture is on the side of the torch and the secondary air stream is on the side of the outer screen.

Установленный в верхней части топки второй ярус сопел вторичного воздуха 6 обеспечивает гашение остаточной крутки отходящих газов и, как следствие, равномерное смывание поверхностей нагрева, расположенных в газоходе.The second tier of secondary air nozzles 6 installed in the upper part of the furnace provides damping of the residual twist of the exhaust gases and, as a result, uniform washing off of the heating surfaces located in the duct.

Кроме того, встречное движение рециркулируемого воздуха из сопел 6 эффективно снижает температуру отходящих газов, что обусловливает дополнительное снижение выбросов NO_x, а также позволяет уменьшить высоту газоходов и, в конечном счете, габариты топки.In addition, the oncoming movement of recirculated air from the nozzles 6 effectively reduces the temperature of the exhaust gases, which leads to an additional reduction in NO _x emissions, and also reduces the height of the flues and, ultimately, the dimensions of the furnace.

В нижеследующей таблице приведены сравнительные основные технико-экономические показатели котельных агрегатов на основе предлагаемой и одной из известных топок.The following table shows the comparative main technical and economic indicators of boiler units based on the proposed and one of the well-known furnaces.

Наименование показателяName of indicator Заявляемая топка (для котла мощностью 800 МВт)The inventive furnace (for a boiler with a capacity of 800 MW) Известная топка котла типа П-67 (блок 800 МВт Березовской ГРЭС)Known furnace of the P-67 type boiler (800 MW unit of Berezovskaya TPP) Поверхность обогреваемых цельносварных экранов, %The surface of the heated all-welded screens,% 6767 100one hundred Суммарная поверхность нагрева под давлением, %The total heating surface under pressure,% 7878 100one hundred Габариты котла, мDimensions of the boiler, m - ширина по фронту;- width along the front; 27,527.5 55,055.0 - глубина;- depth; 27,527.5 22,822.8 - высота- height 6363 9090 Масса котла с учетом каркаса, %The mass of the boiler, taking into account the frame,% 9696 100one hundred Удельный объем застройки главного корпуса, (м³/кВт) / %The specific volume of development of the main building, (m ³ / kW) /% 0,811
710.811
71 1,142
1001,142
one hundred Стоимость строительной части, %The cost of the construction part,% 6060 100one hundred Стоимость 1 кВт установленной мощности, %Cost of 1 kW of installed capacity,% 8686 100one hundred

Анализ данных таблицы показывает, что применение предлагаемой топки позволяет существенно уменьшить массогабаритные характеристики котла, снизить его металлоемкость и затраты на строительство, что, в конечном счете, обеспечивает снижение удельной стоимости производимой энергии.An analysis of the data in the table shows that the use of the proposed furnace makes it possible to significantly reduce the overall dimensions of the boiler, reduce its metal consumption and construction costs, which ultimately ensures a reduction in the unit cost of energy produced.

Claims

1. A steam generator furnace with a vertical annular combustion chamber formed by external and internal tubular screens installed in the form of concentric prisms, the burners are tangentially placed at the bottom of their faces, and secondary air nozzles, characterized in that the burners are mounted movably and the secondary air nozzles are installed in the height of the furnace is two tiers.

2. The steam generator furnace according to claim 1, characterized in that the range of regulation of the diameter of the circle tangentially to which the nozzles of the burners are directed is 0.4 ÷ 0.7 D, where D is the diameter of the circle inscribed in the cross section of the prism of the external screen.

3. The furnace of the steam generator according to claim 1, characterized in that the nozzles of the secondary air of the first tier are located at the level of the burners on the faces of the external screen.

4. The furnace of the steam generator according to claim 3, characterized in that the nozzles are directed along the burners.

5. The furnace of the steam generator according to claim 1, characterized in that the secondary air nozzles of the second tier are located in the upper part of the furnace on the faces of the external and internal screens.

6. The furnace of the steam generator according to claim 5, characterized in that the nozzles are directed counter to the burners.