Топка кипящего слоя парогазовых установок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК НИЕ ИЗО ОП кин ия,Оз- аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ ПАРОГАЗВЫХ УСТАНОВОК(57) Использование: в теплоэнергетике, встности в топках кипящего слоя для паро 1758338 А 1)5 Е 23 С 11/02, Г 01 К 21/02 зовых установок, особенно при сжигании низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: Топка 2 содержит камеру сгорания с зоной 5 кипящего слоя на газорасйределительной решетке 6, патрубки 8 и 9 подачи топлива в зону кипящего слоя и вывода шлака соответственно. Топка 2 снабжена тангенциальными завихрителями 12 и рубашкой 13 воздушного охлаждения ее стенок, подключенными к патрубкам 20 и 18 подвода воздуха, Внутри камеры сгорания размещены отражающий свод 7 над зоной кипящего слоя, форсунки 14 впрыска охладитеия и циклон 10 для очистки дымовых газов выполненный с высоковольтным электрофильтром. 1 ил.Изобретение относится к теплоэнергетике. в частности к топкам кипящего слояпарогазовых установок, и может найти широкое применение в паротурбинных блоках,особенно при сжигании низкосортных твердых топлив.Известна топка кипящего слоя для неполнОго сжигайия низкосортного твердоготоплива, содержащая зонувоспламененияс решеткой для поддержания кипящегослоя, камеру продуктов неполного сгорания, внешний циклон для очистки высокотемпературных дымовых газов, а такжесистема подачи топлива и вывода шлака иэзоны газификации топлива. Наряду с образованием газовых продуктов неполного сгорания твердого топлива при работеуказанной топки образуется достаточнобольшое количество окислов азота, которыезагрязняют окружающую среду,Известна также топка кипящего слояпарогазовых установок, содержащая верхнюю и нижнюю зоны кипящего слоя, находящегося в ограниченной стенками камересгорания с системами подачи топлива и вывода шлака, газораспределительную решеткудля поддержания кипящего слоя, а такжециклон для очистки дымовых газов,Недостатком известной топки кипящего слоя является большой объем выбрасываемых вредных веществ, к числу которыхследует отнести частички пыли и окислыазота; которые образуются при высокихтемпературах в присутствии атмосферноговоздуха.Цель изобретения - снижение количества вредных выбросов в атмосферу,Поставленная цель достигается тем, чтотопка кипящего слоя парогазовых установок преимущественно для сжигания низко"сортных твердых топлив. содержащаяограниченную стенками камеру сгорания сзонами кипящего слоя топлива на газораспределительной решетке и зоной неполногосгорания, патрубки подвода воздуха под решетку и в зону кипящего слоя, и выводашлаков, а также циклон для очистки дымовых газов, дополнительно снабжена тангенциальными эавихрителями. форсункамивпрыска воды и отражающим сводом, приэтом последний размещен над зоной кипящего слоя, Форсунки впрыска воды - в зоненеполного горения, а топка выполнена срубашкой воздушного охлаждения ее стенок, причем в последних размещены патрубки подвода воздуха, расположенные надотражающим сводом и подключенные к завихрителям, а циклон выполнен с высоковольтным электрофильтром и размещенвнутри топки,На чертеже показана принципиальнаясхема конструкции топки кипящего слоя, а также схема парогазовой установхи, где она может применяться.5 На чертеже показаны, 1 - основная топка парогазовой установки, 2- топка кипящего слоя, 3 - паротурбинная установка.включающая паровую турбину, электрогенератор и конденсатор, 4 - газотурбинная 10 установка, включающая компрессор, газовую турбину и электрогенератор, 5 - кипящий слой угля в нижней части камеры сгорания топки кипящего слоя, 6 - газораспределительная решетка, 7 - отражающий 15 свод, 8 - патрубок подачи топлива, 9 - патрубок вывода шлака, 10 - циклон очистки дымовых газов, 11 - высоковольтный электрофильтр, размещенный внутри циклона, 12 - тангенциальный завихритель топки, ус троенный в средней части стенок камерысгорания, 13- воздушная рубашка охлаждения топки кипящего слоя, 14 - форсунки впрыска воды, 15 - тангенциальные завихрители циклона, 16 - труба выхода очищен ных дымовых газов рабочего тела ГТУ, 17 -высоковольтный ввод электрофильтра 11, 18 - воздуховод подачи воздуха от компрессора ГТУ 4 в воздушную рубашку 13 топки кипящего слоя, 19 - газопровод подачи ра бочего тела к газовой турбине ГТУ, 20 -воздухопровод подачи воздуха к тангенциальным эавихрителям 12 топки кипящего слоя, 21 - выхлоп газовой турбины ГТУ 4 в основную топку котельного агрегата, 35 Топка кипящего слоя для сжигания ниэкосортного твердого топлива включается в состав энергетической установки, которая работает следующим образом.В основную топку 1 котельного агрегата 40 подают измельченное твердое топливо, гдеоно сжигается. Туда же сбрасывается и выхлоп газовой турбины ГТУ 4, Образовавшийся в котле пар поступает на паровую турбину, где генератором вырабатывается 45 электроэнергия по обычной схеме, а конден сат йара подают в котел, Воздух компресСором, входящим в состав ГТУ 4, подают в топку кипящего слоя по воздухопроводам. 20 и 18. По воэдухопроводу 20 подают пер вичный воздух сжатый) от компрессора длядожигания продуктов газификации твердого топлива, образовавщихся в кипящем слое 5 топки кипящего слоя. По воздуховоду 18часть воздуха от компрессора подают в воз душную рубашку 13 охлаждению топки кипящего слоя и далее этот воздух через ,газораспределительную решетку 6 поступает в нижнюю часть кипящего слой, Туда же по патрубку 8 поступает твердое измельченное топливо.1758338 кипящего слоя, Очищенные газы по трубе выхода очищенных газов 16 поднимаются и выходят из топки кипящего слоя 2 по газопроводу 19 и направляются в газовую турбину 4, после рабочего цикла в которой они сбрасываются в основную топку 1 котельного агрегата,Таким образом, в топке кипящего слоя для сжигания твердого топлива йроходит его газификация, продукты горения с высокими значениями температуры после очистки от взвец енных частичек золы поступают в газовую турбину. Ввиду действия циклона и электрофильтра с высокой степенью эффективности очищаются продукты газификации от твердых частиц, а впрыском пара или води в зону над кипящим слоем подавляется образование окислов азота. В результате значительно снижаются вредные выбросы в атмосферу. Техред М,Моргентал Корректор А. Мотыль Редактор И. Касарда Заказ 2985 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 В результате газификации твердого топлива в кипящем слое 5 камеры сгорания образуются газообразные продукты, способные гореть с выделением тепла, которые собираются в пространстве над кипящем 5 слоем 5 и через щели в отражающем своде .7 поступают в пространство, ограниченное завихрителями 12, где смешиваются с первичным воздухом от компрессора и догорают. При этом повышается температура 10 газовых продуктов (рабочего тела ГТУ).Зола из кипящего слоя 5 по патрубку 9 вывода шлака выводится из топки кипящего слоя. В процессе горения отражающий свод 7 отражает тепло и твердые частички в ки пящий слой, в том числе и на вновь поступающее топливо, что повышает его температуру и ускоряет процесс газификации твердого топлива в кипящем слое. Температуру образовавшихся продуктов в 20 пространстве над кипящем слоем, а также в зоне тангенциальных завихрителей 12 регулируют впрыском воды (пара) форсунками 14 в щели отражающего свода 7. Таким впрыском подавляются также процессы об раэования окислов азота и снижается обьем вредных выбросов в атмосферу.Образовавшиеся газы над кипящим слоем и в пространстве, ограниченном завихрителями 12, закручиваются, перемеши. 30 ваются и поднимаготся по кольцевой щели между стенками топки кипящего слоя и встроенным циклоном 10. При этом значительная часть золы отбрасывается к внутренней стенке и вдоль нее опускается к 35 кипящему слою. Далее грубоочищенные газы поступают в эавихрители 15 циклона 10 и, закручиваясь, опускаются вдоль осади- тельного и игольчатого электродов встроенного высоковольтного электрофильтра 11. 40 При этом на частички золы одновременно действуют две силы: центробежные - отбрасывающие к стенке от закручивания потока), и силы электростатического притяжения в электрофильтре 11. Частички эолы опуска ются по нижней трубе циклона 10 в кипящий слой 5 и по патрубку 9 выводятся из топки Формула изобретения Топка кипящего слоя парогазовых установок преимущественно для сжигания низкосортных 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 зойу кипящего слоя и вывода шлака, а также циклон для очистки дымовых газов. о т ли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения колйчества вредных выбросов в атмосферу, топка дополнительно снабжена тангенциальными завихрителями, форсунками впрыска воды и отражающим сводом, 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.