ПАРОВОЙ ПЫЛЕУГОЛЬНЫЙ КОТЕЛ С КОЛЬЦЕВОЙ ТОПКОЙ

Строительство крупных тепловых электростанций с энергоблоками 500-800 МВт и выше связано с трудностями по созданию мощных котлоагрегатов, особенно пылеугольных. Для обеспечения высокой надежности и экономичности современного котлоагрегата принимаются умеренные теплонапряжения и сравнительно низкие температуры газов в топочной камере, что при существующих традиционных конструкциях топочных устройств приводит к большой высоте всего котлоагрегата. Значительное (до 30-40 %) снижение высоты мощных котлов обеспечивается за счет применения кольцевой топки.

В конструкции кольцевой топки эффективно использовано свойство вихревого движения продуктов сгорания, характерное для тангенциальных топок, при котором в центральной зоне топки образуется малопроточная зона. Конструктивно кольцевая топка представляет собой открытую восьмигранную призматическую камеру, внутри которой по всей ее высоте установлена восьмигранная коаксиальная вставка, выполненная из газоплотных панелей. Достаточно большие поперечные размеры внутренней вставки позволяют расположить внутри нее строительные конструкции котла, систему водоопускных труб, лифт и ремонтные площадки.

Прямоточные регулируемые горелочные устройства установлены на каждой наружной грани в несколько ярусов (в зависимости от мощности котла) и направлены по касательным к внутренней вставке. При таком расположении горелок в кольцевой топке организуется вращательное движение факела без активного взаимодействия (наброса) на стены внутренней и наружной камер.

Такая аэродинамика и повышенное тепловосприятие экранов кольцевой топки позволяют получить сравнительно низкий уровень температуры газов в ядре факела (ниже 1200 ^оС), что исключает активное шлакование экранов и вместе с тем обеспечивают устойчивое воспламенение, низкий уровень выбросов NOx и экономичное сгорание топлива. Отвод газов из топки осуществляется двумя симметрично расположенными конвективными газоходами, в каждом из которых установлены радиационные и конвективные поверхности нагрева пароперегревателя и водяного экономайзера. Воздухоподогреватель вынесен в отдельную колонку.

Головной образец котла с кольцевой топкой паропроизводительностью 820 т/ч с давлением пара — 13,8МПа и температурой — 560°С установлен и испытан на Новоиркутской ТЭЦ (г. Иркутск, Россия) при сжигании бурых углей.

Котел разработан котельным заводом «Сибэнергомаш» (г. Барнаул) и инженерными фирмами Сибтехэнерго и СибКОТЭС (г. Новосибирск). Проект установки котла на станции выполнен Сибирским отделением института ВНИПИЭнергопром (г. Иркутск).

В сравнении с традиционным П-образным котлом близкой мощности, высота данного котла на 20 м меньше. Проведенные испытания и длительный опыт (более 5-ти лет) успешной работы подтвердили высокие показатели котла: КПД котла 93%, отсутствие шлакования при сжигании шлакующих углей, устойчивое воспламенение при максимальной температуре в топке 1190°С; низкий уровень NОx=400 мг/нм3 (при О₂= 6%). Характерной особенностью кольцевой топки является высокая равномерность (не более 10 %) распределения температуры и тепловосприятия наружных и внутренних экранов по периметру топки.

На основании положительных результатов освоения головного образца решением НТС РАО «ЕЭС России» котлы с кольцевой топкой рекомендованы для промышленного внедрения.