Спосіб роботи котлового агрегату

Способ работы котельного агрегата, со держащий котел с топкой, воздуходувк у и два параллельно установленных дымососа, один из которых подключен к воздуходувке, путем подачи в топку котла топлива и воздуха совместно с газами рециркуляции, сжигания топлива , ох ла ж де ния продук тов сгорания и вывода их из котла дымососами с одновременным регулированием разрежения в топке к отла, отлич а ющийся те м, что на всех нагрузках котла работу дымососа, подключенного к воздуходувке, осуществля ют с по стоянной, но мина льной производительностью, а разрежение в топке регулируют изменением производительности второго дымососа, причем расход газов рециркуляции, подаваемых в топку, равен 0,11-0,17 количества продуктов сгорания. ел Изобретение относится к системам регулирования к омбинированных паровых котлов с другими устройствами. Предлагаемый способ работы котельного агрегата разработан для паровых и водогрейных котлов производительностью от 75 до 220 т/ч, а также может быть использован для пылеугольных котлов, работающих на газе и мазуте. В связи с ухудшением экологической обстановки, способ работы котельного агрегата, позволя ющий з нач ите льно сниз ить выход NOx и СО в продуктах сгорания, является более экологически чистым, экономичным и перспективным среди уже известных. Известен способ работы котельного агрегата [1], содержащий котел с топкой, воздух одувк у и дымосос, подк люче нный к воздуходувке, путем подачи в топку котла топлива, воздуха и газов рециркуляции, сжигания топлива с одновременным регулирование м разряже ния в ней, ох лажде ния продуктов сгорания и отвода их из котла дымососом. В известном агрегате невысокая экономичность при работе на переменных режимах, так как один дымосос в широк ом диапазоне нагрузок работает с низким КПД. Известен способ работы котельного агрегата, содержащего котел с топкой, воздуходувку и два параллельно установленных дымососа, один из которых подключен к воздуходувке [2] путем подачи в топку котла топлива, воздуха и газов рециркуляции, сжигание топлива в топке с одновременным ре О 15612 гулированием разряжения в ней, охлаждения продуктов сгорания и отвода их из котла дымососами. Агрегат, работающий по способу-прото типу, обладает пониженной экономично- 5 стью, так как взаимное влияние друг на друга параллельно работающих дымососов вызывает трудности в поддержании необхо димого разряжения в топке и обеспечива нии оптимальной работы дымососов. 10 В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа работы котельного агрегата, в котором, благодаря установленным режимам работы дымососов и величинам расходов газов рециркуляции, 15 обеспечивается снижение выхода в продуктах сгорания оксидов азота на 30-50% и оксидов углерода СО на 20-30%; а также поддержание оптимального разряжения в топке и оптимального расхода газов рецир- 20 куляции. Все это позволяет повысить экономичность работы котельного агрегата. Поставленная задача решена тем, что в способе работы котельного агрегата, содержащего котел с топкой, воздуходувку и два 25 параллельно установленных дымососа, один из которых подключен к воздуходувке, путем подачи в топку котла топлива и воздуха совместно с газами рециркуляции, сжига-ние топлива, охлаждения продуктов 30 сгорания и вывода их из котла дымососами с одновременным регулированием разрежения в топке котла, согласно изобретению, на всех нагрузках котла работу дымососа, подключенного к воздуходувке, осуществляют с 35 постоянной, номинальной производительностью, а разряжение в топке регулируют изменением производительности второго дымососа, причем расход газов рециркуляции, подаваемых в топку, равен 0,11-0,17 40 количества продуктов сгорания. На чертеже изображен котельный агрегат. Котельный агрегат содержит котел 1 с экранированной топкой 2, оснащенной го- 45 релками 3 и конвективную шахту 4, осна щенную воздухоподогревателем 5, воздуходувками б и дымососами 7 и 8. Ды мосос 8 подключен газопроводом 9, снаб женным шибером 10 к воздуходувкам 6. 50 Дымососы 7 и 8 на всасе снабжены регули рующими органами 11 и 12. Дымосос 7 снаб жен регулирую щим органом 13, установленным на газоходе после подсоеди нения газопровода 9. ' 55 Способ работы котельного агрегата осуществляется следующим образом. Воздуходувки 6 нагревают воздух и газы рециркуляции, подаваемые дымососом 7 в воздухоподогреватель 5, и далее в горелки 3, куда также подают топливо. Образовавшуюся топливо-воздушно-газовую смесь сжигают в топке 2. Продукты сгорания, проходя по газовому тракту котла 1 охлаждаются и дымососами 7 и 8 отсасываются в атмосферу. Часть продуктов сгорания в виде газов рециркуляции в количестве, равном (0,11-0,17) количества продуктов сгорания, возвращают в топку 2 котла 1. Такое количество газов рециркуляции, как показали проведенные исследования, позволяют максимально уменьшить содержание окислов азота в продуктах сгорания при одновременном высоком качестве сжигания топлива. Расход газов рециркуляции регулируется в зависимости от нагрузки котла шибером 10. На всех нагрузках котла 1 нагрузку дымососа 7 поддерживают постоянной, равной номинальной. Данная нагрузка обеспечивается регулирующими органами 11 и 13 и не зависит от нагрузки дымососа 8 и расхода газов рециркуляции, что позволяет работать с оптимальным КПД и обеспечивать оптимальный расход газов рециркуляции. Регулирование разрежения в топке 2 осуществляется изменением нагрузки дымососа 8 при помощи регулирующего органа 12. Таким образом, совокупность указанных отличительных признаков позволяет снизить содержание окислов азота в продуктах сгорания и повысить экономичность путем поддержан ия оптима льно го разрежения в топке и оптимального расхода газов рециркуляции. Ориентировочный экономический эффект от использования предлагаемого изобретения на одном котельном агрегате, оснащенном двумя параллельными дымососами мощностью 170 т.пар/час, составит 100 тыс. руб/год. Контроль дымовых газов осуществляли на содержание NOx, CO и Ог. П р и м е р 1 (на прототип). Паровая нагрузка котла Даг0,7Дном'|1>120 т/ч. Дутьевые вентиляторы 6 нагнетают воздух в воздухоподогреватель 5, откуда по воздухопроводу подают в горелочные устройства 3. После смешения с топливом образующуюся топливовоздушную смесь сжигают в топочной камере 2, откуда продукты сгорания поступают в конвективную шахту 4, воздухоподогреватель 5, дымососы 7 и 8, и по газоходу в дымовую трубу. Шибер 13 перекрывает 50% сечения газохода за дымососом 7. Электрическая нагрузка дымососов равномерна xj-^LO, а суммарная электрическая нагрузка дымососов та ?. Разность давлений за дымо 15612 сосом 7 и перед дутьевыми вентиляторами 6 рециркуляции дымовых газов (и соответстопределяет переток части дымовых газов по венно максимальное снижение концентраперепускному трубопроводу 9 в воздушный ции NOx) достигается при максимальной тракт перед дутьевыми вентиляторами, где их неравномерности загрузки дымососов 7 и 8. смешивают с дутьевым воздухом. Сте- 5 Однако, необходимость поддержания трепень рециркуляции составила г=1,5%, кон- буемого разрежения в топочной камере (5 центрация оксидов азота 800 мг/м 3, а мм.в.ст.) вносит ограничение в предлагаеразрежение в топочной камере 5 мм. в. ст. мый способ и указывает на то, что данной П р и м е р ы 2-4 (на прототип). Так же, как паропроизводительности и максимальной в примере 1, только суммарную электри- 10 нагрузке дымососа 7 соответствует единстческую нагрузку дымососов соответственно венное оптимальное значение электричеустанавливают NCyr=0,6; 0,8; 1,0 NcyTmax. При этом ской нагрузки дымососа 8, равное степень рециркуляции дымовых газов N8=0.2Nmax=0,2N7. составила t-1,7; 2,4; 3,2%, концентрации окБыла проведена серия экспериментов, сидов азота 780, 750, 720 мг/м3, а разреже- 15 преследующая цель определения оптимальниє в топочной камере 7, 10, 13 мм.в.ст. ного значения электрической нагрузки дыВидно, что, несмотря на некоторое увемососа 8 при различной паропроизводиличение рециркуляции дымовых газов и сотельности котла. ответствующее снижение концентрации П р и м е р ы 10-13 (по заявляемому NOx, происходит увеличение разрежения в 20 способу). Так же, как в примерах 5-9, только топке, что недопустимо. паровая нагрузка котла составляет П р и м е р 5 (по заявляемому способу). Д=0,8Дном=136т/ч. Электрическую нагрузку Паровая нагрузка котла Д=0,7Дном=120 т/ч. дымососа 7 устанавливают N7=Nmax, а элекДутьевые вентиляторы 6 нагнетают воздух в трическую нагрузку дымососа 8 последовавоздухоподогреватель 5, откуда по воздухо- 25 тельно устанавливают N8=0,8; 0,6; 0,4; 0.2 Nmax. проводу подают в горелочные устройства 3. Соответственно суммарная электрическая После смешения с топливом образующуюся нагрузка обоих дымос осов снижалась смесь сжигают в топочной камере 2, откуда NcyT=0,9; 0,8; 0,7; 0,6 NCyTmax, степень рецирпродукты сгорания поступают в конвективную куляции г увеличилась последовательно 2,7; шахту 4, воздухоподогреватель 5, дымо- 30 сосы 6,5; 10,4; 11,7%. Концентрация оксидов азо7 и 8, и по газоходу в дымовую трубу. Шибер та составила 770, 540, 360, 330 мг/м , а раз13 перекрывает 50% сечения газохода за режение в топочной камере 8,7; 6,9; 5,0; 3,1 дымососом 7. Электрическую нагрузку ММ.В.СТ (оПТИМаЛЬНОе N8=0,4Nmax= -0.4N7). дымососа 7 устанавливают N7=Nm ax, и элекП р и м е р ы 14-16 (по заявляемому трическую нагрузку дымососа 8 устанавли- 35 способу). Так же, как в примерах 5-9, только вают Ne^ O.eNmax. Суммарная электрическая паровая нагрузка котла составляет нагрузка об оих дымососов с оставляет Д=0,9ном=153 т/ч. N7=Nmax; N8=0,8; 0,6; NCyT=0,9NcyTmax. При этом степень рециркуляции 0,4Nmax. Электрическая нагрузка обоих дысоставляет г=3,5%, содержание оксидов азота мососов снижалась NCyT=0,9; 0,8; 0,7NCyTmax, а 700 мг/м3, а разрежение в топке 40 11 мм.в.ст. степень рециркуляции г последовательно (что недопустимо). увеличивалась 4,0; 6,0; 9,7%. Концентрация Примеры 6-9 (по заявляемому способу). оксидов азота составляет 790,420,390 мг/м3, Так же, как в примере 5, только электрическую а разрежение в топочной камере составляет нагрузку дымососа 8 последо- ватель-но 7,0; 5,0; 3,3 мм.в.ст. (оптимальное устанавливают N8=0,6; 0,4; 0,2; 0,1 Nmax. 45 N8=0,6Nmax=0,6N7). Соответственно суммарная электрическая П р и м е р ы 17-19 (по заявляемому нагрузка обоих дымососов снижалась способу). Так же, как в примерах 5-9, только тах NcyT=0,8; 0,7; 0,6; 0,55 ЫСут . При этом степень паропроизводительность котла составляет рециркуляции составила соответственно 2,5; Д-Дном-170 т/ч. Электрическую нагрузку 7,1; 12,5; 13,2%, концентрация 50 оксидов дымососа 7 поддерживают NT^Nmax. а элеказота 500, 410, 320, 310 мг/м3, а разрежение в трическую нагрузку дымососа 8 устанавлитопке 8,9; 7,0; 5,0; 3,2 мм.в.ст. вают N8=1,0; 0,8; 0,6Nm ax. При этом суммарная электрическая нагрузка обоих дымоПриведенные данные показывают, что при сосов снижается NcyT^I.O; 0,9; 0,8; NC yTmax. поддержании постоянной электриче- 55 ской Степень рециркуляции (г) составляет 4,2; нагрузки N7=Nmax дымососа 7 и при 8,5; 9,5%, концентрация окислов азота 810, фиксированной паровой нагрузке котла 480, 400 мг/м , а разрежение в топочной Д=0,7Дном=120 т/ч, максимальная степень камере 7,5; 5,0; 3,2 мм.в.ст. 15612 Упорядник Замовлення 4192 Техред М.Моргентал Коректор А.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101