Котел и способ его работы

Котел и способ его работы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в технологиях сжигания твердого топлива в виде угольной пыли и приготовленной на ее основе и распиливаемой форсунками водоугольной суспензии для нагрева воды и получения пара в котлах тепловых электростанций и промышленных предприятий.

Известен котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива с ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками для ввода реагентных топливных и воздушных потоков, размещенными на стенах топки вдоль подового перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов сгорания, а также горизонтальный газоход с ограждающими стенами, потолочным и подовым перекрытиями, пароперегревательными трубами, подключенным к выходному окну топки окном подачи зологазового потока на нагрев труб пароперегревателя, подовым окном для вывода зологазового потока, и опускной газоход с ограждающими стенами, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, входным потолочным окном, подключенным к выходному подовому окну горизонтального газохода и окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу (М.А. Стырикович, К.Я. Катковская, Е.П. Серов Парогенераторы электростанций. М. - Л.: Энергия, 1966. - с. 117-118, рис. 8.4, 8.5).

Известен способ работы котла с рассмотренным выше устройством, осуществляемый путем подачи в топку с фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль подового перекрытия реагентных потоков угольной пыли и воздуха, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к потолочному перекрытию в задней стене топки окно последовательно в горизонтальный газоход с пароперегревательными трубами, опускной газоход с экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, золоуловительные установки, дымовую трубу и в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя в горизонтальном газоходе, трубы экономайзера и воздухоподогревателя в опускном газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю (М.А. Стырикович, К.Я. Катковская, Е.П. Серов Парогенераторы электростанций. М. - Л.: Энергия, 1966. - с. 117-118, рис. 8.4, 8.5).

Сжигание топлива в рассмотренном выше котле по описанному способу происходит в многокомпонентном факеле, заполняющем внутритопочное пространство и состоящим из нагреваемых и окисляемых с выделением теплоты угольных частиц, потоков воздушного окислителя и потоков образуемых зологазовых продуктов сгорания. Разадаптированность многокомпонентных связей в факеле, высокая насыщенность золой газообразных продуктов сгорания приводят к серьезным недостаткам: активному, ухудшающему теплообмен, шлаковому загрязнению экранных труб в топке, значительному недожогу крупных топливных частиц, сепарирующих из факела в направлении пода и выводимых через подовое окно в шлаковыводящий канал вместе с кусками образующегося в топке шлака, сильному тепловому облучению факелом горелок и последующему их разрушению, термическому разрушению труб пароперегревателя, омываемых зологазовыми продуктами сгорания при высокой температуре, а также разрушению воздухоподогревателя из-за активного золового износа его труб; кроме того высок уровень концентрации вредных для здоровья людей и окружающей среды оксидов азота, образующихся при горении топлива в топке и выводимых в атмосферу с газообразными продуктами сгорания.

Известен также котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии с ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками для ввода реагентных топливных и воздушных потоков, размещенными на стенах топки вдоль подового перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов сгорания, а также горизонтальный газоход с ограждающими стенами, потолочным и подовым перекрытиями, пароперегревательными трубами, подключенным к выходному окну топки окном подачи зологазового потока на нагрев труб пароперегревателя, подовым окном для вывода зологазового потока, и опускной газоход с ограждающими стенами, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, входным потолочным окном, подключенным к выходному подовому окну горизонтального газохода и окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу. Особенностью котла является наличие сбросных воздушных сопл, размещаемых на одной из стен топки над горелками. При перераспределении воздуха между горелками и соплами частично снижается выход оксидов азота (Перспективы, основные результаты исследований и проблемы использования водоугольных суспензий в энергетике / A.M. Хидиятов, В.В. Осинцев, Л.И. Дубовцев и др. // Электрические станции. - 1988. - №9. - С. 2-12).

Известен способ работы котла с рассмотренным выше устройством, осуществляемый путем подачи в топку с фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль подового перекрытия реагентных потоков воздуха и топлива в виде угольной пыли и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислитеным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к потолочному перекрытию в задней стене топки окно последовательно в горизонтальный газоход с пароперегревательными трубами, опускной газоход с экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, золоуловительные установки, дымовую трубу и в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя в горизонтальном газоходе, трубы экономайзера и воздухоподогревателя в опускном газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю. Дополнительным вводом воздушных потоков через сопла над горелками и снижении расхода воздуха, направляемого в горелки, достигается незначительное снижение концентрации оксидов азота в отводимых из топки и котла газообразных продуктах сгорания (Перспективы, основные результаты исследований и проблемы использования водоугольных суспензий в энергетике / A.M. Хидиятов, В.В. Осинцев, Л.И. Дубовцев и др. // Электрические станции. - 1988. - №9. - С. 2-12).

Котел и способ его работы сохраняют конструктивные и режимные недостатки, обусловленные неудовлетворительной структурой топочного факела и насыщенностью золой газообразных продуктов сгорания: активное шлакование топки, значительный недожог крупных частиц топлива, невысокую надежность горелок, пароперегревателя и воздухоподогревателя.

Известен также котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива с ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками для ввода реагентных топливных и воздушных потоков, размещенными на стенах топки вдоль подового перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов сгорания, а также горизонтальный газоход с ограждающими стенами, потолочным и подовым перекрытиями, пароперегревательными трубами, подключенным к выходному окну топки окном подачи зологазового потока на нагрев труб пароперегревателя, подовым окном для вывода зологазового потока, и опускной газоход с ограждающими стенами, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, входным потолочным окном, подключенным к выходному подовому окну горизонтального газохода и окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу. Особенностью котла является наличие дополнительных, размещаемых на стенах топки, многоканальных сопл для ввода дожигающего и защищающего трубные экраны от шлакования воздуха (авторское свидетельство СССР №1059344, МПК F23С 7/02 от 27.10.82 г.; Б.И. №45 от 07.12.83 г.).

Известен способ работы котла с рассмотренным выше устройством, осуществляемый путем подачи в топку с фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль подового перекрытия реагентных потоков угольной пыли и воздуха, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к потолочному перекрытию в задней стене топки окно последовательно в горизонтальный газоход с пароперегревательными трубами, опускной газоход с экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, золоуловительные установки, дымовую трубу и в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя в горизонтальном газоходе, трубы экономайзера и воздухоподогревателя в опускном газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю. Кроме того, через дополнительно установленные на стенах топки сопла вводят дожигающий и защищающий трубные экраны от шлакования воздух. Перераспределением расхода воздуха по горелкам и соплам добиваются снижения активности шлакового загрязнения экранных труб и улучшения теплообмена между факелом и рабочей, циркулирующей по трубам, пароводяной средой, а также уменьшения концентрации оксидов азота в выводимых из топки и котла продуктах сгорания (авторское свидетельство СССР №1059344, МПК F23С 7/02 от 27.10.82 г.; Б.И. №45 от 07.12.83 г.).

Однако котел и способ его работы имеют прежние недостатки, связанные со структурной неадаптированностью топочного факела и отводимых продуктов сгорания: значительный недожог крупных топливных частиц, сепарирующих из факела в направлении пода и выводимых через подовое окно в шлаковыводящий канал вместе с кусками образующегося в топке шлака, невысокая надежность облучаемых факелом горелок, труб пароперегревателя, омываемых зологазовыми продуктами сгорания при высокой температуре, а также воздухоподогревателя из-за активного золового износа его труб. Дополнительно вводимыми воздушными потоками защищают от загрязнения небольшую площадь стен с экранными трубами вокруг сопл, для организации эффективной защиты от загрязнения необходимо большое количество индивидуальных сопл.

Известен также котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива с ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками для ввода реагентных топливных и воздушных потоков, размещенными на стенах топки вдоль подового перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов сгорания, а также горизонтальный газоход с ограждающими стенами, потолочным и подовым перекрытиями, пароперегревательными трубами, подключенным к выходному окну топки окном подачи зологазового потока на нагрев труб пароперегревателя, подовым окном для вывода зологазового потока, и опускной газоход с ограждающими стенами, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, входным потолочным окном, подключенным к выходному подовому окну горизонтального газохода и окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу. Котел имеет дополнительно размещаемые на стенах над горелками в несколько горизонтальных рядов многоканальные сопла для ввода в топку охлаждающих факел дымовых газов рециркуляции, а также подключенный к соплам и опускному газоходу перепускной газоход с вентилятором (авторское свидетельство СССР №937877, МПК F23С 9/08 от 21.05.80 г.; Б.И. №23 от 23.06.82 г.).

Известен способ работы котла с рассмотренным выше устройством, осуществляемый путем подачи в топку с фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль подового перекрытия реагентных потоков угольной пыли и воздуха, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к потолочному перекрытию в задней стене топки окно последовательно в горизонтальный газоход с пароперегревательными трубами, опускной газоход с экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, золоуловительные установки, дымовую трубу и в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя в горизонтальном газоходе, трубы экономайзера и воздухоподогревателя в опускном газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю. Особенностью способа является организация дополнительного ввода в активную область топочного факела над горелками охлажденных дымовых газов, отбираемых из опускного газохода, перекачиваемых по перепускному газоходу с помощью вентилятора и вводимых в топку через специальные многоканальные сопла, устанавливаемые на стенах в несколько горизонтальных рядов. Этим достигается снижение температурного уровня покидающего топку факела, обеспечивается более высокая степень надежности труб пароперегревателя (авторское свидетельство СССР №937877, МПК F23С 9/08 от 21.05.80 г.; Б.И. №23 от 23.06.82 г.).

Котел и способ его работы сохраняют ряд характерных недостатков, возникающих вследствие структурной неадаптированностью топочного факела и продуктов сгорания: шлаковые загрязнения труб экранов, повышенная концентрация оксидов азота в отводимых продуктах сгорания, значительный недожог крупных топливных частиц, невысокая степень надежности облучаемых факелом горелок и воздухоподогревателя из-за активного износа его труб.

Известен также котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии с вертикальной осью в центре, ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками для ввода реагентных топливных и воздушных потоков, размещенными на стенах топки вдоль подового перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов сгорания, а также горизонтальный газоход с ограждающими стенами, потолочным и подовым перекрытиями, пароперегревательными трубами, подключенным к выходному окну топки окном подачи зологазового потока на нагрев труб пароперегревателя, подовым окном для вывода зологазового потока, и опускной газоход с ограждающими стенами, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, входным потолочным окном, подключенным к выходному подовому окну горизонтального газохода и окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу. Особенностью котла является оснащение горелок сопловыми насадками с горизонтальными осями для раздельного тангенциально-прямоточного вывода реагентных потоков в топку с ориентацией осей воздушных сопл вдоль стен, а осей топливных сопл вдоль вертикальной оси топки (Перевод котла БК3-160 на технологию ступенчатого сжигания топлива / В.В. Осинцев, А.К. Джундубаев, В.Я. Гигин и др. // Электрические станции. - 1993. - №3. - С. 25-29).

Известен способ работы этого котла, осуществляемый путем подачи в топку с вертикальной осью в центре, фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль подового перекрытия реагентных потоков воздуха и топлива в виде угольной пыли и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к потолочному перекрытию в задней стене топки окно последовательно в горизонтальный газоход с пароперегревательными трубами, опускной газоход с экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, золоуловительные установки, дымовую трубу в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя в горизонтальном газоходе, трубы экономайзера и воздухоподогревателя в опускном газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю. Особенностью способа является раздельный прямоточно-тангенциальный вывод в топку из горелок воздушных и топливных потоков, причем первых - вдоль ограждающих стен, вторых - вдоль вертикальной оси топки (Перевод котла БК3-160 на технологию ступенчатого сжигания топлива / В.В. Осинцев, А.К. Джундубаев, В.Я. Гигин и др. // Электрические станции. - 1993. - №3. - С. 25-29).

Раздельным выводом реагентных потоков из горелок в топку достигается снижение концентрации вредных для здоровья людей и окружающей среды оксидов азота, подачей воздушных потоков вдоль стен обеспечивается снижение активности шлакования экранирующих труб, улучшение теплообмена факела с циркулирующей в трубах пароводяной средой при более полном поглощении последней падающих со стороны факела тепловых потоков и снижении температуры покидающих топку через выходное окно зологазовых потоков; последнее повышает надежность пароперегревателя. Однако котельное устройство и способ его работы сохраняют характерные недостатки: повышенный недожог крупных топливных частиц, невысокую степень надежности горелочных узлов, труб воздухоподогревателя.

Известен также котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива с вертикальной осью в центре, ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками для ввода реагентных топливных и воздушных потоков, размещенными на стенах топки вдоль подового перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов сгорания, а также горизонтальный газоход с ограждающими стенами, потолочным и подовым перекрытиями, пароперегревательными трубами, подключенным к выходному окну топки окном подачи зологазового потока на нагрев труб пароперегревателя, подовым окном для вывода зологазового потока, и опускной газоход с ограждающими стенами, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, входным потолочным окном, подключенным к выходному подовому окну горизонтального газохода и окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу. Горелки котла также оснащены сопловыми насадками с горизонтальными осями для раздельного тангенциально-прямоточного вывода реагентов в топку с ориентацией осей воздушных сопл вдоль стен, а осей топливных сопл вдоль вертикальной оси топки. При этом насадки топливных и воздушных сопл имеют форму вертикально-щелевых конфузоров, обеспечивающих защиту сопловых конструкций от проникновения лучистых тепловых потоков со стороны факела во внутренние полости сопл и подводящих реагентных каналов (патент РФ №2228491; F23D 17/00 от 15.04.2003 г.; опубл. в БИ №13 10.05.2004 г.).

Известен способ работы этого котла, осуществляемый путем подачи в топку с вертикальной осью в центре, фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к потолочному перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль подового перекрытия реагентных потоков угольной пыли и воздуха, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к потолочному перекрытию в задней стене топки окно последовательно в горизонтальный газоход с пароперегревательными трубами, опускной газоход с экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, золоуловительные установки, дымовую трубу в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя в горизонтальном газоходе, трубы экономайзера и воздухоподогревателя в опускном газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю. При работе котла реализуется раздельный конфузорный прямоточно-тангенциальный ввод в топку воздушных потоков вдоль стен, и топливных потоков вдоль вертикальной оси топки, обеспечивающий наряду со снижением концентрации оксидов азота и активности загрязнения экранных труб шлаком, улучшением теплообмена, снижением температуры покидающих топку продуктов сгорания и повышением надежности пароперегревателя, также эффект повышения надежности горелочных элементов (патент РФ №2228491; F23D 17/00 от 15.04.2003 г.; опубл. в БИ №13 10.05.2004 г.).

Котел и способ его работы сохраняют общие недостатки: повышенный недожог крупных топливных частиц и невысокая надежность воздухоподогревателя из-за значительного золового износа его труб.

Известен также котел, содержащий призматическую вертикальную топку для факельного сжигания пыли твердого топлива и приготавливаемой на ее основе и распиливаемой форсунками водоугольной суспензии с ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, горелками, размещенными на стенах вдоль потолочного перекрытия, окном в подовом перекрытии для вывода образующегося шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к подовому перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов, а также восходящий газоход с ограждающими стенами, боковым окном, подключенным к выходному окну топки, пароперегревательными, экономайзерными и воздухоподогревательными трубами, потолочным окном для отвода зологазового потока к золоуловительным установкам, дымовой трубе и сброса в атмосферу (авторское свидетельство СССР №1366785, МПК F23С 1/10 от 07.04.86 г.; Б.И. №2 от 15.01.88 г.).

Известен также способ работы вышеописанного котла путем подачи в топку с фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, окном в поду и примыкающим к подовому перекрытию окном в задней стене через настенные горелки вдоль потолочного перекрытия реагентных потоков воздуха и топлива в виде угольной пыли и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к подовому перекрытию в задней стене топки окно последовательно в восходящий газоход, золоуловительные установки, дымовую трубу и в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателю в восходящем газоходе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю (авторское свидетельство СССР №1366785, МПК F23С 1/10 от 07.04.86 г.; Б.И. №2 от 15.01.88 г.).

С увеличением расстояния между горелками и подом увеличивают время пребывания крупных топливных частиц в факеле, обеспечивая снижение их недожога. Однако котел и способ его работы обладают уже известными общими для всех рассмотренных выше устройств и способов недостатками: активным загрязнением экранов с ухудшением теплообмена в топке, невысокой надежностью горелок, труб пароперегревателя и воздухоподогоревателя, а также повышенной концентрацией оксидов азота в отводимых в атмосферу продуктах сгорания.

Известен котел, содержащий вертикальную топку и подключенный к ней горизонтальный газоход с последовательно установленными трубами пароперегревателя, экономайзера и швеллерковыми золоотделительными вертикальными ловушками, установленными в шахматном порядке в несколько рядов, а также газоход с воздухоподогревателем. При размещении золоотделительных ловушек перед воздухоподогревателем из зологазового потока выделяют частицы золы, что уменьшает в нем концентрацию золы и активность золового износа размещаемых за ловушками труб воздухоподогревателя (патент РФ №2373460; F23J 3/04 от 19.05.2008 г.; опубл. в БИ №32 от 20.11.2009 г.).

Известен способ работы такого котла путем сжигания в топке угольной пыли и вывода образующихся зологазовых продуктов в горизонтальный газоход с пароперегревателем, экономайзером и швеллерковыми золоотделительными ловушками и далее в газоход с воздухоподогревателем и дымовую трубу. При прохождении зологазового потока в горизонтальном газоходе через золоотделительные ловушки из зологазового потока выводят основную массу золовых частиц. В воздухоподогреватель поступает практически очищенный от золы газовый поток, чем значительно снижают активность абразивного износа труб воздухоподогревателя (патент РФ №2373460; F23J 3/04 от 19.05.2008 г.; опубл. в БИ №32 от 20.11.2009 г.).

Котел и способ сохраняют характерные недостатки: повышенный недожог крупных частиц топлива, загрязнение топки шлаком, высокий уровень температуры продуктов сгорания перед пароперегревателем и его низкая надежность, невысокая надежность облучаемых факелом горелок, высокий уровень концентрации оксидов азота в выводимых через дымовую трубу в атмосферу газообразных продуктов сгорания.

Известен наиболее близкий предлагаемому изобретению котел, содержащий вертикальную призматическую топку для комбинированного сжигания в факеле пыли твердого топлива и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии с вертикальной осью в центре, ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, размещенными на стенах вдоль потолочного перекрытия горелками, по крайней мере, в один горизонтальный ряд, имеющими вертикально-щелевые конфузорные сопловые насадки для раздельного вывода воздушных потоков вдоль стен и топливных пылеугольных потоков вдоль вертикальной оси топки и форсунки для распыливания и вывода топливных распыленных водоуглесуспензионных потоков также вдоль вертикальной оси топки, установленными на стенах в несколько горизонтальных рядов дополнительными соплами с двумя каналами для вывода в топку вдоль ограждающих стен и вертикальной оси топки потоков охлаждающих факел газообразных потоков продуктов сгорания и топливодожигающих и защищающих от шлакового загрязнения дополнительных воздушных потоков, окном в подовом перекрытии для вывода образующихся кусков шлака и сепарирующих крупных золотопливных частиц, примыкающим к подовому перекрытию окном в задней стене для вывода зологазовых продуктов, а также горизонтальный газоход с ограждающими боковыми и задней стенами, потолочным и подовым перекрытиями, последовательно установленными пучками труб пароперегревателя, экономайзера и размещенными в шахматном порядке в несколько рядов швеллерковыми вертикальными золоотделительными ловушками, окном для ввода зологазового потока, совмещенным с зологазовыводящим окном топки, окнами в подовом перекрытии для отвода золы из трубных пучков и ловушек, окном в задней стене, примыкающим к потолочному перекрытию для вывода очищенного от золы газового потока в газоход с воздухоподогревателем, дымовую трубу и сброса в атмосферу, подключенный к дополнительным соплам и горизонтальному газоходу перекачивающий охлажденные продукты сгорания газоход с вентилятором (К.Ф. Роддатис, Э.И. Ромм, Н.А. Семененко и др. Котельные установки. Том 2. Госэнергоиздат, М. - Л., 1946, с. 137-142, фиг. 94, фиг. 95б).

Известен способ работы такого котла путем комбинированного ввода в вертикальную призматическую топку с вертикальной осью в центре, ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими их трубами, подовым шлаковыводящим и примыкающим к поду в задней стене зологазовыводящим окнами раздельно через вертикально-щелевые конфузорные насадки и форсунки размещенных, по крайней мере, в один горизонтальный ряд, настенных горелок вдоль потолочного перекрытия и вертикальной оси в центре тангенциально-прямоточных топливных пылеугольных и топливных распыленных водоуглесуспензионных потоков и вдоль потолочного перекрытия и ограждающих стен тангенциально-прямоточных воздушных потоков, организации факельных процессов воспламенения и горения с экзотермическим топливоокислительным эффектом и образованием высокотемпературных зологазовых продуктов, ввода в топку через установленные на стенах в несколько горизонтальных рядов дополнительные сопла раздельных тангенциально-прямоточных охлаждающих газообразных потоков продуктов сгорания, отбираемых из горизонтального газохода и перекачиваемых по газоходу с вентилятором, и дополнительных дожигающих и защищающих от шлаковых загрязнений дополнительных воздушных потоков, вывода крупных сепарирующих золотопливных частиц и кусков образующегося шлака через подовое окно в шлаковыводящий канал, эвакуации зологазовых продуктов через примыкающее к подовому перекрытию в задней стене топки окно в горизонтальный газоход с боковыми и задней стенами, потолочным и подовым перекрытиями, золовыводящими окнами в подовом перекрытии, примыкающим к потолочному перекрытию газовыводящим окном в задней стене, последовательно размещенными пучками пароперегревательных и экономайзерных труб и установленными в шахматном порядке в несколько рядов вертикальными швеллерковыми золоотделительными ловушками, вывода золы из ловушек и трубных пучков через окна в подовом перекрытии в накопительные бункеры, отвода очищенного от золы газового потока через окно в задней стене горизонтального газохода в газоход с воздухоподогревателем, дымовую трубу и сброса в атмосферу с последовательной отдачей теплоты циркулирующей пароводяной среде через экранные трубы в топке, трубы пароперегревателя, экономайзера в горизонтальном газоходе, в воздухоподогревателе, отпуска нагретой воды и вырабатываемого пара потребителю (К.Ф. Роддатис, Э.И. Ромм, Н.А. Семененко и др. Котельные установки. Том 2. Госэнергоиздат, М. - Л., 1946, с. 137-142, фиг. 94, фиг. 95б).

Котел и способ его работы позволяют снизить недожог крупных топливных частиц, концентрацию оксидов азота и золы в выводимых из котла газообразных продуктах сгорания, уменьшить загрязняемость топки шлаком и активизировать теплообмен, повысить надежность пароперегревательных и воздухоподогревательных труб при повышенной надежности горелочных устройств. Однако низка надежность дополнительных сопл. При этом отмеченные преимущества даже при высокой надежности горелок реализуются только при определенных не описанных ранее в литературе и неизвестных в практике особенностях конструкции и работы котла, обеспечивающих рациональную структуру топочного факела и отводимых продуктов сгорания.

Задача изобретения - выбор конструкции и способа работы котла, позволяющих изменить многокомпонентную структуру факела, заполняющего пространство внутри топки и состоящего из прогреваемых и окисляемых с выделением теплоты топливных частиц угольной пыли и распыленной водоугольной суспензии, окислительных воздушных потоков и потоков образующихся в процессе окислительных реакций зологазовых продуктов сгорания, а также улучшить структуру выводимых из топки и котла зологазовых потоков, при этом снизить недожог крупных топливных частиц, концентрацию оксидов азота и золы в выводимых из котла газообразных продуктах сгорания, уменьшить загрязняемость топки шлаком, активизировать теплообмен, повысить надежность дополнительных сопл, пароперегревательных и воздухоподогревательных труб при высокой надежности горелочных устройств.

Задача решается в предлагаемом котле, содержащим вертикальную призматическую топку для комбинированного сжигания в факеле пыли твердого топлива и приготавливаемой на ее основе и распыливаемой форсунками водоугольной суспензии с вертикальной осью в центре, ограждающими фронтовой, задней и боковыми стенами, потолочным и подовым перекрытиями, экранирующими стены и перекрытия трубами с циркулирующей пароводяной средой, размещенными на стенах вдоль потолочного перекрытия горелками, по крайней мере, в один горизонтальный ряд, имеющими вертикально-щелевые конфузорные сопловые насадки для раздельного вывода воздушных потоков вдоль стен и топливных пылеугольных потоков вдоль вертикальной оси топки и форсунки для распыливания и вывода топливных распыленных водоуглесуспензионных потоков также вдоль вертикальной оси топки, установленными на стенах в несколько горизонтальных рядов дополнительными соплами с двумя каналами для вывода в топку вдоль ограждающих стен и вертикальной оси топки охлаждающих факел газообразных потоков продуктов сгорания и топливодожигающих и защищающих от шлакового загрязнения дополнительных воздушных потоков, окном в подовом перекрытии для вывода образующи