Топка кипящего слоя парогазовых установок

 

Использование: в теплоэнергетике, в частности в топках кипящего слоя для парогазовых установок, преимущественно при сжигании низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: Топка содержит камеры подвода воздуха и сгорания, разделенные газораспределительной решеткой. Поверхность боковой стенки камеры сгорания образована соединенными коническим яереходом соосно расположенными цилиндрами большего и меньшего диаметров со- Ответственно и снабжена воздушной рубашкой охлаждения. Вдоль оси и по всей

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739058/06 (22) 18.09.89 (46) 30,08.92. Бюл. N. 32 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Д.H.Ãðèí÷åíêî и M.Ï.Êóëèê (56) Волков Э.П., Стельмах Г,П., Перепелкин

А.В. Сгорая в воздушном фонтане, Энергия

И. 10, 1988, с. 47-49.

Авторское свидетельство СССР

N. 1368568, кл. F 23 С 11/02, 1986.. (54) ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК Ж„„1758337 Al

Сущность изобретения: Топка содержит камеры подвода воздуха и сгорания, разделенные гаэораспределительной решеткой.

Поверхность боковой стенки камеры сгорания образована соединенными коническим переходом соосно расположенными цилиндрами большего и меньшего диаметров соответственно и сйабжена воздушной рубашкой охлаждения. Вдоль оси и по всей

1758337

30 высоте топки размещен цилиндрический высокотемпературный воздухоподогреватель. имеющий тепловую изоляцию 22 с размещенной в ней и навитой по спирали трубкой подвода и отвода охлаждающей ,жидкости. а также пронизывающие его тепловые трубки. Одни трубки размещены равномерно по высоте в радиально-шахматном порядке в зоне кипящего слоя, а другие трубки — в зоне неполного сгорания наклонИзобретение относится к теплоэнергетике, s частности к топкам кипящего слоя для парогазовых установок, и может найти применение В паротурбинных блоках, особенно при сжигании низкосорткых твердых топлив.

Известна топка кипящего слоя для неполного сжигания низкосортного твердого топлива, содержащая зону разложения топлива (газификации) с решеткой для поддержания кипящего слоя, камеру продуктов неполного сгорания, внешний циклон для очистки высокотемпературных дымовых газов, а также системы подачи топлива и вывода шлака иэ зоны газификации топлива.

Наряду с образованием газовых продуктов неполного сгорания твердого топлива при работе указанной топки образуется достаточно большое количество окислов азота, которые загрязкяют окружающую среду.

Известна также топка кипящего слоя парогаэовых установок, содержащая выносной циклон для очистки дымовых газов, а также ограниченные боковыми стенками и разделенные гаэораспределител ьной решеткой последовательно расположенные по высоте камеры подвода воздуха и сгорания, при этом последняя имеет расположенную над решеткой зону кипящего слоя и зону неполного сгорания, а также патрубки подвода воздуха в зону неполного сгорания, подачи топлива в зону кипящего слоя и вывода шлака.

Недостатком известной топки кипяще го слоя является большой объем выбрасываемых вредных веществ, к числу которых следует отнести окислы азота, которые образуются при вцсоких температурах в присутствии атмосферного воздуха.

Цель изобретения — уменьшение количества вредных выбросов в атмосферу.

Поставленная цель достигается тем, что топка кипящего слоя парогазовых установок преимущественно для сжигания низкосортных твердых топлив, содержащая но по отношению к стенке воздухоподогревателя с размещением абриса цилиндрической спирали, В коническом переходе имеются тангенциальные завихрители, подключенные к пэтрубку подвода воздуха. В зоне неполного сгорания размещены форсукки для впрыска охладителя. Топка имеет выносной циклон, а также патрубки подачи топлива и вывода шлака соответственно; 2 з и. ф., 1 ил.

ВынОснОЙ циклОн для ОчиСтки дымОВых газов и ограниченные боковыми стенками, разделенные гэзораспределительной решеткой последовательно расположенные по высоте камеры подвода воздуха и сгорания, при этом, последняя имеет располо- женную над решеткой зону кипящего слоя и зону неполного сгорания. а также патрубки подвода воздуха в зону неполного сгорания. подачи топлива в зону кипящего слоя и вы; вода шлака, дополнительно снабжена форсунками для впрыска охладителя, тангенциальными завихрителями. полым цилиндрическим высокотемпературным воздухоподогревателем и выполнена с воздушной рубашкой охлаждения боковой стенки камеры сгорания, при этом поверхность последней образована двумя соединенными между собой полым коническим переходом сооско расположенными полыми цилиндрами различных диаметров, причем зона кипящего слоя ограничена по высоте цилиндром большего диаметра, форсунки размещены B зоне неполного сгорания, тангенциальные завихрители — в коническом переходе боковой стенки каме-. ры сгорания и подсоединены к патрубку подвода воздуха, а воэдухоподогреватель выполнен с тепловой изоляцией на внешней и внутренней поверхности боковой стенки и установлен внутри камер соосно с последКроме того, воэдухоподогреватель выполнен с тепловыми трубками, по всей вы35 соте пронизывающими его боковую стенку, при этом последние в нижней части воздухоподогревателя, ограниченной зоной кипящего слоя, размещены равномерно по высоте в радиально-шахматном порядке. а

40 в верхней — наклонно по отношению к боковой стенке воэдухоподогревателя с образованием абриса цилиндрической спирали, а сам воэдухоподогреватель снабжен навитой по спирали трубкой подвода и отвода охлаждающей жидкости, размещенной

1758337

10

40 внутри тепловой изоляции как с внешней,. так и с внутренней сторон.

На чертеже показана принципиальная конструктивная схема топки кипящего слоя парогазовых установок;

На чертеже показаны; 1 — основная топка котла, 2 — топка кипящего слоя, 3 — паровая турбина с генератором, 4 — воздушная турбина, 5 — компрессор газотурбинной установки, 6 — генератор ГТУ, 7 — конический переход, 8 — высокотемпературный воздухоподогреватель, 9 — цилиндр большего диаметра, 10 — цилиндр меньшего диаметра, 11 — патрубок подачи топлива, 12 — патрубок вывода шлака; 13 — тангенциальные завихрители, 14 — форсунки впрыска охладителя, 15 — в@косной циклон, 16 — газораспределительная решетка, 17 — выходная линия компрессора, 18 — воздушня рубашка охлаждения топки кипящего слоя, 19 — выхлоп воздушной турбины, 20- нижняя часть воздухоподогревателя (регенератор), 21— трубка подвода и отвода охлаждающей жидкости, 22 — теплоизоляция высокотемпературного воздухоподогревателя, 23— тепловые трубки, размещенные в зоне кипящего слоя, 24- тепловые трубки, размещенные в камере сгорания, 25 — контур циркуляции охлаждающей жидкости, 26— воздухопровод от компрессора к завихрителям 13, 27 — воздухопровод от компрессора к воздушной рубашке 18 охлаждения топки кипящего слоя, 28 — воздухопровод нагретого рабочего тела к воздушной турбине, 29— воздухопровод от компрессора к высокотемпературному воздухоподогревателю.

Цилиндр большего диаметра 9, соединенный коническим переходом 7 с цилиндром меньшего диаметра 10, образуют камеру подвода воздуха и камеру сгорания.

Причем последняя имеет расположенную над газораспределительной решеткой 16 зону кипящего слоя и зону неполного сгорания. Высокотемпературный воздухоподогреватель 8 пронизывает объем, ограниченный цилиндрами и 10 и расположенный соосно с ними, В зоне конического перехода в стенках выполнены тангенциальные завихрители, а внутри камеры неполного сгорания размещены форсунки для впрыска охладителя, Тепловые трубки пронизывают высокотемпературный воздухоподогреватель в нижней части в радиально-шахматном порядке, а в верхней его части - наклонно по отношению к боковой стенке с образованием абриса цилиндрической спирали. Все остальные связи топки кипящего слоя с элементами и блоками парогазовой установки ясны из. приведенного чертежа.

Топка кипящего слоя предложенной конструкции включается в состав парогазовой энергетической установки. которая работает следующим образом.

Компрессором 5 ГТУ сжимается атмосферный воздух, по воздухопроводу 29 подается в нижнюю часть топки кипящего слоя и направляется в высокотемпературный воздухоподогреватель 8, где нагревается от тепловых трубок 24, которые при этом передают только тепловой поток из зоны кипящего слоя и зоны неполного сгорания, а s нижней части воздухоподогревателя — тепло от Ьыхлопных газов турбины, которые поступают по воздухопроводу 19 под газораспределительную решетку 16, На этой решетке формируется кипящий слой.. В зоне газификации твердого топлива (в кипящий слой топливо поступает по патрубку 11) проходит его газификация, в камере неполного сгорания — его горение, В результате нагревается воздух в высокотемпературном воздухоподогревателе (рабочее тело ГТУ). который поступает на ГТУ (турбину 4) с выработкой электроэнергии в электрогенераторе 6, Продукт неполного сгорания (в камере неполного сгорания подавляется образование окислов азота подачей в эту зону форсунками 14 охладителя) поднимается и направляется в циклон 15 для очистки. Газы после очистки направляются в основную топку котельного агрегата для полного догорвния, утилизации и выработки электроэнергии по обычной схеме. Шлам после очистки в циклоне 15 направляется в зону кипящего слоя, откуда шлак по патрубку 12 вы водится.

Часть сжатого воздуха от компрессора

5 по воздухопроводу 26 подается в тангенциальные завихрители 13, создающие закрученный поток в зоне неполного сгорания. Вторая часть воздуха от компрессора 5 ГТУ по воздухопроводу 27 подается в воздушную рубашку охлаждения стенок топки кипящего слоя. В контуре циркуляции охлаждающей жидкости (навитой по спирали трубки вокруг стенок.воздухоподогревателя) обеспечивается снижение температуры стенок высокотемпературного воздухоподогревателя и тем самым его работоспособность на протяжении длительного времени, Таким образом, в топке кипящего слоя парогазовых установок происходит газификация низкосортного твердого топлива с уменьшением вредных выбросов в атмосферу, а продукты газификации могут использоваться для выработки электроэнергии как по схеме ГТУ, так и по схеме ПТУ при сжи1758337

Редактор И. Касарда Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А. Мотыль

Заказ 2985 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г: Ужгород, ул.Гагарина, 101 гании их в основной топке котельного агрегата.

Формула изобретения

1. Топка кипящего слоя парогазовых установок преимущественно для низкосортных топлив, содержащая выносной циклон для очистки дымовых газов и ограниченные боковыми стенками, разделенные газораспределительной решеткой, последовательно расположенные по высоте камеры подвода воздухам сгорания, последняя имеет расположенную над решеткой зону кипящего слоя и зону неполнОго сгорания, а также пвтрубки подвода воздуха в зону неполного сгорания, подачи топлива в зону кипящего слоя и вывода шлака, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу, топка до- полнительно снабжена форсунками для впрыска охладителя, тангенциальными завихрителями, полым цилиндрическим высокотемпературным воздухоподогревателем, и выполнена с воздушной рубашкой охлаждения боковой стенки камерй сгорания, поверхность последней образована двумя соединенными между собой полым коническим переходом соосно расположенными полыми цилиндрами различных диаметров, причем эона кипящего слоя ограничена по высоте цилиндром с большим диаметром, форсунки размещены в зоне неполного сгорания, тангенциальные завихрители — в ко5 ническом переходе боковой стенки камеры сгорания и подсоединены к патрубку подвода воздуха, а воздухоподогреватель выполнен с тепловой изоляцией на внешней и внутренней поверхностях боковой стенки и

10 установлен внутри камер соосно с последними.

2. Топка по и. 1, отличающаяся тем, что воздухоподогреватель выполнен с тепловыми трубками, по всей высоте

15 пронизывающими его боковую стенку., последние в нижней части воздухоподогревателя, ограниченной зоной кипящего слоя, размещены равномерно по высоте в радиально-шахматном порядке, а в верхней

20 — наклонно по отношению к боковой стенке воздухоподогревателя с образованием абриса цилиндрической спирали.

3. Топка по и. 1, о тл и ч а ю ща я с я тем, что воздухоподогреватель снабжен на25 витой по спирали по всей высоте последнего трубкой подвода и отвода охлаждающейжидкости, размещенной внутри слоя тепловой изоляции.