устройство для подачи газов рециркуляции

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ГАЗОВ РЕЦИРКУЛЯЦИИ в топку котла, содержащее дымосос газов рециркуляции, подключенный всасывающей стороной к газоходу котла, а нагнетающей - к каналу подачи газов рециркуляции в топку котла, дутьевой вентилятор с воздуховодом подачи в топку атмосферного воздуха, к которому пневматически подключен канал подачи газов рециркуляции, отличающееся тем, что, с целью снижения концентрации оксидов азота в продуктах сгорания путем улучшения смесеобразования газов рециркуляции с атмосферным воздухом, канал подачи газов рециркуляции подключен к воздуховоду подачи атмосферного воздуха непосредственно за дутьевым вентилятором посредством ряда продольных щелей, выполненных в воздуховоде параллельно одна другой, причем у каждой щели одна сторона со стороны набегающего воздушного потока дутьевого вентилятора отогнута наружу на угол, равный углу поворота лопаток дутьевого вентилятора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, конкретно - к устройствам для рециркуляции продуктов сгорания при сжигании топлива, и может быть использовано при эксплуатации топливосжигающих агрегатов.

Известно устройство для подачи газов рециркуляции в топку котла, содержащее дымосос газов рециркуляции, подключенный всасывающей стороной к газоходу котла, а нагнетающей - к каналу подачи газов рециркуляции в топку котла, который пневматически связан с воздуховодом подачи в топку атмосферного воздуха.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство подачи газов рециркуляции в топку котла, содержащее дымосос газов рециркуляции, подключенный всасывающей стороной к газоходу котла, а нагнетающей - к каналу подачи газов рециркуляции в топку, дутьевой лопастной вентилятор с воздуховодом подачи в топку атмосферного воздуха, к которому пневматически подключен канал подачи газов рециркуляции.

Ввод рециркуляционных дымовых газов в зону горения позволяет уменьшить концентрации оксидов азота в топочной камере благодаря изменению ряда характеристик процесса горения, а именно снижению максимальной температуры в зоне горения, сокращению концентраций реагирующих веществ в результате разбавления дымовыми газами, затягиванию зоны горения и, следовательно, более эффективному ее охлаждению.

Известно, что, например, при сжигании мазута ввод 1% газов рециркуляции уменьшает концентрацию оксидов азота на 0,25% - при вводе этих газов в под топки, на 1% - при вводе в шлицы под горелками, на 1,25% - при вводе вокруг амбразуры горелок и на 2,5% - при вводе газов рециркуляции в воздушное дутье.

Известные устройства не обеспечивают качественного перемешивания газов рециркуляции с подаваемым в топку атмосферным воздухом. В результате этого концентрация газов рециркуляции в подаваемом воздухе оказывается неравномерной. В связи с этим в областях с относительно низкой концентрацией газов рециркуляции в продуктах сгорания повышается концентрация оксидов азота.

В то же время увеличение доли газов рециркуляции выше 0,3 не приводит к пропорциональному снижению концентраций оксидов азота в продуктах сгорания.

Таким образом, в целом при недостаточно качественном смешении газов рециркуляции с подаваемым в топку атмосферным воздухом не обеспечивается достаточное снижение концентраций оксидов азота.

Цель изобретения - снижение концентраций оксидов азота в продуктах сгорания путем улучшения смесеобразования газов рециркуляции с подаваемым в топку атмосферным воздухом.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для подачи газов рециркуляции в топку котла, содержащем дымосос газов рециркуляции, подключенный всасывающей стороной к газоходу котла, а нагнетающей - к каналу подачи газов рециркуляции в топку котла, дутьевой лопастной вентилятор с воздуховодом подачи в топку атмосферного воздуха, к которому пневматически подключен канал подачи газов рециркуляции, последний подключен к воздуховоду непосредственно за дутьевым вентилятором посредством ряда продольных щелей, выполненных в воздуховоде параллельно друг другу, причем у каждой щели одна сторона со стороны набегающего потока дутьевого вентилятора отогнута наружу на угол, равный углу поворота лопаток дутьевого вентилятора.

На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит дымосос 1 газов рециркуляции, подключенный всасывающей стороной к газоходу котла, а нагнетающей к каналу 2 подачи газов рециркуляции, дутьевой лопастной вентилятор 3 с воздуховодом 4 подачи в топку атмосферного воздуха. К воздуховоду 4 пневматически подключен канал 2 посредством специального короба 5 (охватывающего воздуховод 4 непосредственно за вентилятором 3) и выполненных в воздуховоде 4 продольных щелей 6. У каждой щели 6 одна сторона со стороны набегающего воздушного потока дутьевого вентилятора 3 (на фиг.1 направление вращения лопаток 7 вентилятора обозначено стрелкой; воздушный поток, нагнетаемый лопатками 7, уходит за плоскость чертежа) отогнута на угол, равный углу поворота лопаток 7 дутьевого вентилятора 3. Электродвигатель дутьевого вентилятора 3 обозначен позицией 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Газы рециркуляции от газохода котла посредством дымососа 1 подаются в канал 2 и далее в короб 5, охватывающий воздуховод 4 непосредственно за лопатками 7 дутьевого вентилятора 3.

В воздуховод 4 нагнетается атмосферный воздух посредством лопаток 7 вентилятора 3. Направление вращения лопаток 7 условно показано на фиг.1 стрелкой. При вращении лопаток 7 нагнетаемый воздух движется вдоль воздуховода 3, при этом лопатки 7 придают этому воздуху не только прямолинейное поступательное движение вдоль воздуховода 3, но и вращательное движение вокруг его оси.

Газы рециркуляции, поступающие через канал 2 в короб 5, через щели 6 засасываются в воздуховод 4 ввиду того, что движущийся в этом канале атмосферный воздух имеет вращательное движение, а каждая сторона щели 6 со стороны набегающего воздушного потока (его вращательной компоненты) отогнута наружу (см. фиг.1) на угол, равный углу поворота лопаток 7 дутьевого вентилятора 3.

Благодаря тому, что газы рециркуляции поступают в воздуховод 4 непосредственно за дутьевым вентилятором 3 (непосредственно за лопатками 7 этого вентилятора), их перемешивание осуществляется наилучшим образом, поскольку вращательная компонента движущегося в воздуховоде 4 воздуха имеет наибольшее значение именно за дутьевым вентилятором 3 (далее по мере движения воздуха вдоль воздуховода 4 эта компонента постепенно уменьшается ввиду различных потерь).

Таким образом, вентилятор 3, придавая вращательное движение нагнетаемому в воздуховод 4 воздуху, выполняет роль завихрителя, и поступающие в воздуховод 4 непосредственно за дутьевым вентилятором 3 газы рециркуляции смешиваются с движущимся по воздуховоду 4 наилучшим образом.

В нашем случае (при эксплуатации котла ТГ-104) применялся воздуховод диаметром 3,5 м, имеющий непосредственно за дутьевым вентилятором круглое сечение. На воздуховоде были выполнены восемь продольных прорезей шириной 4 см и длиной 70 см. С краев этих продольных прорезей были выполнены поперечные прорези длиной 66,5 см и образовавшиеся при этом участки воздуховода были отогнуты (со стороны набегающего воздушного потока) наружу на 20^о.

При этом образовалось восемь продольных щелей шириной 23 см и длиной 70 см. Суммарное сечение этих щелей составило 1,3 м³. Через эти щели газы рециркуляции, подаваемые дымососом, засасывались в воздуховод и под воздействием закрученного воздушного потока эффективно перемешивались с подаваемым в зону горения воздухом. При номинальной нагрузке котла доля газов рециркуляции составляла 20% от подаваемого воздуха.

При подаче газов рециркуляции в воздуховод непосредственно после дутьевого лопастного вентилятора концентрация оксидов азота в продуктах сгорания составила 240 мг/м³.

При подаче газов рециркуляции в воздуховод на значительном расстоянии от дутьевого вентилятора (т.е. в месте, где вращательная компонента движущегося в нем воздуха была незначительной) концентрация оксидов составляла 300 мг/м³.

Таким образом, при подаче газов рециркуляции в воздуховод непосредственно за дутьевым вентилятором обеспечивается эффективное их смешивание с атмосферным воздухом, подаваемым в зону горения, благодаря чему снижается концентрация оксидов азота в продуктах сгорания.