Принципиальные схемы термической подготовки углей для организации безмазутной растопки и подсветки факела топочных камер котлов 4 страница

растопочной в конусном расширяющемся канале 21, а также путем создания высокой температуры внутри циркуляционной трубы 5 за счёт подсоса топочных газов из амбразуры 10 топки 11 котла в циркуляционную трубу 5 и лучистой составляющей факела топки, достигается быстрое воспламенение горючей смеси и полное выгорание пыли без избытка воздуха, что снижает образование окислов азота в отходящих дымовых газах, чем и достигается решение задачи изобретения.

На рис. 4.26,а изображён вертикальный разрез топки котла с установкой горелочного устройства с коленообразными выходными участками в торцевой стенке периферийной камеры сгорания в положении «для растопки котла», на рис.4.26,б – вертикальный разрез топки котла с установкой горелочного устройства с коленообразными выходными участками в положении «для подсветки» факелом горелочного устройства надподового пространства центральной камеры сгорания, на рис.4.26,в – горизонтальный разрез топки котла, с установкой горелочного устройства c дугообразными выходными участками в боковой стенке периферийной камеры сгорания.

Топка содержит центральную 1 и, по меньшей мере, одну периферийную 2 камеры сгорания, разделённые экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, заведённое внутрь периферийной камеры 1 сгорания через торцевую 6 или боковую 7 стенки периферийной камеры 2 сгорания и содержащее коаксиально установленные циркуляционную трубу 8 и горелочный насадок 9, с образованием кольцевого зазора 10 между ними, в расширенные входные торцы 11 и 12 которых заведены соосно входным участкам с кольцевыми зазорами 13 и 14 коаксиально установленные сопла 15 и 16 подачи, соответственно, пыли высокой концентрации (ПВК) и горячего воздуха. Эти сопла подачи соединены с источниками 17 и 18 пыли высокой концентрации (ПВК) и горячего воздуха, при этом сопла 15 и 16 установлены стационарно и неподвижно и жестко скреплены между собой на входных участках. Центральная камера 2 сгорания содержит под 19 и лётку 20 для выхода жидкого шлака, размещённые ниже пода 21 периферийной камеры 1 сгорания, выполненной в виде муфеля, причём циркуляционная труба 8 и горелочный насадок 9 жёстко скреплены между собой радиальными пластинчатыми вставками 22 и на своих выходных участках выполнены в виде колена 23 или дуги 24 и имеют возможность синхронного осевого поворота относительно сопел 15 и 16 подачи соответственно пыли высокой концентрации и горячего воздуха. В торцевой 6 (или боковой 7) стенке выполнено цилиндрическое отверстие 25, в которое с кольцевым зазором 26 заведены горелочный насадок 9 с циркуляционной трубой 8 внутри, имеющие возможность осевого поворота и продольного осевого перемещения относительно стенки 6 (или 7). При этом в кольцевом зазоре 26 может быть установлен подшипник (не обозначен) для облегчения осевого поворота и продольного осевого перемещения горелочного насадка 9 с циркуляционной трубой 8 внутри. Поворотный узел горелочного устройства 5 размещен вне периферийной камеры 2 сгорания в холодной зоне и включает попарно скреплённые на входных и выходных участках выходные торцы сопел 15 и 16 подачи пыли и воздуха и входные торцы 11 и 12 циркуляционной трубы 8 и горелочного насадка 9, телескопически заведённые друг в друга своими соответственно выходными и входными торцами, выполненными с кольцевыми зазорами 13 и 14 и обеспечивает не только осевой поворот горелочного насадка 9 с циркуляционной трубой 8 внутри относительно стационарных сопел 15 и 16 подачи пыли и воздуха, но и осевое продольное перемещение горелочного насадка 9 и циркуляционной трубы 8 относительно сопел 16 и 15 за счёт телескопического исполнения поворотного узла.

Внутри периферийной камеры 2 сгорания установлены две запальные горелки 27 – для прогрева муфеля периферийной камеры 2 и для прогрева выходного участка горелочного устройства 5, расположенного внутри периферийной камеры 2, перед растопкой котла, соединённые с источниками 28 и 29 соответственно легковоспламеняющегося топлива и горячего воздуха.

Для поворота горелочного устройства 5 установлен рычаг 30 в хомуте 31, охватывающем расширенный входной торец 12 горелочного насадка 9. Горелочное устройство 5 выполнено из термостойкой стали.

Топка работает следующим образом: включаются запальные горелки 27 при подаче легковоспламеняющегося топлива и воздуха от источников 28 и 29 топлива и воздуха, прогреваются периферийная камера 2 сгорания и выходной участок горелочного устройства 5, размещённый внутри периферийной камеры сгорания 2.

Затем в растопочном режиме подаются в горелочное устройство 5 пыль высокой концентрации (ПВК) с первичным воздухом и горячий воздух от источников 17 и 18 пыли (ПВК) и горячего воздуха. В растопочном режиме горелочное устройство 5 устанавливается с помощью рычага 30 так, что ось выходного участка его располагается горизонтально, а после растопки ось выходного участка направляется поворотом рычага 30 на лётку 20 центральной камеры 1 сгорания для подсветки факелом горелочного устройства 5 надподового пространства центральной камеры 1 сгорания с целью обеспечения надёжной эвакуации жидкого шлака из пода 19 центральной камеры 1 сгорания. Осуществляется синхронный осевой поворот одновременно горелочного насадка 9 и циркуляционной трубы 8, размещённой внутри горелочного 7 насадка, и жёстко скреплённого с ним. Для более точного направления факела горелочного устройства 5 на лётку 20 осуществляется также осевое синхронное продольное перемещение горелочного насадка 9 с циркуляционной трубой 8 внутри относительно стенки 6 (или 7) периферийной камеры 2 сгорания в зазоре 26 с одновременным осевым продольным перемещением относительно стационарных сопл 15 и 16 подачи пыли и горячего воздуха, обеспечиваемым зазорами 13 и 14 и телескопическим исполнением поворотного узла.

В горелочном устройстве 5 осуществляется ступенчатая подача горячего воздуха и ступенчатое смешение его с пылью, для чего используется система из двух коаксиальных труб – циркуляционной трубы 8 и горелочного насадка 9. Пыль высокой концентрации (ПВК) подается с первичным воздухом в сопло 15, на выходе из которого за счёт эжекции подсасывается через кольцевые зазоры 13 вторичный воздух, подаваемый из сопла 16.

В циркуляционной трубе 8 происходит турбулентное смешение пыли высокой концентрации со вторичным воздухом для разбавления ПВК до оптимальной растопочной концентрации и далее, на выходном торце циркуляционной трубы 8 пыль смешивается с третичным воздухом, выходящим из выходного торца горелочного насадка 9, где происходит воспламенение пыли от запальной горелки 27.

После стабилизации воспламенения запальные горелки 27 отключаются, а после выхода котла на рабочий режим, горелочное устройство 5 направляется осью своего выходного участка с помощью поворота рычагом 30 на лётку 20 для подсветки надподового пространства центральной камеры 1 сгорания и обеспечивает вытекание жидкого шлака из лётки 20.

Таким образом, благодаря возможности поворота и осевого продольного перемещения подвижной части горелочного устройства 5 обеспечивается не только растопка котла, но и подсветка надподового пространства центральной камеры 1 сгорания, что исключает застывание жидкого шлака и, как следствие, перерыв в работе котла, чем и достигается выполнение задачи изобретения, при этом поворотный узел вынесен за наружную стенку периферийной камеры 2 сгорания в холодную зону, что обеспечивает надёжность его работы.

Рис. 4.26,а. Безмазутное растопочное устройство с поворотной горелкой: 1,2 – центральная и периферийная камеры сгорания; 3 – экран; 4 – перепускное окно; 5 – горелочное устройство; 6, 7 – торцевая и боковая стенки периферийной камеры 2 сгорания; 8 – циркуляционная труба; 9 – горелочный насадок; 10, 13, 14, 26 – кольцевые зазоры; 11,12 – входные торцы циркуляционной трубы 8 и горелочного насадка 9;

15, 16 – коаксиальные сопла подачи пыли высокой концентрации (ПВК) и горячего воздуха17; 18 – источники (ПВК) и горячего воздуха; 19 – под центральной камеры 1 сгорания; 20 – лётка; 21 – под периферийной камеры 2 сгорания; 22 – радиальные пластинчатые вставки; 23 – колена; 24 - дуги; 25 – цилиндрическое отверстие;

27 – запальные горелки; 28,29 – источники легковоспламеняющегося топлива и горячего воздуха; 30 – рычаг; 31 – хомут

Рис. 4.26,б. Вертикальный разрез топки котла с установкой горелочного устройства с коленообразными выходными участками в положении «для подсветки» факелом горелочного устройства надподового пространства центральной камеры сгорания

Рис.4.26,в. Поворотная горелка топки котла, с установкой горелочного устройства c дугообразными выходными участками

На рис. 4.27,а,б,в изображёна принципиальная схема универсального горелочного устройства. Горелочное устройство содержит растопочную горелку 1, включающую циркуляционную трубу 2 с муфелем 3, размещённую в воздушном коробе 4, перед входным торцом которой установлено кольцевое сопло 5 подачи пыли высокой концентрации (ПВК), сопло 6 горячего воздуха, тангенциально пристыкованное к кольцевому соплу 5, и растопочная мазутная форсунка 7, установленная внутри кольцевого сопла 5 подачи ПВК, заведённого через фронтальную стенку 8 воздушного короба внутрь муфеля 3 циркуляционной трубы 2, а с противоположной стенки 9 воздушного короба 4 к нему пристыкован входным торцом горелочный насадок 10, выходной торец которого заведён внутрь амбразуры 11 горелочного устройства топки 12 котла, при этом оси циркуляционной трубы 2 и горелочного насадка 10 установлены горизонтально и диаметры их одинаковы. Горелочное устройство содержит также дополнительную горелку 13 с коаксиальными соплами 14 и 15 подачи ПВК и горячего воздуха, ось которой направлена на под (не обозначен) камеры сгорания топки 12 котла под острым углом к оси растопочной горелки 1.К соплу 14 подачи ПВК соосно может быть пристыковано сопло 6 подачи горячего воздуха для создания растопочной концентрации пыли на выходе из дополнительной горелки 13. Оси циркуляционной трубы 2 и горелочного насадка 10 установлены эксцентрично относительно друг друга и лежат в одной вертикальной плоскости с образованием между циркуляционной трубой и горелочным насадком в верхней их части зазора 16, через который в горелочный насадок 10 растопочной горелки 1 заведен выходной торец указанной дополнительной горелки 13, ось которой лежит в этой же вертикальной плоскости, при этом выходной и входной торцы внутренних поверхностей соответственно муфеля 3 и горелочного насадка 10 в нижней их части состыкованы между собой заподлицо, а входной торец дополнительной горелки 13 заведён внутрь воздушного короба 4 через его фронтальную стенку 8 над муфелем 3 циркуляционной трубы 2. Муфель может быть выполнен из фасонных клиновых кирпичей, фиксируемых в кожухе 17 муфеля 3, выполненном для удобства монтажа из нижнего и верхнего полуцилиндров 18 и 19, состыкованных в горизонтальной плоскости, при этом нижний полуцилиндр 18 установлен под муфелем 3 и закреплён на противоположных стенках воздушного короба 4, а верхний размещён над муфелем 3 и может быть выполнен из разъёмных полуколец.

При необходимости с целью увеличения подачи воздуха проходное сечение зазора 16 может быть расширено за счёт выполнения на воздушном коробе 4 откоса 20 в виде прилива с боковинами 21, скашивающего прямой угол в месте стыка воздушного короба 4 с горелочным насадком 10 в верхней его части. Сопла 5 и 14 подачи ПВК в растопочную и дополнительную горелки 1 и 13 соединены соответственно пылепроводами 22 и 23 с источником 24 ПВК через трёхходовой кран 25, причём выходной торец растопочной мазутной форсунки 7 установлен внутри кольцевого сопла 5 подачи ПВК в растопочную горелку.

Кольцевое сопло 5 подачи ПВК выполнено соосно муфелю 3 и размещено между коаксиальными внешним и внутренним патрубками 26 и 27, открытыми в муфель 3, и заглушено плоской кольцевой крышкой 28 с наружной стороны. К патрубку 26 тангенциально подсоединёны пылепровод 22 ПВК и воздушное сопло 6. Внутри патрубка 27 размещены

Рис. 4.27,а. Принципиальная схема универсального горелочного устройства: 1 – растопочная горелка; 2 – циркуляционная труба; 3 – муфель; 4 – воздушный короб; 5 – кольцевое сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК); 6 – сопло горячего воздуха; 7 – растопочная мазутная форсунка; 8, 9 – стенки воздушного короба 4; 10 – горелочный насадок; 11 – амбразура; 12 – топка котла; 13 – дополнительная горелка;

14, 15 – коаксиальные сопла подачи ПВК и горячего воздуха; 16 – зазор; 17 – кожух муфеля 3; 18,19; – нижний и верхний полуцилиндры кожуха 17; 20 – откос:

21 – боковины; 22,23 – пылепроводы; 24 – источник ПВК; 25 – трёхходовой кран;

26,27 – патрубки; 28,30 – кольцевые крышки; 29 – запальник; 31 – гляделка;

32 – источник горячего воздуха.

выходной торец растопочной мазутной форсунки 7 и запальник 29, заведённые через плоскую круглую крышку 30, установленную с наружной стороны с гляделкой 31. Воздушный короб 4 соединён с источником 32 горячего воздуха.

Горелочное устройство работает следующим образом: с помощью запальника 29 поджигается мазут в растопочной мазутной форсунке 7 и прогревается муфель 3 растопочной горелки 1.

После прогрева муфеля 3 до температуры самовоспламенения пыли в растопочном режиме на раскалённые стенки муфеля 3 через кольцевое сопло 5 тангенциально подается ПВК, поступающая от источника 24 ПВК через трёхходовой кран 25 и пылепровод 22, и горячий воздух через сопло 6. Аэросмесь воспламеняется при контакте со стенками муфеля 3 и поступает в горелочный насадок 10, в который через зазор 16 поступает горячий воздух из воздушного короба 4, При контакте с воздухом горючие летучие, выделившиеся из топлива в муфеле 3, воспламеняются и своим факелом поджигают коксовую основу, догорающую в камере сгорания топки 12

А-А

Рис.4.27,б. Поперечный разрез универсального горелочного устройства

Б-Б

Рис.4.27,в. Разрез Б-Б универсального горелочного устройства

котла. После растопки котла растопочная мазутная форсунка 7 отключается, а поступающая от источника 24 ПВК трёхходовым краном 25 постепенно переключается на сопло 14 подачи ПВК через пылепровод 23 на дополнительную горелку 13, в которую через сопло 15 подается горячий воздух. В факеле растопочной горелки 1 пыль, выходящая из выходного торца дополнительной горелки 13, воспламеняется и поступает в камеру сгорания топки 12, в её надподовое пространство, где сгорает и подсвечивает жидкий шлак, обеспечивая его безостановочную эвакуацию из лётки (не обозначена) топки 12 котла. Предлагаемое техническое решение позволяет с помощью одного горелочного устройства, содержащего две горелки – растопочную и дополнительную – повысить эффективность и экономичность воспламенения топлива и обеспечить надёжное вытекание жидкого шлака из камеры сгорания топки котла.

На рис. 4.28 изображена схема безмазутной растопки котла с индуктором. Предлагаемая система растопки содержит источник пыли 1, растопочную горелку 2, запально-сигнальное устройство 5, электронагреватель, выполненный в виде индуктора 7. Растопочная горелка 2 присоединена к периферийной камере сгорания 16, выполненной в виде муфеля и подключенной к центральной топочной камере котла 17, которая отделена от периферийной камеры 16 настенным экраном 18 и сообщается с ней перепускным окном 19. Растопка котла работает следующим образом. Включается индуктор 7 и запально-сигнальное устройство 5. Прогревается кольцевой канал 10 и муфель

Рис. 4.28. Растопочное горелочное устройство с индуктором в предтопке котла:

1 – источник угольной пыли; 2 – растопочная горелка; 3, 4 – основной и байпасный пылепроводы; 5 – запально-сигнальное устройство; 6 – линия горячего воздуха;7 – индуктор; 8 – катушка; 9 – магнитопровод; 10 – кольцевой канал; 11 – воздушный зазор;

12, 13 – входной и выходной патрубки кольцевого канала; 14 – электроизоляция;

15 – термоизоляция; 16 – периферийная камера сгорания; 17 – центральная камера сгорания топки котла; 18 – настенный экран; 19 – перепускное окно; 20 – источник легковоспламеняющегося топлива; 21 – наружная стенка кольцевого канала;

22, 23 – радиальные перегородки; 24 – внутренняя стенка кольцевого канала 10

периферийной камеры 16 за счет сгорания в нем легковоспламеняющегося топлива. Затем подается пыль от источника 1, которая за счет центробежной силы отбрасывается к наружной раскаленной стенке 21 кольцевого канала, затем пыль вновь измельчается при ударе об радиальную перегородку 23 и совместно с выделившимися горючими газами через выходной патрубок 13 поступает в растопочную горелку 2, в которой происходит воспламенение горючих газов от пламени запльно-защитного устройства 5. После стабилизации горения факела в растопочной горелке 2 и выхода её на рабочий режим, запально-сигнальное устройство 5 отключается, а затем отключается индуктор 7.

В виду того, что перед подачей в растопочную горелку 2 топки котла прогревается вся пыль, воспламенение происходит более эффективно и обеспечивает безотказность растопки котла, чем и достигается решение задачи данного технического предложения.