5.3.2 Пальникові пристрої з розділенням потоків вторинного повітря

Якщо при горінні вугільного пилу організувати більш пізнє підведення вторинного повітря до аеросуміші на початковій дільниці факелу, то це призведе до затягування процесів перемішування палива з повітрям і активного вигорання суміші.

У результаті такого нестехіометричного спалювання палива відбувається зниження утворення паливних і термічних оксидів азоту.

Зазначені умови реалізуються у двопотокових (по вторинному повітрю) вихрових пальниках (рисунок 34). У каналі аеросуміші такого пальника встановлений нерухомий лопатковий апарат. Вторинне повітря подається по двох коаксіальних каналах з рівними витратами. Внутрішній канал обладнаний нерухомим лопатковим апаратом й індивідуальним шибером для регулювання витрати повітря, а зовнішній канал - регулюється тангенціальним завихрювачем.

Швидкість вторинного повітря у внутрішньому коаксіальному каналі встановлюється рівній швидкості аеросуміші для зменшення інтенсивності турбулентного обміну.

1 — канал для подачі центрального повітря при роботі на мазуті; 2 — мазутна форсунка; 5, 6 — кільцеві канали первинного (I) та вторинного (II) повітря; 8 — обмурівка; 9 — елемент кріплення пальника; 10 — аксіальний апарат, що закручує; 12 — відбійна плита

Рисунок 34 — Конструктивна схема вихрового пальника з двома каналами по вторинному повітрю

Реалізація зазначеного методу на котлі з тангенціальною топкою полягає в установці пальників з різним напрямком (у горизонтальній площини) потоків аеросуміші й вторинного повітря. Все вторинне повітря ділиться на дві частини. Менша частина (20-40 %) розташовується в нижній частині прямоточного пальника й направляється разом з потоком аеросуміші по дотичній до уявлюваної окружності в центрі топки. Частина, вторинного повітря (60-80 %), що залишилася, розташована в середній і верхній частинах пальника, направляється по дотичній до уявлюваного в центрі топки окружності більшого діаметру. Утворення оксидів азоту знижується на 33 – 40 %.

5.3.3 Пальниковий пристрій східчастого спалювання

Метод полягає у розділенні повітря на вторинне і третинне. Вторинне повітря у кількості, яке необхідне для стабільного спалювання і горіння, разом з аеросумішшю подається через основні пальники. На виході з пальника встановлюється зона горіння, збагачена паливом. Останнє (третинне) повітря через спеціальні сопла подається далі по факелу за ядром горіння. При цьому забезпечується повне вигорання палива без утворення у екранів топки зон з відновлюваним середовищем і досягається суттєве зниження утворення NО_х.

Прямотокові і вихрові пальники східцевого спалювання рекомендується застосовувати на котлах, які обладнані пилосистемами з прямим вдуванням.

На рисунку 35 представлений вихровий пальник східцевого спалювання для котла енергоблоку 707 МВт.

Рисунок 35 — Пальник східцевого спалювання

Аеросуміш подається по центральному кільцевому каналу. Повітря для горіння поділяється на вторинне, яке подається через зовнішній кільцевий канал, і третинний, який подається в топку через чотири сопла, розміщенні на периферії пальника. У каналі вторинного повітря установлений аксіальний лопатковий завихрювач з регульованою круткою. Струмені третинного повітря володіють достатнім імпульсом і на деякій відстані від пальника перемішуються з основним факелом. Затягування вигорання вугільного пилу не спостерігалося. У відповідності до експериментальних даних, при спалюванні вугілля з вмістом утворення оксидів азоту при номінальному навантаженні і знизилося на 40 % у порівнянні з вихідною концентрацією NО_х, яка дорівнює 1,1 г/м³.

Пальники східцевого спалювання можна застосовувати на котлах практично будь-якої видатності.