PL231180B1 - Kocioł z urządzeniem do wprowadzania powietrza dopalającego do komory paleniskowej kotła - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kocioł z urządzeniem do wprowadzania powietrza dopalającego do komory paleniskowej kotła, zwłaszcza z narożnym lub frontowym układem palników.

W kotłach energetycznych z narożnymi palnikami pyłowymi dysze OFA powietrza dodatkowego zabudowane są najczęściej w narożach kotła nad palnikami pyłowymi, względnie w osiach ścian komory paleniskowej. Dysze OFA są jednostrumieniowe, a osie strumieni z tych dysz tworzą najczęściej współwir z produktami spalania.

W kotłach energetycznych z palnikami zabudowanymi na ścianie przedniej dysze OFA są zabudowane w rzędach nad palnikami pyłowymi z przodu komory paleniskowej, z tyłu komory paleniskowej lub z przodu i z tyłu komory paleniskowej. Dysze te są jednostrumieniowe, posiadają stały lub regulowany przekrój wylotowy, z możliwością pochylania strumieni.

Z polskiego opisu patentowego nr 181530 znane jest urządzenie do wprowadzania gorącego powietrza dodatkowego do komory paleniskowej kotłów różnych typów, z narożnikowym lub frontowym układem palników, z co najmniej jednym zabudowanym kolektorem powietrza, zawierające na ścianach komory paleniskowej zabudowany co najmniej jeden poziomy kolektor gorącego powietrza integralnie powiązany z opancerzeniem i izolacją kotła z zabudowanym wewnątrz układem jednostrumieniowych dysz powietrza dodatkowego w ilości od 2 do ”n” z uchylonymi w pionie kierownicami, z regulacją przekroju wylotowego dysz w zakresie 20-40% doprowadzanego powietrza do kotła za pomocą klap sterowanych ze wspólnego drążka napędzanego wspólnym siłownikiem i zawierających na wpływie wewnątrz element rozchylający w kształcie klina.

Z polskiego opisu patentowego nr 178536 znany jest sposób wprowadzania powietrza dopalającego do komory spalania kotła z narożnymi palnikami przez dysze powietrza dopalającego zabudowane symetrycznie po dwóch stronach przeciwnych ścian komory paleniskowej, o zmiennym i różnym kierunku wypływu z obu dysz jednej ściany kotła, wykonane o zbieżnych ścianach, z zabudowanymi na wylocie regulacyjnymi wieloma kierownicami. Dwie z dysz dopalających umieszczonych na przeciwległych ścianach po przekątnej kotła są zabudowane prostopadle, a dwie dysze są zabudowane pod kątem do ścian komory paleniskowej. Każda z dysz dopalających jest podzielona na dwie części, gdzie wysokość jednej z części stanowi od 50 do 70% wysokości całości dyszy.

Z polskiego opisu patentowego nr 210373 znany jest układ do wprowadzania z dwóch różnych górnych poziomów powietrza dopalającego w komorach kotłów energetycznych z narożnymi palnikami zabudowany na dwóch różnych górnych poziomach kotła składający się z zabudowanych na niższym poziomie kotła czterech jednostrumieniowych podwójnych rozchylonych między sobą 20°-30° dysz powietrza dopalającego OFA z regulowanymi przekrojami wylotowymi, po dwie w przeciwległych ścianach przedniej i tylnej, w różnych odległościach od osi komory paleniskowej, oraz z zabudowanych na wyższym poziomie kotła w narożach komory paleniskowej jednostrumieniowych dysz powietrza dopalającego OFA, których osie wylotu są skierowane współbieżnie do wiru produktów spalania w komorze paleniskowej lub do osi komory paleniskowej. Na niższym poziomie kotła podwójne dysze powietrza dopalającego zabudowane są pod kątem do 20° w górę lub w dół w przedniej i w tylnej ścianie komory paleniskowej kotła. Jednostrumieniowe dysze OFA zabudowane na wyższym poziomie w narożach kotła są uchylne w pionie do 20° w górę i w dół.

Z opisu patentowego US5662464 znane jest rozwiązanie, które dotyczy wielokierunkowego portu dopływu powietrza do sterowania przepływem powietrza do pieca w stopniowanym układzie spalania, który ma wiele zestawów żaluzji lub amortyzatorów zorientowanych prostopadle względem siebie w celu uzyskania lepszej kontroli nad kierunkiem przepływu powietrza dopalającego. Rozwiązanie to dotyczy dyszy jednostrumieniowej, co uniemożliwia odchylania strumienia jednocześnie w górę lub w dół. W rozwiązaniu US5662464 mamy tylko jeden strumień powietrza pochylony w górę lub w dół, co ogranicza możliwość regulacji wprowadzania strumieni do komory spalania kotła. Konieczne jest przez to stosowanie dysz powietrza umieszczonych na dwóch poziomach, z których kieruje się strumienie powietrza niżej lub wyżej

Celem twórców niniejszego wynalazku było opracowanie kotła wyposażonego w urządzenie do wprowadzania powietrza dopalającego do komory paleniskowej kotła. Wynalazek dotyczy kotłów energetycznych różnych typów, zwłaszcza z narożnymi palnikami, jak też z frontowym układem palników, umożliwiających zabudowę dwustrumieniowych dysz bez potrzeby stosowania obmurza dla ochrony dysz, powodujących intensyfikację procesu mieszania i dopalania części palnych w produktach spalania, z możliwością wprowadzania powietrza dopalającego zarówno w przeciwwirze jak i współwirze

PL 231 180 B1 z produktami spalania, z możliwością wyrównania temperatur pary między stroną prawą i lewą kotła, jak i do podnoszenia lub obniżenia temperatur pary przegrzanej w kotle, oraz obniżenia emisji NOx.

Kocioł z urządzeniem do wprowadzania powietrza dopalającego do komory paleniskowej kotła, zwłaszcza z narożnym lub frontowym układem palników według wynalazku charakteryzuje się tym, że urządzenie zawiera dwustrumieniowe dysze OFA z rozchylonymi końcówkami pod kątem 10^o-30°, zawierające zabudowane wokół dwustrumieniowych dysz OFA szczeliny powietrza chłodzącego, wewnątrz każdej dwustrumieniowej dyszy OFA zabudowane dwie pionowe niezależnie sterowane klapy regulacyjne stopnia otwarcia przekroju w granicach do 100% oraz palisadę zespolonych kierownic pochylenia wychodzących strumieni w pionie w granicach ± 30° osobno sterowaną, a dysze OFA zabudowane są w narożach i/lub na co najmniej jednej ścianie komory paleniskowej kotła nad palnikami zwłaszcza pyłowymi.

Według odmiany wynalazku urządzenie zawiera chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze OFA zawierające zabudowaną wzdłużnie przegrodę oddzielającą od siebie dwie osobno zabudowane i osobno sterowane palisady zespolonych kierownic pochylenia strumieni w pionie.

Korzystnie, w wariancie kotła energetycznego z narożnymi palnikami pyłowymi, osie symetrii chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz OFA zabudowanych w narożach komory paleniskowej są skierowane do osi komory paleniskowej kotła.

Korzystnie, w wariancie kotła energetycznego z frontowym układem palników pyłowych, chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze OFA powietrza dopalającego zabudowane są w kolektorach dysz na co najmniej jednej ścianie komory paleniskowej kotła i/lub w narożach komory paleniskowej kotła.

Korzystnie, w wariancie kotła energetycznego z frontowym układem palników pyłowych, chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze OFA powietrza dopalającego zabudowane są na ścianach komory paleniskowej kotła i/lub w narożach komory paleniskowej kotła w taki sposób, aby wychodzące z nich strumienie powietrza dopalającego wzajemnie nie przecinały się.

W wyniku zabudowy chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz OFA powietrza dopalającego według wynalazku nie ma potrzeby stosowania obmurza dla ochrony tych dysz. W kotłach energetycznych z narożnymi palnikami pyłowymi zabudowa chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz OFA o budowie według wynalazku, najkorzystniej w narożach z osiami głównymi zestawów dysz skierowanymi do osi komory paleniskowej umożliwia skierowanie do komory kotła zarówno osiem regulowanych strumieni powietrza dopalającego, jak i poprzez odpowiednie otwarcie zabudowanych klap skierowanie bardziej lub mniej rozwartych strumieni powietrza dopalającego, a także poprzez skierowanie do komory kotła strumieni powietrza dopalającego tylko z jednakowych wybranych stron dwustrumieniowych dysz OFA tworzenie przeciwwiru lub współwiru w stosunku do produktów spalania.

Możliwość pochylania w pionie w górę lub w dół chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz OFA powietrza dopalającego prowadzi do intensyfikacji procesu spalania oraz do obniżania lub podnoszenia temperatur pary przegrzanej. Zabudowa w kotłach energetycznych obu typów kotłów urządzenia z chłodzonymi na obwodzie dwustrumieniowymi dyszami OFA o budowie według wynalazk u, zawierającymi zabudowane wewnątrz przegrody na całej długości dwustrumieniowej dyszy OFA, pozwala w kotłach z narożnymi palnikami w strefie dopalania utworzyć dwa niezależne koła wiru produktów spalania na różnych wysokościach, a w kotłach energetycznych z frontowym układem palników na wytworzenie dwóch poziomów podawania powietrza dopalającego.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy przez dwustrumieniową dyszę OFA powietrza dopalającego, fig. 2 - przekrój poziomy przez dwustrumieniową dyszę OFA powietrza dopalającego, fig. 3 - przekrój poziomy przez dwustrumieniową dyszę OFA powietrza dopalającego zawierającą zabudowaną oddzielającą przegrodę.

Kocioł z narożnymi palnikami pyłowymi lub z frontowym układem palników pyłowych wyposażony jest w urządzenie do wprowadzania powietrza dopalającego do komory paleniskowej kotła, zawierające zabudowywane nad panikami pyłowymi prostokątne w części wlotowej dwustrumieniowe dysze 1 OFA posiadające rozchylone końcówki 2 pod kątem 10°-20° i wokół dwustrumieniowych dysz 1 OFA zabudowane użebrowane szczeliny 3 powietrza chłodzącego pobieranego z głównego kanału. Wewnątrz każdej chłodzonej na obwodzie dwustrumieniowej dyszy 1 OFA zabudowane są dwie niezależnie sterowane pionowe klapy regulacyjne 4 stopnia otwarcia przekroju w granicach do 100% oraz palisada zespolonych kierownic 5 pochylenia wychodzących strumieni 6 powietrza dopalającego w granicach ± 30°, osobno sterowanych.

PL 231 180 B1

W kotłach energetycznych z narożnymi palnikami pyłowymi chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze 1 OFA zabudowane w narożach komory paleniskowej zawierają osie symetrii 7 skierowane do osi komory paleniskowej.

W kotłach energetycznych z frontowym układem palników pyłowych chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze 1 OFA zabudowane są na co najmniej jednej ścianie komory paleniskowej i/lub w narożach w kolektorach dysz. Dwustrumieniowe dysze 1 OFA są zabudowane na ścianach komory paleniskowej kotłów w taki sposób aby wychodzące z nich strumienie 6 powietrza dopalającego wzajemnie nie przecinały się.

W kotłach energetycznych z narożnymi palnikami pyłowymi, gdy chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze 1 OFA zabudowane są w czterech narożach kotła i ich osie symetrii są skierowane do osi komory paleniskowej, otwarte klapy regulacyjne 4 tworzą w dwustrumieniowej dyszy 1 OFA dwa rozwarte wychodzące strumienie 6 powietrza dopalającego. Przymknięte klapy regulacyjne 4 tworzą bardziej rozwarte wychodzące strumienie 6 powietrza dopalającego. Zamknięcie w każdej narożnej dwustrumieniowej dyszy 1 OFA jednej klapy regulacyjnej 4, na przykład prawej, powoduje powstanie przeciwwiru powietrza dopalającego w stosunku do wiru produktów spalania w komorze kotła. Możliwość wprowadzania z chłodzonej na obwodzie dwustrumieniowej dyszy 1 OFA powietrza dopalającego w przeciwwirze do produktów spalania intensyfikuje proces spalania w kotłach i przyczynia się do wyrównywania temperatur pary między stroną prawą i lewą kotła. Otwarcie tych klap regulacyjnych_4 a następnie zamknięcie w każdej narożnej dwustrumieniowej dyszy 1 OFA lewych klap regulacyjnych 4 powoduje współwir powietrza dopalającego w stosunku do wiru produktów spalania. Klapa regulacyjna 4 w każdym narożu komory kotła częściowo otwarta powoduje większe koło wiru produktów spalania. Pochylanie chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz 1 OFA od poziomu do dołu prowadzi do obniżania temperatur pary, a pochylanie tych dysz od poziomu do góry prowadzi do podnoszenia temperatur pary. Dla regulacji stopnia otwarcia klap regulacyjnych 4 w chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dyszach 1 OFA zabudowane są siłowniki 8. Dla regulacji stopnia pochylenia dwustrumieniowych dysz 1 OFA zabudowane są siłowniki 9. Przy ręcznym sterowaniu zabudowane są w każdej chłodzonej na obwodzie dwustrumieniowej dyszy 1 OFA w miejsce siłowników 8 i 9 niezależne blokowane korby.

Zabudowa chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz 1 OFA o budowie według wynalazku na co najmniej jednej ścianie komory paleniskowej lub w narożach w kotłach z frontowym układem palników w kolektorach dysz powoduje intensyfikację mieszania się powietrza dopalającego z produktami spalania, wyrównywanie zawartości tlenu nad kotłem oraz na zmniejszenie ilości dwustrumieniowych dysz 1 OFA powietrza dopalającego. Przymknięcie klap regulacyjnych 4 z lewej lub z prawej strony komory paleniskowej kotła w każdej chłodzonej na obwodzie dwustrumieniowej dyszy 1 OFA prowadzi do wyrównywania zawartości tlenu za kotłem.

Zgodnie z fig. 3, według odmiany wynalazku, chłodzona na obwodzie dwustrumieniową dysza 1 OFA posiada zabudowaną wzdłużnie przegrodę 10 oddzielającą wewnątrz od siebie dwie osobno zabudowane i osobno sterowane palisady zespolonych kierownic 5 pochylenia w zakresie ±30° wychodzących strumieni 6 powietrza dopalającego z końcówek 2. Urządzenie zastosowane w kotle według wynalazku, może być wykorzystane zarówno w kotłach z narożnymi palnikami pyłowymi jak i w kotłach z frontowym układem palników pyłowych. Chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze 1 OFA z zabudowaną przegrodą 10 zgodnie z fig. 3 w kotłach energetycznych z narożnymi palnikami pyłowymi pozwalają w strefie dopalania utworzyć równocześnie dwa niezależne koła wiru produktów spalania wytworzone na różnych wysokościach komory paleniskowej kotła.

Chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze 1 OFA z zabudowaną przegrodą 10 zgodnie z fig. 3 w kotłach energetycznych z palnikami pyłowymi zabudowanymi na przedniej ścianie kotła pozwalają na wytworzenie dwóch poziomów podawania wychodzących strumieni 6 powietrza dopalającego.

Równoczesne podawanie powietrza dopalającego z chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz 1 OFA na dwa różne poziomy kotła prowadzi do intensyfikacji mieszania produktów spalania oraz do obniżania emisji NOx.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Kocioł z urządzeniem do wprowadzania powietrza dopalającego do komory paleniskowej kotła, zwłaszcza z narożnym lub frontowym układem palników znamienny tym, że urządzenie zawiera dwustrumieniowe dysze (1) OFA z rozchylonymi końcówkami (2) pod kątem 10^o-30°, zawierające zabudowane wokół dwustrumieniowych dysz (1 OFA szczeliny (3) powietrza chłodzącego, wewnątrz każdej dyszy (1) OFA zabudowane dwie pionowe niezależnie sterowane klapy regulacyjne (4) stopnia otwarcia przekroju w granicach do 100% oraz palisadę zespolonych kierownic (5) pochylenia wychodzących strumieni (6) w pionie w granicach ± 30° osobno sterowaną, a dysze (1) OFA zabudowane są w narożach i/lub na co najmniej jednej ścianie komory paleniskowej kotła nad palnikami zwłaszcza pyłowymi.

2. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze (1) OFA zawierają zabudowaną wzdłużnie przegrodę (10) oddzielającą od siebie dwie osobno zabudowane i osobno sterowane palisady zespolonych kierownic (5) pochylenia wychodzących strumieni (6) w pionie.

3. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że w wariancie kotła energetycznego z narożnymi palnikami pyłowymi, osie symetrii (7) chłodzonych na obwodzie dwustrumieniowych dysz (1) OFA zabudowanych w narożach komory paleniskowej są skierowane do osi komory paleniskowej kotła.

4. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że w wariancie kotła energetycznego z frontowym układem palników pyłowych, chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze (1) OFA powietrza dopalającego zabudowane są w kolektorach dysz na co najmniej jednej ścianie komory paleniskowej kotła i/lub w narożach komory paleniskowej kotła.

5. Kocioł według zastrz. 1, znamienny tym, że w wariancie kotła energetycznego z frontowym układem palników pyłowych, chłodzone na obwodzie dwustrumieniowe dysze (1) OFA powietrza dopalającego zabudowane są na ścianach komory paleniskowej kotła i/lub w narożach komory paleniskowej kotła w taki sposób, aby wychodzące z nich strumienie (6) powietrza dopalającego wzajemnie nie przecinały się.