Топка киплячого шару парогазових установок

Топка кипящего слоя парогазовых уста новок преимущественно для сжигания низ косортных 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 зону кипящего слоя и вывод шлака, а также циклон для очистки дымовых газов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что топка дополнительно снабжена тангенциальными завихрителями, форсунками впрыска воды и отражающим сводом, при этом, 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. Винахід відноситься до теплоенергетики, зокрема до поток кип'ячого шару парогазових установок, І може широко застосовуватися в паротурбінних блоках, особливо при спалюванні твердого палива низької якості. Відома топка кип'ячого шару для неповного спалювання твердого палива, що включає зону загорання з решіткою для підтримки кип'ячого шару, камеру продуктів неповного згорання, зовнішній циклон для очищення високотемпературних димових газів, а також системи подачі палива І виводу шлаків Із зони газифікації твердого палива [1]. Проте, поряд з утворенням газових продуктів неповного згорання твердого па лива низької якості при його спалюванні у ВІДОМІЙ топці утворюється велика кількість окислів азоту та Інших шкідливих Інгредієнтів, що забруднюють навколишнє середовище. Відома топке кип'ячого шару парогазових установок [2], що складається Із обмеженої стінками камери згорання Із зонами кип'ячого шару палива на газорозподїльчій решітці І неповного згорання, патрубків підводу повітря під решітку І в зону неповного згорання, патрубків подач! палива в зону кип'ячого шару І виводу шлаків, а також циклона для очищення димових газів. Однак, для відомої топки характерно те, що при спалюванні в ній твердого палива (20)95321059, 12.10.93 (21)4739059/SU (22) 18.09.86 (24) 30.06.97 (46) 30.06.97. Бюл. N? З (56) 1. Волков Э.П., Стельмах Г.П., Перепелкин А.В. Сгорая в воздушном фонтане. Энергия, 10, 1988, с. 47-49. 2. Авторское свидетельство СССР № 1368568, кл. F 2 3 C 11/02, 1986. (72) Пеньков Вячеслав Іванович. Грінченко Дмитро Микитович, Кулик Михайло Павло вич (73) Державний університет "Львівська політехніка" (UA) С > о О 15622 низької якості в присутності атмосферного повітря утворюються також великі об'єми окислів азоту. Разом з тим, при цьому в атмосферу викидається також значна КІЛЬКІСТЬ золи (твердих частинок вугільного пилу). В основу винаходу поставлено завдання створення такої топки кип'ячого шару парогазової установки, в якій подавления процесу утворення окислів азоту в димових газах та додаткове їх очищення від золи дозволило б зменшити кількість шкідливих викидів в атмосферу, І тим самим підвищити екологічність установки. Поставлене завдання вирішується тим, що топка кип'ячого шару парогазових установок, переважно для спалювання низько; якісного твердого палива, що складається Із обмеженої стінками камери згорання Із зонами кип'ячого шару палива на газорозподільчій решітці І неповного згорання, патрубків підводу повітря під решітку І в зону неповного згорання, патрубків подачі палива в зону кип'ячого шару І виооду шлаків, а також Із циклона для очищення димових газів, згідно з винаходом, топка додатково обладнана тангенціальними завихрювачами, форсунками вприску води І відбиваючим екраном, при цьому останній розташований над зоною кип'ячого шару, форсунки вприску води - в зоні неповного згорання, а сама топка виконана з рубашкою повітряного охолодження її стінок, причому в стінках останньої розташовані патрубки підводу повітря, що розміщені над відбиваючим екраном І підключені до завихрювачів, а циклон виконаний разом Із високовольтним електрофільтром та розташований всередині камери згорання. Додаткове обладнання топки кип'ячого шару завихрювачами, форсунками вприску води та відбиваючим екраном дозволяє підвищити ефективність спалювання твердого палива низької якості, подавити процес утворення окислів азоту. А додаткове виконання циклона разом Із високовольтним електрофільтром та його розташування всередині камери згорання зменшує викиди в атмосферу золи (твердих частинок вугільного пилу). Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена конструкція топки кип'ячого шару в складі парогазової установки, де 1 - основна топка парогазової установки, 2 - топка кип'ячого шару, 3 паротурбінна установка (ПТУ), яка складається Із парової турбіни, конденсатора відпрацьованої пари та електрогенератора, 4 - газотурбінна установка (ГТУ), яка скла дається з газової турбіни, компресора та електрогенератора. Сама топка 2 кип'ячого шару складається з кип'ячого шару 5 твердого палива, 5 який утримується на газорозподільчій решітці б, а над кип'ячим шаром 5 розташований відбиваючий екран 7. Об'єм, обмежений решіткою б, екраном 7 та боковими стінками, називається камерою згорання, 10 яка на кресленні не пронумерована. До кип'ячого шару 5 тверде паливо поступас по патрубку 8, а Із нього, по патрубку 9 виводяться шлаки, В верхній частині топки кип'ячого шару 2 (всередині) розташований 15 циклон 10 для очищення димових газів, який виконаний разом Із високовольтним електрофільтром 11. В середній частині топки кип'ячого шару 2 конструктивно сформовані тангенціальні завйхрювачі 12, а 20 сама топка 2 виконана з повітряною рубашкою охолодження 13. В прорізях відбиваючого екрану 7 змонтовані форсунки вприску води 14. Вбудований циклон 10 має: на вході свої тангенціальні завйхрювачі 15, 25 вихідну трубу 16 очищенних газів (робочого тіла ГТУ), а також високовольтний вхід 17 електрофільтра. На кресленні також показані: 18 - повітропровід подачі повітря від компресора ГТУ 4 до повітряної рубашки 13 ЗО топки кип'ячого шару, 19 - газопровід подачі робочого тіла до газової турбіни ГГУ 4, 20 - повітропровід подачі повітря до тангенціальних завихрювачів 12 топки кип'ячого шару, 21 - вихлоп газової турбіни ГТУ 4 в 35 основну топку 1 котельного агрегату. Топка кип'ячого шару для спалювання твердого палива низької якості входить до складу енергетичної установки, яка працює слідуючим чином. В основну топку 1 котель40 ного агрегату поступас подріблене тверде паливо, де воно спалюється. Туди ж поступає також вихлоп 21 газової турбіни ГТУ 4. Пара, що утворюється в котлі, поступає на парову турбіну, де генератором виробляється 45 електроенергія по звичайній схемі, а конденсат повертається назад в котел. Повітря компресором, що входить до складу ГТУ 4, подають в топку кип'ячого шару по повітропроводах 20 і 18. По повітропроводу 50 20 первинне повітря (стиснуте в компресорі) подають для допалювання продуктів газифікації твердого палива, які утворюються в кил'ячому шарі 5 топки. А по повітропроводу 18 частина повітря від того 55 ж компресора поступає в повітряну рубашку охолодження 13 топки кип'ячого шару, а дальше те ж повітря через газорозподільчу решітку 6 поступає в нижню частину кип'ячого шару 5. Туди ж по патрубку 8 подається тверде подріблене паливо. В 15622 результаті газифікації твердого палива в кип'ячому шарі 5 камери згорання утворюються газоподібні продукти, що можуть горіти з виділенням тепла, і вони збираються в об'ємі над кип'ячим шаром 51 через щілини в екрані 7 переходять в простір, обмежений завихрювачами 12, де зміщуються з первинним повітрям від компресора І догорають. При цьому підвищується температура газових продуктів (робочого тіла ГТУ). Зола Із кип'ячого шару 5 по патрубку 9 виходу шлаків виводиться Із топки кип'ячого шару. В процесі горіння відбиваючий екран 7 відбиває тепло на тверді частинки в кип'ячий шар 5, в тому числі на свіже паливо, що підвищує його температуру та прискорює процес газифікації твердого палива в кип'ячому шарі 5. Температуру газоподібних продуктів в просторі над кип'ячим шаром 5, а також в зоні тангенціальних завихрювачів 12 регулюють вприском води (пари) форсунками 14 в щілини відбиваючого екрану 7. Таким чином, подавлюється також процес утворення окислів азоту та значно зменшується об'єм шкідливих викидів в атмосферу. Гази, що утворилися над кип'ячим шаром 5, а також в об'ємі, обмеженому тангенціальними завихрюввачами 12 переміщуються, піднімаються вверх по кільцевій між стінками топки І вбудованим циклоном 10. При цьому, значна частина золи відкидується до стінки, 1 по ній повертається вниз до кип'ячого шару 5. Дальше, 5 грубоочищені гази через завихрювачі 15 циклона 10 проходять мимо осаджу вального та Ігольчатого електродів вбудованого електрофільтра 11. Тут, на частинки золи діють дві сили (відцентрова та електростатич10 ного притягування в електрофільтрі 11). Затримані частинки золи по нижній трубі циклона 10 повертаються в кип'ячий шар 5, а очищені гази по трубопроводу 16 виходять Із топки, а по газопроводу 19 направляються в 15 газову турбіну ГТУ 4, після робочого циклу в якій вони скидуються в основну топку 1 котельного агрегату. Таким чином, в топці кип'ячого шару для спалювання твердого палива низької якості 20 проходить його газифікація, а продукти горіння газифікованного палива з високими параметрами після грубої та тонкої очистки від частинок золи поступають на газову турбіну. 25 Завдяки дії циклону та електрофільтра продукти очищаються з високою степінню, а завдяки вприску води чи пари в зону над кип'ячим шаром подавляються процеси утворення окислів азоту, чим значно зменшу30 ються об'єми шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу. ЩІЛИНІ 15622 1 \I9 И N / J ^ Упорядник Замовлення 4193 Техред М.Моргентал LTT Tl Коректор Л. Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101