Топка кипящего слоя парогазовых установок

 

Использование: в теплоэнергетике, в частности в топках кипящего слоя для парогазовых установок, особенно при сжигании низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: Топка 2 содержит камеру сгорания с зоной 5 кипящего слоя на газораспределительной решетке 6, патрубки 8 и 9 подачи топлива в зону кипящего слоя и вывода шлака соответственно. Топка 2 снабжена тангенциальными завихрителями 12 и рубашкой 13 воздушного охлаждения ее стенок, подключенными к патрубкам 20 и 18 подзода воздуха. Внутри камеры сгорания размещены отражающий свод 7 над зоной кипящего слоя, форсунки 14 впрыска охладителя и циклон 10 для очистки дымовых газов выполненный с высоковольтным электрофильтром . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) ((() ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739059/06 (22) 18.09.89 (46) 30.08.92. Бюл, N. 32 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского Комсомола (72) В.И.Пеньков, Д.Н.Гринченко и М,П.Кулик (56) Волков Э.П., Стельмах Г.П., Перепелкин

А.В, Сгорая в воздушном фонтане, Энергия, М 10, 1988 г., с, 47-49.

Авторское свидетельство СССР

М 1368568,.кл. F 23 С 11/02, 1986. (54) ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК (57) Использование; в теплоэнергетике, в частности в топках кипящего слоя для парога(я)ю F 23 С 11/02, F 01 К 21/02 зовых установок, особенно при сжигании низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: Топка 2 содержит камеру сгорания с зоной 5 кипящего слоя на газорасйределительной решетке 6, патрубки 8 и 9 подачи топлива в зону кипящего слоя и вывода шлака соответственно. Топка 2 снабжена тангенциальными завихрителями 12 и рубашкой 13 воздушного охлаждения ее стенок, подключенными к патрубкам 20 и 18 подвода воздуха, Внутри камеры сгорания размещены отражающий свод 7 над зоной кипящего слоя, форсунки 14 впрыска охладитеия и циклон 10 для очистки дымовых газов выполненный с высоковольтным электрофильтром. 1 ил.

1758338

Изобретение относится к теплоэнергетике. в частности к топкам кипящего слоя парогазовых установок, и может найти широкое применение в паротурбинных блоках, особенно при сжигании низкосортных твердых топлив.

Известна топка «кипящего слоя для неполнаго сжигайия низкосортного твердого топлива, содерЖащая зону воспламенения с решеткой для поддержания кипящего слоя. камеру продуктов неполного сгорания, внешний циклон для очистки высокотемпературных дымовых газов, а также система 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 загрязняют окружающую среду.

Известна также топка кипящего слоя парогазовых установок, содержащая верхнюю и нижнюю зоны кипящего слоя, находящегося в ограниченной стенками камере сгорания с системами подачи топлива и вывода шлака, газораспределительную решетку для поддержания кипящего слоя, а также циклон для очистки дымовых газов.

Недостатком известной топки кипящего слоя является большой объем выбрасываемых вредных веществ, v числу которых следует отнести частички пыли и окислы азота; которые образуются при высоких температурах в присутствии атмосферного воздуха.

Цель изобретения — снижение количества вредных выбросов в атмосферу, Поставленная цель достигается тем, что топка кипящего слоя парогазовых установок преимущественно для сжигания низко"сортных твердых топлив. содержащая ограниченную стенками камеру сгорания с зонами кипящего слоя топлива на газораспределительной решетке и зоной неполного сгорания, патрубки подвода воздуха под решетку и е зону кипящего слоя, и вывода шлаков, а также циклон для очистки дымовых газов, дополнительно снабжена тангенциальными эавихрителями. форсунками впрыска воды и отражающим сводом, при этом последний размещен над зоной кипящего слоя, форсунки впрыска воды — в зоне неполного горения, а топка выполнена с рубашкой воздушного охлаждения ее стенок, причем в последних размещены патрубки подвода воздуха, расположенные над отражающим сводом и подключенные к завихрителям, а циклон выполнен с высоковольтным электрофильтром и размещен внутри топки.

На чертеже показана принципиальная схема конструкции топки кипящего слоя, а также схема парогазовой установхи, где она может применяться.

5 На чертеже показаны, 1 — основная топка парогазовой установки, 2- топка кипящего слоя, 3 — паротурбинная установка. включающая паровую турбину, электрогенератор и конденсатор, 4 — газотурбинная

10 установка, включающая компрессор, газовую турбину и электрогенератор, 5 — кипящий слой угля в нижней части камеры сгорания топки кипящего слоя, 6 — газораспределительная решетка, 7 — отражающий

15 свод, 8 — патрубок подачи топлива, 9 — патрубок вывода шлака, 10 — циклон очистки дымовых газов, 11 — высоковольтный электрофильтр, размещенный внутри циклона, 12 — тангенциальный завихритель топки, ус20 троенный в средней части стенок камеры сгорания, 13- воздушная рубашка охлаждения топки кипящего слоя, 14 — форсунки впрыска воды, 15 — тангенциальные завихрители циклона, 16 — труба выхода очищен25 ных дымовых газов рабочего тела ГТУ, 17— высоковольтный ввод электрофильтра 11, 10 — воздуховод подачи воздуха от компрессора ГТУ 4 в воздушную рубашку 13 топки . кипящего слоя, 19 — газопровод подачи ра30 бочего тела к газовой турбине ГТУ, 20— воздухопровод подачи воздуха к тангенциальным завихрителям 12 топки кипящего слоя, 21 — выхлоп газовой турбины ГТУ 4 в основную топку котельного агрегата.

35 Топка кипящего слоя для сжигания ниэкосортного твердого топлива включается в состав энергетической установки, которая работает следующим образом.

В основную топку 1 котельного агрегата

40 подают измельченное твердое топливо, где оно сжигается. Туда же сбрасывается и выхлоп газовой турбины ГТУ 4. Образовавшийся в котле пар поступает на паровую турбину, где генератором вырабатывается

45 электроэнергия по обычной схеме, а конден-1 сат йара подают в котел. Воздух компресСором, входящим в состав ГТУ 4, подают в . топку кипящего слоя qo воздухопроводам . 20 и 18. По воэдухопроводу 20 подают пер50 вичный воздух (сжатый) от компрессора для дожигания продуктов газификации твердого топлива, образовавщихся в кипящем слое

5 топки кипящего слоя. По воздухаваду 18 часть воздуха от компрессора падают в ваз55 душную рубашку13 охлаждения тапки кипящего слоя и далее этот воздух через

;газораспределительную решетку 6 поступает в нижнюю часть кипящего слой. Туда же па патрубку 8 поступает твердое измельченное топливо.

1758338 кипящего слоя, Очищенные газы по трубе выхода очищенных газов 16 поднимаются и выходят из топки кипящего слоя 2 по газопроводу 19 и направляются в газовую турбину 4, после рабочего цикла в которой они сбрасываются в основную топку 1 котельного агрегата.

Таким образом, в топке кипящего слоя для сжигания твердого топлива йроходит его газификация, продукты горения с высокими значениями температуры после очистки от взвегенных частичек золы поступают в газовую турбину. Ввиду действия циклона и электрофильтра с высокой степенью эффективности очищаются продукты газификации от твердых частиц, а впрыском пара или води в зону над кипящим слоем подавляется образование окислов азота. В результате значительно снижаются вредные выбросы в атмосферу.

Техред M,Ìîðãåèòàë Корректор А. Мотыль

Редактор И. Касарда

Заказ 2985 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

В результате газификации твердого топлива в кипящем слое 5 камеры сгорания образуются газообразные продукты, способные гореть с выделением тепла, которые собираются в пространстве над кипящем 5 слоем 5 и через щели в отражающем своде .7 поступают в пространство, ограниченное завихрителями 12, где смешиваются с первичным воздухом от компрессора и догорают. При этом повышается температура 10 газовых продуктов (рабочего тела ГТУ).

Зола из кипящего слоя 5 по патрубку 9 вывода шлака выводится из топки кипящего слоя. В процессе горения отражающий свод

7 отражает тепло и твердые частички в ки- 15 пящий слой, в том числе и на вновь поступающее топливо, что повышает его температуру и ускоряет процесс газификации твердого топлива в кипящем слое. Температуру образовавшихся продуктов в 20 пространстве над кипящем слоем, а также в зоне тангенциальных завихрителей 12 регулируют впрыском воды (пара) форсунками

14 в щели отражающего свода 7. Таким впрыском подавляются также процессы об- 25 раэования окислов азота и снижается обьем вредных выбросов в атмосферу.

Образовавшиеся газы над кипящим слоем и в пространстве, ограниченном завихрителями 12, закручиваются, перемеши- 30 ваются и поднимаются по кольцевой щели между стенками топки кипящего слоя и встроенным циклоном 10. При этом значительная часть золы отбрасывается к внутренней стенке и вдоль нее опускается к 35 кипящему слою. Далее грубоочищенные газы поступают в эавихрители 15 циклона 10 и, закручиваясь, опускаются вдоль осадительного и игольчатого электродов встроенного высоковольтного электрофильтра 11. 40

npvi этом на частички золы одновременно действуют две силы: центробежные — отбрасывающие к стенке (от закручивания потока), и силы электростатического притяжения в электрофильтре 11. Частички эолы опуска- 45 ются по нижней трубе циклона 10 в кипящий слой 5 и по патрубку 9 выводятся из топки

Формула изобретения

Топка кипящего слоя парогазовых установок преимущественно для сжигания низкосортных твердых топлив, содержащая ограниченную стенками камеру сгорания с зонами кипящего слоя топлива на газораспределительной решетке и неполного сгорания, патрубки подвода воздуха под решетку и в зону неполного сгорания, патрубки подачи. топлива в зойу кипящего слоя и вывода шлака, а также циклон для очистки дымовых газов. отличающаяся тем, что, с целью снижения колйчества вредных выбросов в атмосферу, топка дополнительно снабжена тангенциальными завихрителями, форсунками впрыска воды и отражающим сводом, последний размещен над зоной. кипящего слоя, форсунки впрыска — в зоне неполного сгорания, а топка выполнена с рубашкой воздушного охлаждения ее стенок, причем в последних размещены патрубки подвода воздуха, расположенные над отражающим сводом и подключенные к завихрителям; а циклон выполнен с высоковольтным электрофильтром и размещен внутри камеры сгорания.