×
08.03.2019
219.016.d3da

КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области производства тепловой энергии на ТЭС в виде перегретого пара путем камерного сжигания топлива в топке котла при помощи горелочных устройств. Оно может быть использовано также в металлургической теплотехнике для регулирования температурного распределения факела внутри топок и газоходов печей с целью снижения выбросов оксида азота с дымовыми газами в атмосферу. Техническим результатом является предотвращения повышенных вредных выбросов оксидов азота при переходе на большие паровые нагрузки и на сжигание топлива с высокой теплотой сгорания, а также при переходе на сжигание мазута с сохранением достаточно высоких значений КПД. Технический результат достигается тем, что котельная установка, содержащая экранированную топку, барабан, горизонтальный газоход, в котором размещен пароперегреватель, соединенный с межступенчатым пароохладителем, опускной газоход, экономайзер, систему контроля температуры перегретого пара, включающую основной датчик температуры перегрева пара, установленные по углам горелки с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях и систему контроля температуры перегретого пара, снабженную вторым датчиком температуры перегрева пара, соединенным электрической связью с исполнительными механизмами электроприводов поворота горелок в горизонтальной и вертикальной плоскостях, согласно настоящему изобретению дополнительно содержит заборник дымовых газов из опускного газохода, технологически связанный с рециркуляционным электроприводным дымососом и смесителем, датчик теплового излучения факела, а исполнительный механизм электроприводов поворота горелок имеет дополнительный компьютеризированный программный блок управления, соединенный технологически электрическими связями с датчиком теплового излучения факела, газоанализатором, электроприводом рециркуляционного дымососа. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области производства тепловой энергии на ТЭС, в виде перегретого пара путем камерного сжигания топлива в топке котла при помощи горелочных устройств. Оно может быть использовано также в металлургической теплотехнике для регулирования температурного распределения факела внутри топок и газоходов печей с целью снижения выбросов оксида азота с дымовыми газами в атмосферу.

Известна котельная установка, содержащая экранированную топку, барабан, горизонтальный газоход, в котором размещен пароперегреватель, соединенный с межступенчатым пароохладителем, опускной газоход, экономайзер, систему контроля температуры перегретого пара, включающую основной датчик температуры перегрева пара, установленные по углам горелки с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях и систему контроля температуры перегретого пара, снабженную вторым датчиком температуры перегрева пара, соединенным электрической связью с исполнительным механизмом сервоприводов поворота горелок в горизонтальной и вертикальной плоскостях (патент RU 2450206 от 10.05.2012). Недостатки известной котельной установки:

1.Невозможность уменьшения выбросов оксидов азота с уходящими дымовыми газами при больших паровых нагрузках и при повышении температуры в топке при использовании топлива с высокой теплотой сгорания.

2.При сжигании мазута невозможно снизить выбросы оксидов азота до уровней, имеющих место при сжигании природного газа, с сохранением достаточно высоких КПД.

Задачей изобретения является разработка конструкции котельной установки, в которой устранены недостатки прототипа.

Техническим результатом является предотвращения повышенных вредных выбросов оксидов азота при переходе на большие паровые нагрузки и на сжигание топлива с высокой теплотой сгорания, а также при переходе на сжигание мазута с сохранением достаточно высоких значений КПД.

Технический результат достигается тем, что котельная установка, содержащая экранированную топку, барабан, горизонтальный газоход, в котором размещен пароперегреватель, соединенный с межступенчатым пароохладителем, опускной газоход, экономайзер, систему контроля температуры перегретого пара, включающую основной датчик температуры перегрева пара, установленные по углам горелки с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях и систему контроля температуры перегретого пара, снабженную вторым датчиком температуры перегрева пара, соединенным электрической связью с исполнительными механизмами электроприводов поворота горелок в горизонтальной и вертикальной плоскостях, согласно настоящему изобретению дополнительно содержит заборник дымовых газов из опускного газохода, технологически связанный с рециркуляционным электроприводным дымососом и смесителем, датчик теплового излучения факела, а исполнительный механизм электроприводов поворота горелок имеет дополнительный компьютеризированный программный блок управления, соединенный технологически электрическими связями с датчиком теплового излучения факела, газоанализатором, электроприводом рециркуляционного дымососа.

Заявляемая конструкция котельной установки приведена на фиг. 1 в схеме продольного разреза и в схеме на фиг. 2 поперечного разреза топки на уровне горелок. Позициями обозначены следующие элементы и узлы:

1 - топка;

2 - горелки;

3 - экранная испарительная поверхность,

4 - барабан;

5 - горизонтальный газоход;

6, 7, 8, 9 - 1, 2, 3, 4-я ступени пароперегревателя;

10, 11 - 1-й и 2-й межступенчатые пароохладители;

12, 15 - датчики температуры перегрева пара;

13 - опускной газоход,

14 - экономайзер, 16-смеситель;

17 - рециркуляционный электроприводной дымосос;

18 - заборник дымовых газов;

19 - компьютеризированный программный блок управления;

20 - газоанализатор;

21 - датчик теплового излучения факела.

Штрих пунктирными линиями обозначены электрические связи дополнительного компьютеризированного программного блока управления 19 с датчиками температуры перегрева пара 12, 15, с межступенчатыми пароохладителями 10, 11, с сервоприводами электродвигателей поворота горелок 2, с газоанализатором 20, с электродвигателем привода рециркуляционного дымососа 17, с датчиком теплового излучения факела 21.

Точечно пунктирными линиями обозначены трубопроводы подачи рециркуляционных газов от заборника 18 к рециркуляционному дымососу 17 и от него к смесителю 16 и к горелкам 2. На фиг. 2 в сечении А-А стрелками в центре показано круговое восходящее движение продуктов сгорания в топке.

Сплошными стрелками обозначены направления движения перегретой воды по опускным трубам из барабана 4 котла, пароводяной смеси по экранной испарительной поверхности 3, водяного пара из барабана 4 на перегрев в пароперегреватели 6, 7, 8, 9, а также линии впрыска конденсата в пароохладители 10, 11.

Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.

Топка 1 (фиг. 2) служит для сжигания топлива, подаваемого через горелки 2 в смеси с нагретым воздухом (дутьевой вентилятор и воздухоподогреватель на фиг. 1 и 2 не показаны).

Экранная испарительная поверхность 3 предназначена для восприятия определенного количества теплоты, выделяющейся при сжигании топлива и нагрева воды до состояния насыщенного пара с подачей этого пара в барабан 4, в котором происходит отделение влаги от водяного пара.

Горизонтальный газоход 5 служит для приема продуктов сгорания из топки 1, размещения в нем пароперегревателей 6, 7, 8, 9 и подачи продуктов сгорания в опускной газоход 13.

Экономайзер 14 служит для подогрева питательной воды, поступающей в котельную установку, до состояния кипения и подачи этой воды в барабан 4.

Межступенчатые впрыскивающие пароохладители 10, 11 служат для снижения температуры перегретого пара после пароперегревателей, если эта температура превышает регламентированную по условиям прочности металла труб пароперегревателей 7, 8, 9 и лопаток паровой турбины.

Датчики температуры пара 12, 15 служат для выработки электрического сигнала по величине значения температуры перегретого пара и передачи этого сигнала на компьютеризированный программный блок управления 19, который по компьютерной программе при превышении температуры пара включает впрыскивание конденсата через межступенчатые пароохладители 10, 11.

Смеситель 16 служит для смешения отсасываемых из газохода 13 дымососом 17 через заборник 18 продуктов сгорания с воздухом, подаваемым дутьевым вентилятором (дутьевой вентилятор на фиг. 1, 2 не показан). Применение смесителя 16 для подмешивания к воздуху продуктов сгорания позволяет снизить температуру продуктов сгорания в топке и тем самым уменьшить интенсивность образования оксидов азота. Этим достигается положительный эффект снижения температуры в топке и вместе с этим достигается уменьшение выбросов оксидов азота, по сравнению с известной котельной установкой, при сжигании топлива с высокой теплотой сгорания или при работе на повышенных паровых нагрузках.

Газоанализатор 20 служит для забора и анализа состава продуктов сгорания на содержание оксидов азота и передачи сигнала на компьютеризированный программный блок управления 19, с которого по величине сигнала о содержании оксидов азота подается команда на серво и электропривод поворота горелок 2 на изменение тангенциального угла наклона горелок в горизонтальной плоскости и угла наклона горелок в вертикальной плоскости. Термин «сервоэлектропривод» здесь используется для обозначения электрического привода с обратной связью по положению, применяемого в автоматических системах для привода управляющих элементов и рабочих органов. Для упрощения под названием серво- электропривод понимается термин электропривод, имеющий обратную связь.

Изменение при помощи исполнительных механизмов с серво и электроприводами углов поворота горелок в горизонтальной и вертикальной плоскостях приводит к изменению диаметра и высоты восходящего потока факела. Вместе с этим изменяется количество теплоты передаваемой экранным испарительным поверхностям 3 от факела, а, следовательно, и остаточное количество передаваемой теплоты поверхностям нагрева в пароперегревателе.

Датчик теплового излучения факела 21 служит для выработки электрического сигнала по величине падающего от факела теплового потока и передачи этого сигнала на компьютеризированный программный блок управления 19, по компьютерной программе которого определяется оптимальное месторасположения ядра факела при сжигании мазута и достигается повышение КПД по сравнению с известной котельной установкой.

Заявляемая котельная установка работает следующим образом.

В соответствии с паровой нагрузкой в горелки 2 подается необходимое количество топлива (газообразного или жидкого) и требуемое количество воздуха. По первичному сигналу с датчиков 12, 15 устанавливается путем сигнала с блока управления 19 первичный тангенциальный и вертикальный углы поворота горелок 2, обеспечивающих оптимальную температуру перегрева пара после четвертой ступени пароперегревателя 9 по условиям прочности металла и значения КПД.

По сигналу с газоанализатора 20 при повышенном количестве оксидов азота в дымовых газах при сжигании топлива с высокой теплотой сгорания компьютеризированный программный блок управления 19 подает команду на снижение температуры факела путем увеличения количества дымовых газов отсасываемых рециркуляционным дымососом 17 при помощи заборника 18 из опускного газохода в смеситель 16 для смешивания с воздухом.

Снижение температуры факела путем компьютеризированного

программного управления подачей рециркуляционным дымососом 17 продуктов сгорания через смеситель 16 в топку приводит к снижению интенсивности образования термических оксидов азота и снижению их выбросов в атмосферу и обеспечивает положительный технический эффект по сравнению с известной котельной установкой.

При подаче в горелки 2 мазута, вместо газа, повышается температура ядра факела и регистрируемый датчиком 21 тепловой поток, что приводит к росту интенсивности образования оксидов азота. Газоанализатор 20 выдает сигнал по увеличенному содержанию оксидов азота на компьютеризированный программный блок управления 19, по команде которого увеличивается подача дымососом 17 рециркулируемых газов в смеситель 16 для смешивания с воздухом и далее через горелки 2 в топку.

Температура в ядре факела понижается и уменьшается интенсивность образования оксидов азота и, по сравнению с известной котельной установкой достигается положительный технический эффект. Однако при этом датчик 21 подает электрический сигнал на компьютеризированный программный блок управления 19 о необходимости увеличения теплового потока на входе пароперегреватель 7 для повышения температуры пара с опережением сигнала от датчика 15.

По комплексной компьютерной программе с блока управления 19 восходящая закрутка факела, показанная на фиг. 2 в виде круговых стрелок, перемещается электродвигателями поворота горелок 2 путем увеличения вертикального угла поворота горелок к входу горизонтального газохода 5 и этим обеспечивается поддержание повышенной температуры перегрева пара и повышенный КПД при сниженных выбросах оксидов азота в атмосферу по сравнению с известной котельной установкой.

Котельная установка, содержащая экранированную топку, барабан, горизонтальный газоход, в котором размещен пароперегреватель, соединенный с межступенчатым пароохладителем, опускной газоход, экономайзер, систему контроля температуры перегретого пара, включающую основной датчик температуры перегрева пара, установленные по углам горелки с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях и систему контроля температуры перегретого пара, снабженную вторым датчиком температуры перегрева пара, соединенным электрической связью с исполнительными механизмами электроприводов поворота горелок в горизонтальной и вертикальной плоскостях, отличающаяся тем, что дополнительно содержит заборник дымовых газов из опускного газохода, технологически связанный с рециркуляционным электроприводным дымососом и смесителем, датчик теплового излучения факела, а исполнительный механизм электроприводов поворота горелок имеет дополнительный компьютеризированный программный блок управления, соединенный технологически электрическими связями с датчиком теплового излучения факела, газоанализатором, электроприводом рециркуляционного дымососа.
КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 44 items.
25.08.2017
№217.015.d255

Способ определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения

Изобретение относится к области лазерного приборостроения и касается способа определения пространственного положения пучка инфракрасного излучения. Способ включает в себя формирование инфракрасного пучка с помощью первой оптической системы, содержащей инфракрасный лазер, прозрачный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621477
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.d679

Адаптивное цифровое сглаживающее и прогнозирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в повышении точности прогноза на динамических режимах. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового сглаживающего и прогнозирующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622852
Дата охранного документа: 20.06.2017
26.08.2017
№217.015.d69e

Адаптивное цифровое прогнозирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для сглаживания и прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в удвоении времени прогноза при заданном аналитическом буфере (памяти) предыстории процесса. Для этого в блок прогноза...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622851
Дата охранного документа: 20.06.2017
26.08.2017
№217.015.df09

Голографический способ изучения нестационарных процессов

Голографический способ изучения нестационарных процессов, в котором используют когерентный источник излучения, коллиматор и первый, второй и третий светоделители, а также зеркала, при помощи которых формируют три опорных и один объектный пучки. В процессе реализации способа указанные три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624981
Дата охранного документа: 11.07.2017
29.12.2017
№217.015.f102

Способ обнаружения и определения места появления гололедных отложений на проводах линии электропередачи

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение технологических возможностей локационной диагностики состояния линий электропередачи путем определения участков проводов линий электропередачи с наличием гололедных отложений и выявлением участков с наибольшими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638948
Дата охранного документа: 19.12.2017
19.01.2018
№218.016.00b3

Цифровое прогнозирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для сглаживания и прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем увеличения реального времени прогноза в четыре раза при том же объеме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629641
Дата охранного документа: 30.08.2017
20.01.2018
№218.016.1085

Способ получения топливных гранул

Изобретение раскрывает способ получения топливных гранул, включающий дозирование и смешивание активного ила, образующегося на станциях биологической очистки сточных вод, с обезвоживающей добавкой, обезвоживание полученной смеси и последующее формование смеси, при этом используют активный ил с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633762
Дата охранного документа: 18.10.2017
04.04.2018
№218.016.3418

Способ обнаружения гололедно-изморозевых отложений на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение обнаружения наличия гололедно-изморозевых отложений и определение толщины стенки, плотности и погонной массы гололедно-изморозевых отложений на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645755
Дата охранного документа: 28.02.2018
29.05.2018
№218.016.58a9

Способ замедления окисления трансформаторного масла

Настоящее изобретение относится к области энергетики, в частности производству трансформаторного масла, используемого в маслонаполненном электрооборудовании, в частности, к способу замедления окисления трансформаторного масла. Способ включает добавление к трансформаторному маслу на стадии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653541
Дата охранного документа: 11.05.2018
09.06.2018
№218.016.5ff5

Способ электромагнитного перемешивания жидкой сердцевины слитка в кристаллизаторе при непрерывном литье

Изобретение относится к области металлургии. При непрерывном литье в кристаллизаторе осуществляют электромагнитное перемешивание жидкой сердцевины слитка. На жидкий металл импульсно воздействуют неподвижным однофазным переменным электромагнитным полем, наводимым индуктивной катушкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656904
Дата охранного документа: 07.06.2018
Showing 1-10 of 24 items.
10.04.2014
№216.012.b3f2

Горелка для сжигания газа

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах. Задачей изобретения является повышение качества сжигания топлива на всех режимах работы горелки. Технический результат достигается тем, что в горелку для сжигания газа, содержащую цилиндрический корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511783
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b497

Газотурбинный двигатель со свободнопоршневым генератором газа

Газотурбинный двигатель со свободнопоршневым генератором газа (СПГГ) состоит из связанных между собой СПГГ, газосборника и газовой турбины. СПГГ содержит рабочий цилиндр двигателя, рабочие поршни двигателя, поршни компрессора, синхронизирующий механизм движения рабочих поршней двигателя и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511952
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.05.2014
№216.012.c6bf

Кавитатор

Изобретение относится к устройствам для генерации кавитационных явлений и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтехимической промышленности, а именно в гидродинамических теплогенераторах, системах подготовки углеводородных топлив к сжиганию, установках для очистки воды, в кавитационных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516638
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6fd

Провод для высоковольтных линий электропередачи

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям грозозащитных и фазовых проводов высоковольтных воздушных линий электропередачи с использованием их в качестве телекоммуникационной сети на основе оптоволоконной технологии. В проводе для высоковольтных линий электропередачи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516700
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc9d

Ветроэлектрогенератор

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к магнитоэлектрическим генераторам, использующим для вращения ротора энергию воздушного потока. Техническим результатом является сохранение выработки электроэнергии при малых и больших скоростях ветра, а также при повышенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518152
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d1df

Счетчик активной энергии переменного тока

Изобретение относится к устройствам для учета потребляемой из электросети активной электрической энергии. Cчетчик переменного тока содержит провода электросети и провода нагрузки, а также электрически связанные между собой трансформатор, датчик тока, датчик напряжения, преобразователь мощности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519498
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d820

Аккумуляторная батарея

Изобретение относится к устройствам для накапливания электрической энергии и последующего использования ее и преобразования в автономном режиме для функционирования различных аппаратов и может быть использовано, например, в двигателях транспортных средств, эксплуатирующихся в северных районах с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521106
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.09.2014
№216.012.f3c7

Детандер-генераторный агрегат

Изобретение относится к детандер-генераторным агрегатам. Детандер-генераторный агрегат содержит первую ступень детандера для привода электрогенератора, вторую ступень детандера для привода компрессора, теплообменник, дроссель, испаритель, газопроводы высокого и низкого давления, первую, вторую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528230
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.08.2016
№216.015.4e61

Установка для подземной газификации топлива

Изобретение относится к устройствам для выработки тепловой и электрической энергии по месту их генерации путем преобразования твердых углеводородных топлив в газообразное топливо за счет осуществления внутрипластовой подземной огневой газификации. Установка содержит газовую турбину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595126
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.8c9e

Установка для производства пиролизного топлива

Изобретение относится к области низкотемпературного быстрого пиролиза и может быть использовано для производства топлива из биомассы мелкораздробленной древесины. Установка содержит технологически связанные между собой накопительный бункер исходного дисперсного сырья (ИДС) (25), камеру горения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604845
Дата охранного документа: 10.12.2016
+ добавить свой РИД