SU1703912A1 - Способ сжигани жидкого топлива - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано дл  получени  пара в котлах, сжигающих жидкое топливо . Цель изобретени  - повышение экономичности путем улучшени  смесеобразовани . Это достигаетс  подачей параллельными потоками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорани  снизу вверх, в котором топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку: Встречное соударение рабочих потоков в центральной части позвол ет использовать всю энергию потока воздуха на вторичное дробление топлива, улучша  смесеобразование и выжиг топлива и повыша  экономичность котла. 1 ил.

Description

Ё

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано в энергетических установках при сжигании жидкого топлива.

Активное горение мазута наблюдаетс  только в газообразной фазе после испарени  с поверхности капель. Дл  капли размером 1 мм требуетс  времени дл  выгорани  около 2 с. поэтому дл  интенсификации горени  необходима как можно больша  удельна  поверхность капель, что может быть достигнуто тонким распылом мазута. Распиливание можно рассматривать как два последовательных процесса: распад струи на выходе из сопла форсунки на капли , дробление самих капель внешними силами . ,В то же врем  интенсивное горение мазута в топочной камере приводит к образованию относительно небольшой по размерам зоны  дра факела вблизи горелок,

котора  дл  мазута характеризуетс  достаточно высоким уровнем температур и значительной интенсивностью теплового потока на настенные экраны. Это создает опасность перегрева металла труб и развити  высокотемпературной коррозии, а также ведет к образованию окислов азота в  дре факела. Поэтому поиск новых конструкций и технологий сжигани  жидкого топлива  вл етс  важной задачей энергетики.

Известен способ сжигани  жидкого топлива в открытой топочной камере путем подачи топлива и воздуха в камеру через подовые горелки спутными потоками с образованием потока продуктов сгорани  снизу вверх. При этом горение факела раст гиваетс  по высоте топочной камеры, локальные тепловые потоки на экраны снижаютс .

VI

О

GJ Ю

ЧЭ

Однако при подовом расположении горелок в большей степени нагружаетс  верх н   часть экранных поверхностей и наблюдаетс  теплова  неравномерность по ширине топки перед пароперегревателем. Теплова  неравномерность по ширине топки в верхней ее части наиболее характерна при сжигании мазута и длиннопламенных углей. Она выражаетс  в том, что средн   часть топки в верху имеет более высокую температуру газов, чем по кра м. Это приводит к тепловым перекосам пароперегревател . Изменением степени крутки потока вторичного воздуха в улитке подовой горелки производ т регулирование степени за- полнени  факелом топочного объема с целью равномерного распределени  тепла между экранами и пароперегревателем.

Дл  равномерного заполнени  топочной камеры факелом и улучшени  распыла мазута необходимо увеличить степень крутки воздуха. Это требует дополнительной загрузки дутьевого вентил тора дл  создани  определенного давлени  в воздушном тракте котла, что вызывает увеличение по- терь в окружающую среду и перетечек воздуха в газовый тракт котла, что приводит к снижению запаса по т ги. Таким образом, больша  степень крутки воздуха в горелках вызывает снижение КПД котла вследствие перетечек воздуха в газовый тракт и потерь с уход щими газами, также расхода электрической энергии на привод дутьевого вентил тора и дымососа.

Известен способ сжигани  жидкого топлива в топочной камере котла, заключающийс  в подаче части топлива и воздуха параллельными с путными потоками через центральные и периферийные подовые го- релки и дополнительными потоками топлива и воздуха, направленными перпендикул рно потоку топливовоэдуш- ной смеси, поступающему в топку через подовые горелки.

Недостатками известного способа  вл ютс  низкие экономичность и надежность котла. В известном способе происходит по- зонное сжигание топлива. Организаци  взаимодействи  встречно-перпендикул рных потоковтопливовоздушных струй по высоте топочной камеры не дает сформироватьс  факелу и приводит к ухудшению выгорани  топлива, зат гиванию факела, к колебани м локальных тепловых потоков и неравномер- ному распределению температуры газов по сечению топки, что вызывает температурную разверстку поверхностей нагрева и .снижает их надежность. Кроме того, способ требует наличи  большого количества гибов экранных труб дл  выполнени  подвода

топливовоздушных потоков, эапорно-регу- лирующей арматуры, усложн ет регулирование при распределении смесей по потокам.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности котла путем улучшени  смесеобразовани .

Согласно способу сжигани  жидкого топлива в горелках путем подачи параллельными потоками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорани  снизу вверх, топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку .

Встречна  подача потоков топлива и воздуха в центральных горелках позвол ет получить широко раскрытый факел по центру топочной камеры в ее нижней части. Область максимальных температур перемещаетс  к поду камеры, увеличива  тем самым радиационную нагрузку незагруженной нижней части экранов. Встречное соударение рабочих потоков позвол ет всю энергию потока воздуха использовать на вторичное дробление жидкого топлива, улучша  тем самым смесеобразование и выжиг топлива, повыша  экономичность. В то же врем  факел периферийных горелок формируетс  выт нутым, раскрывающимс  в верхней половине топки.

Кроме того, что происходит перераспределение радиационной нагрузки по экранам , происходит и выравнивание уровн  температур по ширине топочной камеры перед пароперегревателем. Рациональное распределение температур в топке и отсутствие тепловой неравномерности дымовых газов перед пароперегревателем повышает надежность металла поверхностей нагрева. Удлинение  дра факела в топке и снижение его температурного уровн  способствует снижению образовани  окислов азота в топке .

Предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что в центральных горелках жидкое топливо подаетс  встречно воздушному потоку, а в периферийных спутными потоками снизу вверх.

На чертеже изображена принципиальна  схема работы подовых горелок котла, реализующа  предлагаемый способ.

Центральные 1 и периферийные 2 горелки котла установлены на поду топочной камеры 3. Горелки 2 оборудованы мазутными форсунками 4, а горелки 1 - мазутными форсунками 5. Кроме того, на чертеже показаны падающие, тепловые потоки на поверхности нагрева котла и характер гзаспределени  температур газов вверху

топки в известном (штрихова  лини ) и предлагаемом (сплошна  лини ) способах.

Способ осуществл етс  следующим образом .

Топливо и воздух подают через центральные 1 и периферийные 2 подовые горелки параллельными потоками. При этом поток продуктов сгорани  направлен снизу вверх. Воздух в периферийных горелках 2 и топливо из мазутных форсунок 4 подают спутными потоками. В центральных горелках 1 топливо из мазутных форсунок 5 под- ают встречно воздушному потоку. За счет широкого раскрыти  факела центральных горелок 1 улучшаетс  выгорание топлива, а за счет более полного заполнени  факелом топки 3 происходит увеличение в нижней части топки радиационной нагрузки. Кроме того, за счет удлинени   дра факела и снижени  абсолютного уровн  температур в топке происходит уменьшение образовани  окислов азота. Поскольку в верху топки происходит снижение абсолютной величины тепловых потоков, то такое перераспределение тепловых потоков вызывает выравнивание температуры газов вверху топки (сплошна  лини ) перед пароперегревателем .

Пример.. Топочна  камера котла БКЗ-320-130 ГМ оборудована четырьм  подовыми горелками, расположенными в один р д. В периферийных горелках топливо и воздух подаетс  спутными параллельными потоками. В центральныхҐорелках топливо подаетс  навстречу воздушному потоку, направленному снизу вверх. Факел крайних горелок формируетс  выт нутым, раскрывающимс  в верхней половине топки, факел центральных горелок - широко раскрытым в нижней части топки. Падающие тепловые потоки внизу увеличиваютс  на 25-30% и снижаютс  в верхней части на 15-20%. Таким образом, уменьшаетс  экономайзерна 

зона экранных труб и на 5-10% увеличиваетс  паропроизводительность котла.

Снижение на 15-20% падающих тепловых потоков вверху топочной камеры увели- 5 чивает надежность экранной системы. В нижней же половине экранов увеличение доли падающих тепловых потоков на 25-30% не вызывает перегрева металла экранных труб, так как отсутствие паросодержани  в началь0 ном их участке обеспечивает надежный теп- лоотвод. Сформированный таким образом общий факел в топке имеет вверху ее одинаковый уровень температур или даже снижение температуры газов в посредине топки на

5 50°С, что повышает надежность пароперегревател  из-за отсутстви  температурной разверстки дымовых газов.

Кроме того, снижаютс  потери с уход щими газами, перетечки воздуха в газовый

0 тракт котла и расход электроэнергии на привод дутьевого вентил тора и дымососа. Таким образом, использование предлагаемого способа работы котла, оборудованного топкой с подовыми горелками, по сравнению с изве5 стным обеспечивает рациональное нагру- жение по теплу экранных поверхностей топки, создает равномерную развертку температур дымовых газов перед пароперегревателем , что повышает надежность металла

0 труб экранной системы и пароперегревател , снижает образование окислов азота.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ сжигани  жидкого топлива в го- 5 релках путем подачи параллельными пото- , ками топлива и воздуха через центральные и периферийные подовые горелки с образованием потока продуктов сгорани  снизу вверх, отличающийс  тем, что, с целью 0 повышени  экономичности путем улучшени  смесеобразовани , топливо в центральных горелках подают встречно воздушному потоку.