Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА

СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в энергетике для сжигания газомазутного топлива с низким выбросом в атмосферу окислов азота. Сущность: часть газовоздушного потока закручивают и подают с коэффициентом избытка воздуха, равным 0,5 . . . 0,7, другую часть подают на смещение с первой и поддерживают суммарный коэффициент избытка воздуха равным 0,85 - 0,95, причем скорость смеси на выходе из горелки равна 20 - 150 м/с. 7 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2013699
Класс(ы) патента: F23D17/00
Номер заявки: 4865321/06
Дата подачи заявки: 20.09.1990
Дата публикации: 30.05.1994
Заявитель(и): Подберезский А.И.; Шестаков Н.С.; Соболев В.М.; Михайлов С.Я.
Автор(ы): Подберезский А.И.; Шестаков Н.С.; Соболев В.М.; Михайлов С.Я.
Патентообладатель(и): Соболев Виктор Михайлович
Описание изобретения: Изобретение относится к сжиганию и может быть использовано в энергетике. До настоящего времени в мировой практике нет способа сжигания газомазутного топлива с глубоким снижением выбросов в атмосферу оксидов азота без снижения экономичности.
Известен способ сжигания газа путем подачи газовоздушной смеси в слой гранулированного промежуточного теплоносителя и одновременно охлаждения до 1100-1300оС. При этом в газовоздушную смесь добавляют инертные газы в количестве 25-30% от расхода смеси и охлаждение слоя осуществляют на уровне 2/3 его высоты. Цель способа - снижение NOx в продуктах сгорания [1] .
К существенным недостаткам данного способа можно отнести незначительное снижение вредных выбросов в атмосферу; сложность создания требуемого соотношения компонентов; сложность в технологии создания условий выполнения способа.
Известен способ очистки дымовых газов при помощи активированного угля. При снижении активности угля его регенерируют 80% -ной серной кислотой.
Существенный недостаток данного способа - использование для очистки активированного угля и серной кислоты.
Известен способ сжигания топлива путем одновременной подачи компонентов горения двумя потоками в зону сжигания, один из которых является богатой топливовоздушной смесью, смесь подают с α = = 0,5-0,8, а второй имеет бедную топливовоздушную смесь с α = 1,3-1,6.
Цель этого способа - снижение содержания NOx[2] . Основные недостатки данного способа - недостаточное снижение содержания NОх и снижение экономичности сжигания.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является принятый за прототип способ сжигания газомазутного топлива путем подачи газовоздушного потока тангенциально к условию вертикальному телу вращения посредством блочных прямоточно-вихревых горелок [3] .
Цель изобретения - снижение выбросов в атмосферу оксидов азота без снижения экономичности.
Цель достигается тем, что в отличие от известного способа сжигания газомазутного топлива путем подачи газовоздушного потока тангенциального к условно вертикальному телу вращения посредством блочных прямоточно-вихревых горелок, новым является то, что в предлагаемом способе подачу топлива в газовоздушную смесь в закрученной части потока на выходе из горелки поддерживают для обеспечения в ней коэффициента избытка воздуха α в пределах 0,5-0,7 при коэффициенте избытка воздуха в нижних частях секций горелки или в горелки со сбросным соплами в пределах 0,85-0,95, а скорости газовоздушной смеси на выходе из горелки устанавливают в пределах 20-150 м/с,
На фиг. 1 изображена топка с блочными прямоточно-вихревыми горелками; на фиг. 2 - прямоточно-вихревая горелка; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг; 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - вид В на фиг. 2; на фиг. 6 - график зависимости от коэффициента избытка воздуха; на фиг. 7 - график зависимости от скорости воздуха на выходе из горелки.
Топка 1 содержит на менее трех прямоточно-вихревых горелок 2, которые состоят из секций 3. Горелки размещены тангенциально к воображаемой горизонтальной окружности 4 (фиг. 3) с осью, совпадающей с центральными осями 5 топки 1 или отдельных частей 6 той же топки. Секция прямоточно-вихревой горелки состоит из аксиального завихрителя 7 (фиг. 2). Выше горелок размещены сбросные сопла 8 (фиг. 4), для подачи газа имеются периферийные каналы 9 (фиг. 5) и центральные 10. Жидкое топливо подают через форсунки 13, установленные в центральные каналы 10 горелки.
Способ сжигания газомазутного топлива осуществляется следующим образом.
Воздух подается через прямоточно-вихревые горелки 3 частично (до 20-30% ) через аксиальный завихритель 7 и остальной - прямотоком. При данном соотношении, как показали исследования, обеспечивается наличие активной устойчивой зоны обратных токов 14 (фиг. 2). Топливо подают как в прямоточную часть потока 11, так и в закрученную 12 (фиг. 2). При этом в закрученную часть подают топливо в количестве, обеспечивающем α = 0,5-0,7. При этих условиях происходит полное подавление NOx. При α = 0,4-0,45 происходит активное сажеобразование, что в целом ухудшает экономичность котла из-за механического недожога. Как показали эксперименты, при α= 0,75-0,85 происходит резкое возрастание выбросов NOx. При α = 0,9 образование NOx резко снижается (см. график на фиг. 6). В связи с этим через нижние секции 15 подается воздух в количестве α = = 0,85-0,95. Если есть сбросные сопла, то через все секции 3 подают воздух в количестве до α = 0,9.
Как показали экспериментальные исследования, на образование NOx оказывает влияние скорость воздуха на выходе из горелки. Была получена следующая зависимость (см. график на фиг. 7). Наличие нисходящей ветви можно объяснить тем, что при α < 1 с увеличением скорости улучшается качество смешения топлива с воздухом, что приводит к сокращению количества локальных зон с α≥ 1, где существенно вырастает вероятность образования оксидов азота. Наличие горизонтальной части свидетельствует о достижении автомодельности процесса, где обеспечивается минимум вероятности образования локальных зон с α> 1 (например, углы топки и пр. ) и соответственно достижимый минимум образования NOx.
Исследования на котле БКЗ-320 ТЭЦ-17 Ленэнерго показали, что при скорости на выходе из горелок > 20 м/с и подаче в них рециркулирующих газов в количестве от 10 до 45% содержание NOx снизилось от 70 мг/м3 до 30-40 мг/м3. При том αух составило 1,05-1,07.
Наличие сбросных сопл, направленных против вращения газов, дополнительно снижает NOx на 10-15% . Направлены против, так как за счет улучшения смешения исключается образование локальных зон в рабочем объеме камеры с повышенным избытком воздуха, способствующего образованию NOx. При скорости газовоздушной смеси на выходе из горелок, больших 150 м/с, резко возрастает мощность вспомогательного оборудования.
Формула изобретения: СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА путем подачи смеси газовоздушного потока и топлива тангенциально к условно вертикальному телу вращения посредством блочных прямоточно-вихревых горелок, отличающийся тем, что, с целью снижения выбросов в атмосферу оксидов азота без снижения экономичности, часть газовоздушного потока закручивают и подают с коэффициентом избытка воздуха, равным 0,5 - 0,7, другую часть подают на смешение с первой и поддерживают суммарный коэффициент избытка воздуха, равный 0,85 - 0,95, причем скорость смеси на выходе из горелки равна 20 - 150 м/с, кроме того, подают дополнительный воздух для дожигания топлива.