Результат интеллектуальной деятельности: Способ работы парового котла

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для повышения экологической безопасности и экономичности котельной установки.

Известен аналог - способ работы парового котла, по которому в топку парового котла подают топливо и воздух, продукты сгорания топлива отдают теплоту котловой воде и пару, после чего уходящие газы удаляют из котла в атмосферу, из барабана котла отводят продувочную воду (см. кн. Немцева З.Ф., Арсеньева Г.В. «Теплоэнергетические установки и теплоснабжение» М.: Энергоиздат. 1982. Рис. 16.1.1 на с. 258 и описание к нему на с. 257-263). Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостатки аналога и прототипа заключаются в пониженных экономичности и экологической безопасности работы котельной установки из-за образования большого количества оксидов азота NO_x в топке котла при сжигании топлива, особенно при сжигании мазута. Интенсивность образования NO_x непосредственно связана с температурным режимом работы топки.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экологической безопасности и экономичности работы котла путем снижения температуры в наиболее теплонапряженной части топки и предотвращения образования оксидов азота при экономичной работе котельной установки.

Для достижения этого результата предложен способ работы парового котла, по которому в топку парового котла подают топливо и воздух, продукты сгорания топлива отдают теплоту котловой воде и пару, после чего уходящие газы удаляют из котла в атмосферу, из барабана котла отводят продувочную воду.

Особенность заключается в том, что в топку котла впрыскивают продувочную воду, благодаря чему снижают температуру продуктов сгорания топлива в наиболее теплонапряженной части топки и подавляют образование оксидов азота в топке, количество впрыскиваемой продувочной воды регулируют по импульсу от датчика содержания оксидов азота в уходящих газах котла, уходящие газы охлаждают ниже температуры конденсации водяных паров, образующихся при впрыске в топку продувочной воды, а образовавшийся при охлаждении уходящих газов конденсат используют в пароводяном цикле котла, например, подают в деаэратор питательной воды.

Предложенная совокупность признаков заявленного способа позволяет уменьшить образование NO_x в топке за счет снижения температуры в наиболее теплонапряженной части топки при экономичной работе оборудования.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата.

На чертеже изображена принципиальная схема котельной установки. Котельная установка содержит паровой котел 1 с топкой 2. К барабану 3 парового котла 1 подключен трубопровод 4 отвода продувочной воды, который связан с форсункой 5 впрыска продувочной воды в топку 2. На трубопроводе 4 установлен регулирующий клапан 6, связанный с регулятором 7 содержания оксидов азота в уходящих газах. Регулятор 7 соединен с датчиком 8 содержания оксидов азота NO_x в уходящих газах. Паровой котел 1 подключен к дымовой трубе 9 газоходом 10, в котором установлен датчик 8. Конденсационный теплоутилизатор 11, установленный на выходе уходящих газов из конвективной части парового котла 1, связан с деаэратором 12 конденсатопроводом 13. К деаэратору 12 также подключен трубопровод 14 химически очищенной добавочной питательной воды, связывающий деаэратор 12 с водоподготовительной установкой 15.

Способ работы парового котла осуществляется следующим образом.

В топку 2 парового котла 1 подают топливо и воздух, в результате сжигания топлива вырабатывают пар, который выделяется в барабане 3. Из барабана 3 парового котла 1 по трубопроводу 4 отводят продувочную воду. Продукты сгорания отводят дымососом по газоходу 10 через дымовую трубу 9 в атмосферу. По импульсу от датчика 8 содержания оксидов азота NO_x, установленного в газоходе 10, регулятором 7 изменяют положение регулирующего клапана 6 и, следовательно, количество впрыскиваемой продувочной воды через форсунку 5. Уходящие газы охлаждают ниже температуры конденсации водяных паров, содержащихся в уходящих газах, в конденсационном теплоутилизаторе 11. Образовавшийся при охлаждении уходящих газов конденсат по конденсатопроводу 13 подают в деаэратор 12, благодаря чему утилизируют теплоту конденсации и массу водяных паров, образовавшихся при впрыске в топку 2 продувочной воды. При необходимости в деаэратор 12 подают приготовленную в водоподготовительной установке 15 добавочную питательную воду.

Отметим, конденсат водяных паров значительно чище продувочной воды, из которой эти пары образовались, что и позволяет полностью утилизировать теплоту и массу этих паров в цикле питательной воды парового котла.

Поддержание заданной температуры продуктов сгорания топлива в наиболее теплонапряженной части топки, исключающей образование оксидов азота в топке, за счет регулируемого впрыска продувочной воды и утилизация массы и теплоты конденсации образующихся при этом водяных паров позволяет повысить экологическую безопасность и экономичность работы котельной установки, снизить вредное антропогенное воздействие на климатическую систему за счет исключения выбросов NO_x в атмосферу при экономичной работе оборудования котельной установки.