Паровой котел

 

Использование: в энергетических паровых котлах, предназначенных для работы на твердом топливе и природном газе. Сущность изобретения: в газовом тракте котла размещены пароперегреватель (4-8), экономайзер 3. воздухоподогреватель 2, основной теплообменник 10, включенный по греющей стороне в воздушный тракт воздухоподогревателя 2, а по нагреваемой в водяной тракт экономайзера 3, и дополнительно подключенный через запорные органы с байпасом к пароперегревателю, а также дополнительный теплообменник 21, включенный нагреваемым трактом параллельно через запорные органы с байпасом к экономайзеру (при работе котла на газе) и к пароперегревателю (при работе на угле). 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (I1) (sI>s F 22 В 33/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857686/06 (22) 27,06.90 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (75) Г.В Авдеев и В.P. Котлер (56) Авторское свидетельство СССР . ЬЬ 1413361, кл. F 23 1 15/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР .

М 1455115, кл. F 22 В 33/18, 1986. (54) ПАРОВОЙ КОТЕЛ . (57) Использование: в энергетических паровых котлах, предназначенных для работы на твердом топливе и природном газе. Сущность изобретения: в газовом тракте котла размещены пароперегреватель(4-8), экономайзер 3, воэдухоподогреватель 2, основНоА теплообменник 10, включенный по греющей стороне в воздушный тракт воздухоаодогревателя 2, à по нагреваемой в водяной тракт экономайзера 3, и дополнительно подключенный через запорные органы с байпасом к пароперегревателю, а также дополнительный теплообменник 21, включенный нагреваемым трактом параллельно через запорные органы с байпасом к экономайзеру (при работе котла на газе) и к пароперегревателю (при работе на угле). 1 ил.

)о

I QO

I @0 О

1() ! .Ъ

1768863

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в конструкциях энергетических паровых котлов, предназначенных для работы на твердом топливе и природном газе.

Известны паровые котлы на твердом топливе, снабженные дополнительными теплообменниками, установленными на тракте подачи воздуха на систему пылеприготовления, Нагреваемой средой является питательная вода до экономайэера, греющей — горячий воздух после воздухоподогревателя.

Недостатками данной схемы являются:

1. Пониженный потенциал тепла первичного воздуха. что в случае ухудшения характеристик топлива, а именно, увеличение влажности и зольности угля и связанного с этим уменьшения теплоты сгорания, ведет к ограничению производительности системы пылеприготовления и следовательно нагрузки котла.

2. Температура сушильного агента — горячего воздуха перед системой пылеприготовления не влияет на выход окислов азота, т.к. температура обработанного суш.агента определяется Правилами технической эксплуатации и находится в пределах 70140 С. При работе котла на газе высокая температура вторичного воздуха обуславливает повышенный выход окислов азота.

Известны также паровые котлы. снабженные дополнительными теплообменниками, в которых уже воздух на систему пылеприготовления дополнительно догревается паром с пароперегревателя котла с температурой 510-520 С. Пароперегреватель в этом случае должен быть с повышенной поверхностью нагрева (повышение металлоемкости) с расчетом на дополнительный отбор тепла на дополнительный догрев воздуха. При работе котла на газе повышенная температура первичного воздуха при высокой температуре вторичного воздуха (температура воздуха после трубчатого воздухоподогревателя определяется условиями работы котла на твердом топливе) обуславливает высокий выход окислов азота.

Цель изобретения — обеспечение нагрузки котла и необходимых параметров пара при работе котла как на угле, так и на газе при минимально необходимой поверхности нагрева пароперегревателя при обеспечении допустимых норм выбросов окислов азота как на угле, так и при переходе с угля на гаэ.

Цель изобретения достигается тем, что в предлагаемом техническом решении котел снабжается так же как по прототипу второй теплообменник 21, связанный либо

50. с трактом перегрева пара с помощью подводящего 20 и отводящего паропроводов 22 с запорными органами 23 и 24 с байпасом 25, либо с трактом питательной воды с подводящим трубопроводом 26, отводящим 28, за55 порными органами 27 и 29 и байпасом 30.

Работа котла на угле, Теплообменники 10 связаны с трактом перегрева. После предпоследней ступени пароперегревателя 7 пар с температурой

500 — 520 С по паропроводу 9 при открытом

40 теплообменником, включенным по греющей среде в воздушный тракт воздухоподогревателя (в отличие от прототипа не на ответвлении тракта горячего воздуха на cv„стему пылеприготовления, à íà aecb расход горячего воздуха после воздухоподогревателя), а по нагреваемой среде через запорные органы с байпасом в тракт питательной воды до водяного экономайзера, (что обеспечивает при работе на газе снижение температуры воздуха) и кроме того снабжается дополнительным вторым теплообменником, размещенным в газовом тракте перед экономайзером (по ходу газов) и включенным нагреваемым трактом через запорные органы с байпасом либо к пароперегревателю (котел работает на угле с отбором тепла от пароперегревателя на дополнительный нагрев воздуха), либо к экономайзеру (котел работает на газе), а основной геплообмен р .. «| ник греющим трактом дополнительно подключен через запорные органы с байпасом к пароперегревателю (что обеспечивает при работе котла на угле повышенную температуру горячего воздуха).

На чертеже предложена схема котла.

Предложен котел с топкой 1, двухступенчатым воздухоподогревателем 2, двухступенчатым водяным экономайзером 3 и пароперегревателем, состоящим из потолочного пароперегревателя 4. пароперегревателя 1 . ступени 5, ширмового пароперегревателя 6. предпоследней ступени пароперегревателя 7 и выходной ступени

8, Ступень 7 соединена со ступенью 8 перепускным паропроводом 9, выведенным на боковые стороны котла. Сбоку котла, по сторонам конвективной шахты, устанавливаются теплообменники 10, связанные либо с трактом перегрева пара с помощью подводящего паропровода 9 и отводящего 11 с запорными органами 12 и 14 и байпасом J3, либо с трактом питательной воды с помощью подводящего трубопровода 15 и отводящего 16 с запорными органами 17 и 18 и байпасом 19.

8 конвективной шахте перед водяным экономайзером (по ходу газов) установлен

1768863 запорном органе 12 поступает в теплообменник 10, где догревает воздух после воздухоподогревателя 2 да температуры 450 С и возвращается в тракт пароперегревателя при открытом запорном органе 14 по трубопроводу 11. Регулирующий орган 13 на байпасе прикрыт. Питательная вода по трубопроводу 15 через регулирующий орган байпаса 19 и трубопровод 16 поступает в водяной экономайзер 1 ступени, Запорные органы 17 и t8 закрыты. Теплообменник 21 связан также с трактом перегрева пара. Пар с потолочного пароперегревателя 4 поступает а теплообменник 21 по паропроаоду 20 при открытом запорном органе 23 и возвращается в тракт пароперегреаателя по паропроводу 22 с открытым запорным органом

24, Регулирую ций орган 25 на бзйпасе прикрыт. Питательная вода из водяного экономайзера 3 поступает через трубопровод 26 через регулирующий орган байпэса 30 и трубопровод 28 в барабан котла. Зэпорные ,органы 27 и 29 закрыты.

При работе котла на угле в тракт пароперегревателя включается дополнительная поверхность нагрева 21, теплоаосприятие которой компенсирует отбор тепла на дополнительный нагрев воздуха в теплообменниках 10.

Работа котла на газе.

Теплообменники 10 связаны с трактом питательной воды до водяного экономайзера. Вода по трубопроводу 15 с открытым запорным органом 17 поступает в теплообменник 10 и охлаждает воздух после воздухоподогревателя 2 до 250-290 С . после чего по трубопроводу 16 с открытым запорным органом 18 поступает в водяной экономайзео 1 ступени. Регулирующий орган 19 на байпасе прикрыт. Пар из предпоследней ступени 7 поступает в последнюю ступень пароперегревателя 8 через байпас 13 при закрытых запорных органах 12 и 14. Теплообменник 21 также включен в тракт питательной воды после водяного экономайзера через открытые запорные органы 27 и 29, а регулирующий орган 30 на байпасе прикрыт. Из парового тракта теплообменник 21 исключен с помощью запорных органов 23 и 24 и пэр помимо теплообменника 21 из потолочного пароперегревателя а пэроперегреватель 1 ступени 5 поступает через регулирующий орган байпаса 25.

В результате при работе котла на природном газе обеспечивается дополнительное снижение выбросов окислов азота за счет снижения температуры горячего воздуха до 250-290 С и надежная работа системы регулирования температуры перегрева па5

55 ра за счет исключения дополнительной поверхности из тракта пароперегревателя и включения ее в тракт экономайзера., что обеспечивает наиболее эффективное использование поверхности нагрева (минимально необходимая поверхность пароперегревателя — это снижение металлоемкости котла при сохранении экономичности — сохранение высокого КПД котла).

Дополнительное снижение выбросов окислов азота эквивалентно снижению доли рециркуляции газов, либо снижению массы впрыска воды или пара в факел через горелки. Оба последних мероприятия при одинаковом эффекте по снижению выбросов окислов азота ведут к снижению КПД котла и замена этих мероприятий предлагаемым техническим решением по сути есть повышение КПД котла на соответствующую величину. Кроме того, применение рециркуляции газов в целях снижения выбросов окислов азота при номинальной нагрузке может быть ограничено по условиям черезмерного перегрева пара, хотя именно при номинальной нагрузке выброс окислов азота максимален.

При работе котла на угле при колебаниях характеристик топлива (увеличение влажности и зольности) за счет установки дополнительных теплообменников обеспе- чивается надежная и экономичная работа котла со вспомогательным оборудованием (воздух догревается до 450 С паром, а отбор тепла от пароперегреват ля компенсируется тепловосприятием дополнительной поверхности, включенной в начальный участок тракта перегрева пара).

Формула изобретения

Паровой котел, содержащий размещенные последовательно в газовом тракте пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель. воздушный тракт которого подключен к топке, а также основной теплообменник, включенный по греющей стороне в воздушный тракт воздухоподогреаателя, а по нагреваемой — e водяной тракт экономайзера, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и эффективности путем снижения образования оксидов азота. он снабжен дополнительным теплообменником, размещенным в газовом тракте перед экономайзером и включенным нагреваемым трактом параллельно через запорные органы к экономайзеру и пароперегревателю, а основной теплообменник нагреваемым трактом дополнительно подключен байпасным трубопроводом, снабженным запорным органом, к пароперегревателю.