CS232401B1

CS232401B1 - Method of combustion of organic fuel in whirling fireplace

Info

Publication number: CS232401B1
Application number: CS357274A
Authority: CS
Inventors: Viktor V Pomerancev; Jurij A Rundygin; Stanislav M Sestakov; Felix Z Finker; Vladimir G Kackin; Valerij M Borovkov; Jurij N Korcunov; Sarra L Sagalova
Original assignee: Viktor V Pomerancev; Jurij A Rundygin; Stanislav M Sestakov; Felix Z Finker; Vladimir G Kackin; Valerij M Borovkov; Jurij N Korcunov; Sarra L Sagalova
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1974-05-17
Publication date: 1985-01-16

Description

Předměte· vynálezu je «působ spalování organických paliv ve vířivé» topeništi. Vynáles může být například použit s výhodou při výrobě páry v tepelných elektrárnách. Jsou vSeobecnS známy způsoby spalování organických paliv v topeništích spočívající v tom, že do topeništi je přivádina smis prásku a vzduchu, obsahující palivo a vzduch. Přitom se palivo před přivedením do topeniště rozemele v zařízení pro přípravu prásku, aby bylo dosaženo strmé trakční charakteristiky a vzduch je předehříván v předehřívačích pro jistý zážeh plamene a pro zvýšení celkové teploty v topeništi.The object of the invention is the «effect of burning organic fuels in a vortex» furnace. For example, the invention can be used advantageously in steam generation in thermal power plants. It is generally known to burn organic fuels in furnaces by supplying a mixture of powder and air containing fuel and air to the furnace. Here, the fuel is ground before being fed to the furnace in a powder preparation device to achieve a steep traction characteristic and the air is preheated in the preheaters for a certain flame ignition and to increase the total furnace temperature.

Při společném spalování paliva a vzdušného kyslíku vznikne souproudý plamen. Čas, potřebný ke spálení paliva, je určen dobou letu paliva v plameni. Tento čas přesto nepostačuje k úplnému spálení veškerého paliva, žádné známé zařízení pro přípravu prášku neumožňuje rozemlít palivo na práiek stejné zrnitosti. To vysvětluje nerovnoměrný způsob a hořeni paliva v topeništi po délce plemene.Combustion of fuel and air oxygen creates a co-current flame. The time it takes to burn fuel is determined by the time of flight of the fuel in flame. However, this time is not sufficient to completely burn all the fuel, no known powder preparation device allows grinding the fuel to a powder of the same grain size. This explains the uneven manner and combustion of fuel in the furnace along the breed.

V počátečním úseku plamene shoří přes 80 % paliva, a to zejména jemná a střední * frakce. V témže úseku ee vyvíjí i nejvySSi teplota, čímž vzniká jádro plamene. Hrubá frakce paliva se v počátečním úseku plamene jen vznítí. Shoří až ve druhé části plamene, kde již není témSř žádný kyslík a kde teplota spalin poměrně rychle klesá na hodnotu teploty při výstupu topeništi.In the initial flame section, over 80% of the fuel burns, especially the fine and medium fractions. In the same section ee also develops the highest temperature, thereby forming the core of the flame. The coarse fuel fraction only ignites in the initial flame section. It burns only in the second part of the flame, where there is almost no oxygen and where the temperature of the flue gas decreases relatively quickly to the temperature at the outlet of the furnace.

Tímto nerovnoměrným spalováním palivového prášku vzniká nerovnoměrné rozdělení teploty, a tím i proudy tepelného záření v topeništi. Nerovnoměrným rozdělením teploty, zvláště vznikem jádra plamene o vysoké teplotě, se podstatně snižuje jistota provozu parního generátoru. To je způsobováno tím, že popel, to je minerální složka paliva, se taví a potom ee usazuje na trubkách chladicího rejstříku jako struska.This uneven combustion of the fuel powder results in an uneven distribution of temperature and, consequently, heat radiation streams in the furnace. The uneven temperature distribution, in particular the formation of a high temperature flame core, greatly reduces the operating reliability of the steam generator. This is due to the fact that the ash, i.e. the mineral component of the fuel, melts and then settles on the coolant tubes as slag.

Zanášením chladicího rejstříku etruskou se zhoršuje výměna teple mezi spalinami a pracovním médiem v trubkách chladicího rejstříku, čími se zvyšuje výstupní teplota spalin a způsobuje zanášení přehříváku struskou, čímž se zmenšuje průchozí průřez pro spaliny·Clogging the cooling register with the Etruscan deteriorates the heat exchange between the flue gas and the working medium in the coolant tubes, increasing the flue gas outlet temperature and causing the slag superheater to clog, thereby reducing the flue gas passage cross section.

Vlivem vrůstajícího odporu přehříváku snižuje se výroba páry v parním generátoru až do jeho úplného zastavení. Neplénovené vysazování parních generátorů z provozu způsobuje milionové ztráty přerušováním dodávek elektrická energie.Due to the increasing resistance of the superheater, steam production in the steam generator is reduced until it is completely stopped. Uninterrupted decommissioning of steam generators causes millions of losses by interrupting the power supply.

Sníženi jistoty provozu parního generátoru vzniká taká vlivem nerovnomšrných místních proudů tepelného záření, která jsou v jádře plamene několikrát větší než je průmirná hodnota. To je příčinou spáleni kovových trubek chladicího registru v topeništi. Ve žhavém jádře plamene vzniká mimoto velké množství kysličníků síry a dusíku, která jsou jedovatá a jsou spolu se spalinami vy vrho vány do vnšjšl atmosféry a znečlělují okolní prostředí.The reduction in the operating reliability of the steam generator is also due to uneven local currents of heat radiation that are several times greater than the average value in the flame core. This causes the metal coolant tubes to burn in the furnace. In addition, a large amount of sulfur and nitrogen oxides are produced in the hot core of the flame, which are poisonous and, together with the flue gases, are discharged into the external atmosphere and pollute the environment.

Proces výroby prášku, nutný pro uvedený způsob spalováni organických paliv, je schopný exploze u organických paliv s vysokým podílem tekavých látek. Taková organická paliva se bšžnš používají v energetickém hospodářství. Známé způsoby spalování organických paliv vyžaduji velikou spotřebu energie na přípravu prášku, spotřebu kovu na výrobu vyměňovaných opotřebovaných strojních součástí a značná zvýšenou spotřebu organického paliva v popeli a strusee.The powder manufacturing process necessary for the above method of burning organic fuels is capable of explosion in organic fuels with a high content of volatile substances. Such organic fuels are commonly used in the energy economy. The known methods of burning organic fuels require a large energy consumption for powder preparation, metal consumption for the production of the worn machine parts to be replaced, and a considerable increased consumption of organic fuel in ash and slag.

Pokusy odstranit tyto nedostatky, spojená se spalováním organických paliv v souproudám plameni, vedly ke spalování organických paliv v topeništi systému Šeřinev. Způsob spalování organických paliv ve vířivém topeništi systému Šeršnev spočívá v tom, že se do topeniště zavádí nemletá organická palivo, například frázovaná rašelina. Vzduch, potřebný k hořeni, se přivádí se spodní části topeniště, zatímco sekundám! vzduch se přivádí nezávisle na palivu. <Attempts to overcome these shortcomings associated with the combustion of organic fuels in a co-current flame have led to the combustion of organic fuels in the furnace of the Šeřinev system. The method of burning organic fuels in the swirling furnace of the Shershnev system consists in introducing unground ground organic fuel, for example phrased peat, into the furnace. The air required for combustion is supplied to the bottom of the furnace, while the seconds! air is supplied independently of the fuel. <

Organická palivo vytváří při spalování jak aouproudý' tak i vířivý plamen. V souproudá části plamene shoří jemné frakce organického paliva, zatímco hrubá nespálená frakce padají vlivem tíže do spodní části topenlštš, kde jsou zdvihány vstupujícím spodním proudem vzduchu a jsou vnášeny do souproudá části plamene, kde tyto frakce shoří, přičemž několikrát cirkuluji ve vířivém pásmu plamene. Uvedený způsob umožňuje spalování některých organických paliv, například frázovaná rašeliny, bez předcházejícího mletí, čímž se celý proces spalování zlevňuje, protože se obejde bez zařízení na přípravu prášku.The organic fuel produces both a current and a vortex during combustion. In the downstream portion of the flame, the fine fraction of organic fuel burns, while the coarse unburned fraction falls due to gravity to the bottom of the furnace where it is lifted by the incoming bottom air stream and fed to the downstream portion of the flame. This method allows the combustion of some organic fuels, such as phrased peat, without prior grinding, thereby making the entire combustion process cheaper since it does not require a powder preparation device.

Mimoto se zvyáuje bezpečnost provozu parního generátoru, protože nevzniká žádný explozivní prach. Při uvedeném způsobu padají do vířivého pásma plamene jen velké částečky organického pálivá vlivem gravitace, hlavní část organického paliva shoří v souproudám pásmu plamene, čímž vzniká žhavá jádro plamene. Způsob spalováni organických paliv v topeništi systému Šeršnev se vyznačuje malou hospodárností, protož· mocný spodní proud vzduchu není organickým palivem vytížen a vzdušný kyslík zůstává nevyužit.In addition, the safety of the steam generator is increased as no explosive dust is generated. In this process, only large particles of organic fuel fall into the swirling zone of the flame due to gravity, the major part of the organic fuel burns in the co-current of the flame zone, thereby forming a hot core of the flame. The method of combustion of organic fuels in the combustion chamber of the Sherchnev system is characterized by low fuel efficiency, since the powerful lower air flow is not used by the organic fuel and the air oxygen remains unused.

B(B)

Tím způsobem vznikají značná tepálná ztráty a nespálené částečky organického paliva jsou vynášeny z topeniště. Přitom kyslík, přiváděný do topeniště, zůstává' nevyužit, což vyžaduje zvýšenou spotřebu energie pro pohon ventilátoru na vzduch i spaliny. *In this way, considerable heat losses are generated and unburned organic fuel particles are discharged from the furnace. At the same time, the oxygen supplied to the furnace remains unused, requiring increased energy consumption to drive the fan to both air and flue gas. *

Nespálená částečky zvyšuji tepelné ztráty spojené s mechanickým nedohořením paliva.Unburned particles increase the heat loss associated with mechanical non-combustion of fuel.

Tento způsob spalováni může být použit jen pro raěelinu a proto nemůže být v tepelná energetice dále rozšiřován.This method of combustion can only be used for peat and therefore cannot be further expanded in thermal energy.

Vynášená nespálená částečky organického paliva, která částečně dohořívají, zvyšují teplotu spalin na výstupu z topeniště, čímž vzniká zanášení přehříváku struskou, čímž se zvětšuje odpor průtoku spalin. Vlivem vzrůstajícího odporu přehříváku zvyšuje se odpor parního generátoru, odsávací ventilátory na spaliny nezvládnou zvýšeně zatíženi, a tím klesá parní výkon parního generátoru až k úplnému zastaveni.The unburned unburned organic fuel particles, which partially burn, increase the temperature of the flue gas at the outlet of the furnace, thereby causing clogging of the superheater, thereby increasing the flow resistance of the flue gas. Due to the increasing resistance of the superheater, the resistance of the steam generator increases, the exhaust gas exhaust fans cannot cope with an increased load, and thus the steam power of the steam generator decreases to a complete stop.

23240)23240)

Tento způsob se také vyznačuje nestabilitou spalováni, protože do jádra plamene vniká velké množství chladného vzduchu ze spodního proudu vzduchu· Tím vzniká nestabilní spalování organického paliva, spojené se vznikem pul žací, snižujících jistotu provozu· Vlivem pulžací vznikají trhliny v tepelné Izolaci parního generátoru, kterými vniká technologicky nežádoucí vzduch, který se nepodílí na spalování· Je znám ještě jeden způsob spalování organických paliv ve vířivá· topeništi.This process is also characterized by combustion instability, as a large amount of cold air enters the flame core from the lower air stream. This creates an unstable combustion of organic fuel associated with the formation of pulsations, reducing operational reliability. technologically undesirable air enters, which is not involved in combustion · There is another known way of burning organic fuels in a vortex combustion chamber.

Do prostoru topeništi se zavádí směs prášku a vzduchu, obsahující organická palivo a vzduch, čímž při spalováni vzniká plamen, sestSvající ze souproudé a vířivé části. Do plamene přicházejí žhavé plyny a nespálené organické palivo, které postupuje vlivem gravitačních a setrvačných sil do spodní části topeništi. Ve spodní části topeništi je mimoto přiváděn sekundární vzduch ve směru přívodu smšsi prášku a vzduchu. Proud sekundárního vzduchu strhává nespálené organické palivo a vede je do jádra plamene.A powder-air mixture containing organic fuel and air is introduced into the furnace space, resulting in a flame consisting of a co-current and a swirling part during combustion. The flame comes with hot gases and unburned organic fuel, which proceeds to the bottom of the furnace due to gravity and inertia forces. In addition, in the lower part of the furnace, secondary air is supplied in the direction of the powder-air mixture. The secondary air stream entrains unburned organic fuel and conducts it to the core of the flame.

Vlivem mnohonásobné cirkulace organického paliva ee prodlužuje doba, po kterou je organické palivo v pásmu hoření až dá jeho úplného shoření. Dva proudy vzduchu, a to sekundárního spodního proudu vzduchu a proudu smšsi prášku a vzduchu, jsou usměrněny tak, že vytvářejí dvojici sil, čímž vzniká vířivé pásmo plamene. Vířivé pásmo plamene snižuje teplotu jádra plamene a vyrovnává proudy tepelného záření. To zvyšuje provozní jistotu parního generátoru, protože nízká teplota jádra plamene zabraňuje taveni popele a zanášení chladícího registru topeništi etruskou.Due to the multiple circulation of the organic fuel, ee extends the time that the organic fuel is in the combustion zone until it is completely burned. The two air streams, the secondary lower air stream and the powder-air stream, are directed to create a pair of forces, thereby creating a swirling zone of the flame. The flame swirl zone reduces the temperature of the flame core and balances the heat radiation currents. This increases the operational reliability of the steam generator because the low temperature of the flame core prevents the melting of ash and clogging of the furnace cooling register by the Etruscan.

Mimoto poli es teploty plamene snižuje také množství kysličníku síry a dusíku ve spalinách, a tím i množství jedovatých látek vyvrhovaných do okolního prostředí. Vyrovnáním velikosti místních tepelných proudění Je zabráněno místnímu přehřátí kovu trubek chladicího registra, a tím i jeho spálení. Při známém způsobu spalování jsou vytvořeny příznivé podmínky pro spalování hrubých frakcí organického paliva, protože jsou vlivem působení dvou proudů vzduchu stéle znovu přiváděny do pásma s plnou koncentraci kyslíku.In addition, the flame temperature field also reduces the amount of sulfur oxide and nitrogen in the flue gas and thus the amount of toxic substances ejected into the environment. By equalizing the magnitude of the local heat currents, local overheating of the metal of the coolant tubes and thereby burning thereof is prevented. In the known combustion method, favorable conditions are created for the combustion of coarse fractions of organic fuel, since they are continuously re-introduced into the zone with full oxygen concentration due to the action of two air streams.

Zmíněný způsob spalování organických poliv nezabeapečuje na výstupu z topeništi před přehřívákem stabilní teplotu spalin, což způsobuje kolísání teploty přehřáté páry, která je vyráběna v parním generátoru a přiváděna k turbině a snižuje tak hospodárnost jak parního generátoru, tak i turbíny. Při zmíněném způsobu spalování je teplota spalin na výstupu z topeniště nestabilní a závisí na zápalných podmínkách směsi prášku a vzduchu.Said method of combustion of organic pollutants does not provide a stable flue gas temperature at the outlet of the furnace before the superheater, which causes the temperature of the superheated steam produced in the steam generator and fed to the turbine to fluctuate, thus reducing the efficiency of both the steam generator and turbine. In this combustion method, the temperature of the flue gas at the outlet of the furnace is unstable and depends on the ignition conditions of the powder-air mixture.

Směs prášku a vzduchu se zapaluje při uvedeném způsobu spalování přívodem proudu žhavých plynů k jádru plamene. Tento proud vzniká spalováním paliva, která je vlivem gravitačních a setrvačných sil zaváděno do proudu sekundárního vzduchu. Při změně kvality organického paliva, například vlhkosti nebo stupně disperze, není proud sekundárního paliva využit a studený vzduch, zabraňující zapálení směsi prášku a vzduchu, zasahuje až k jádru plamene.The powder-air mixture is ignited in said combustion process by supplying a stream of hot gases to the flame core. This flow is generated by the combustion of fuel, which is introduced into the secondary air flow by gravity and inertia forces. When changing the quality of the organic fuel, for example moisture or the degree of dispersion, the secondary fuel stream is not utilized and cold air, preventing the ignition of the powder-air mixture, reaches to the core of the flame.

Protože zapalování se zhoršuje, začínají vznikat pulzace a spalování částeček organického paliva se prodlužuje až do oblasti přehříváku, čímž se zvyšuje teplota v této oblasti, dochází k nalepování popele na trubky přehřívéku a následujícím zanášením přehříváku struskou. Úkolem vynálezu je vyvinout takový způsob spalování organických paliv ve vířivém topeništi, který by zabezpečil stálou určenou teplotu spalin na výstupu z topeniště, jisté zapalování organického paliva a zabránil zanášení přehříváku struskou.As the ignition deteriorates, pulsations begin to occur and the combustion of the organic fuel particles extends up to the superheater region, thereby increasing the temperature in the region, sticking ash to the superheater tubes and subsequently fouling the superheater with slag. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide such a method of burning organic fuels in a vortex furnace which provides a constant, determined flue gas temperature at the furnace exit, ensures certain ignition of the organic fuel and prevents clogging of the superheater.

Úloha je řešena tím, že při způsobu spalováni organických paliv ve vířivém topeništi s vrchním odváděním spalin, při kterém je do prostoru topeniště přiváděna směs prášku a vzduchu, obsahující organické palivo a vzduch, které při hoření Vytvářejí plamen, obsahující žhavé plyny a nespálené organické palivo, které vlivem gravitačních a setrvačných silpadá do spodní části topeniště a mimoto je do prostoru topeniště přiváděn proud sekundárního vzduchu ve směru ke vstupu směsi prášku a vzduchu, přičemž proud sekundárního vzduchu strhává nespálené částečky organického paliva a přivádí je k jádru plamene, takže tyto částečky úplně shoří, se podle vynálezu používá hrubě dispergovaného paliva a rychlost primárního vzduchu je vhodně volena podle rozdělení frakcí organického paliva podél výSky topeniště. Tento způsob spalování organických paliv ve vířivém topeništi zajišťuje dodržování stanovené teploty spalin ná výstupu z topeniště.The problem is solved by the fact that in the method of combustion of organic fuels in a vortex furnace with a top exhaust of flue gases, the combustion chamber is supplied with a mixture of powder and air containing organic fuel and air which generates a burning flame containing hot gases and unburned organic fuel. which, under the influence of gravity and inertia, falls into the lower part of the furnace and, in addition, is fed into the furnace space with a stream of secondary air towards the powder and air mixture inlet, the stream of secondary air entrains unburned organic fuel particles and feeds them to the flame core. According to the invention, the coarse dispersed fuel is used and the primary air velocity is suitably selected according to the distribution of organic fuel fractions along the furnace height. This method of combustion of organic fuels in a vortex furnace ensures that the specified flue gas outlet temperature is maintained.

Výkyvy teplpty spalin na výstupu z topeniStě jsou pozorovány při změnách kvalitativních parametrů organického paliva, například vlhkosti. Při zvýSené vlhkosti výchozího organického paliva se zhoršuje zapalování směsi práěku a vzduchu a její spalování se prodlužuje až do prostoru přehříváku, přičemž se teplota spalin na výstupu z topeniště zvyšuje. Při snížené vlhkosti výchozího organického paliva se zapalování směsi urychluje a teplota spalin z topeniStě klesá.Fluctuations in the exhaust gas temperature at the outlet of the furnace are observed when the quality of the organic fuel, for example moisture, changes. With increased humidity of the starting organic fuel, ignition of the powder / air mixture deteriorates and its combustion extends to the superheater space, while the temperature of the flue gas at the furnace outlet increases. With reduced humidity of the starting organic fuel, the ignition of the mixture accelerates and the temperature of the flue gas from the furnace decreases.

Stálost teploty vystupujících spalin při způsobu podle vynálezu se zabezpečuje zvýšeným přívodem organického paliva do pásma vířeni při zvýšené vlhkosti a sníženým přívodem organického paliva do pásma víření při snížené vlhkosti. Spodní proud sekundárního vzduchu je vytěžován změnou rychlosti přívodu primárního vzduchu. Při zvýšení rych- t losti primárního vzduchu spadá do pásma víření vlivem setrvačných sil vštší množství hrubšího organického paliva, které ve spodním proudu sekundárního vzduchu intenzivně do hoří vá, čímž se zlepší zapalování paliva. “The temperature stability of the exiting flue gases in the process of the invention is ensured by an increased supply of organic fuel to the swirl zone at increased humidity and a reduced supply of organic fuel to the swirl zone at reduced humidity. The lower secondary air flow is extracted by changing the primary air supply rate. As the speed of the primary air increases, the vortex zone falls due to inertia forces to a larger quantity of coarser organic fuel, which burns intensively in the lower secondary air stream, improving the ignition of the fuel. "

Hrubé frakce organického paliva vyhoří v celém prostoru vířivého pásma. Tím klesne teplota spalin pod teplotu tavení popele, čímž se zabrání zanášení přehříváku etruskou a zvýší se jistota provozu a hospodárnost parního generátoru. Mimoto se teplota spalin podél výSky topeniště vyrovná a proudy tepelného záření se zmenši. Použitím hrubě dispergovaného organického paliva zvýší se bezpečnost parního generátoru proti výbuchu, protože jemně dispergované organická paliva, používané v současné době v novodobých parních generátorech, jsou ve zvýšená míře explosivní.Coarse fractions of organic fuel burn throughout the swirl zone. This will reduce the flue gas temperature to below the melting point of the ash, thus avoiding clogging of the superheater by the Etruscan and increasing the operating reliability and economy of the steam generator. In addition, the flue gas temperature is equalized along the furnace height and the heat radiation currents are reduced. The use of coarsely dispersed organic fuel will increase the explosion safety of the steam generator, since the finely dispersed organic fuels currently used in modern steam generators are increasingly explosive.

Změna aerodynamických parametrů spodního proudu sekundárního vzduchu a proudu primárního vzduchu umožňuje spalováni rozdílných frakcí organického paliva podél výěky tepeniště, což znamená regulovat poměr souproudé a vířivé části plamene. Stálé teplote spalin na výstupu z topeniště je zajišťována rozdílnou setrvačnosti jednotlivých frakcí organického paliva.Changing the aerodynamic parameters of the lower secondary air stream and the primary air stream allows the combustion of different fractions of organic fuel along the height of the combustion chamber, which means to control the ratio of the co-current and the swirling part of the flame. The constant temperature of the flue gases at the outlet from the furnace is ensured by different inertia of individual fractions of organic fuel.

Za těchto podmínek je provoz parního generátoru bezpečný a spolehlivý, Příklad praktického provedení vynálezu je znázorněn na výkresu. Vířivé topeniště i sestává z trubek 2. chladicího registru, vytvářející dutý prostor v němž je spalována směs prášku a vzduchu. Směs prášku a vzduchu obsahuje hrubě dispergované organické palivo, například frézovanou rašelinu, jejíž frakční složení je určeno na výkresu neznézoměným drticím ústrojím, a primární vzduch, jehož rychlost je volena v závislosti na rozděleni frakcí rašeliny podél výšky topeniště £.Under these conditions, the operation of the steam generator is safe and reliable. An example of a practical embodiment of the invention is shown in the drawing. The vortex furnace 1 consists of tubes 2 of the cooling register, forming a hollow space in which the mixture of powder and air is combusted. The powder / air mixture comprises coarse dispersed organic fuel, for example milled peat, the fractionation of which is determined by a non-ground crushing device in the drawing, and primary air, the speed of which is selected depending on the distribution of peat fractions along the furnace height.

Směs prášku a vzduchu je přiváděna šikmo postaveným štěrbinovým hořákem vesta- * věným v horní části topeniště i· Sekundární vzduch je vefukovén štěrbinovou tryskou £, uspořádanou ve spodní části topeniště £ a to ve směru přívodu směsi prášku a vzduchu.The powder-air mixture is supplied by an obliquely positioned slotted burner mounted at the top of the furnace. The secondary air is blown through the slotted nozzle 6 arranged at the bottom of the furnace in the direction of the powder-air mixture inlet.

Způsob spalování organických paliv ve vířivém topeništi probíhá takto:The method of combustion of organic fuels in a vortex furnace is as follows:

Směs prášku a vzduchu, sestávající z částeček organického paliva nestejná velikosti a vzduchu, je přiváděna do prostoru topeniště £ štěrbinovým hořákem £. Organické palivo při spalování vytváří souproudou a vířivou část plamene. Částečky organického paliva letí společně se vzduchem topeniště £. Když se proud u zadní stěny.topeniště £ obrací proud Částeček organického paliva se dělí vlivem gravitačních a setrvačných sil.The mixture of powder and air, consisting of particles of organic fuel of different size and air, is fed into the furnace space 4 by a slotted burner. The organic fuel during combustion creates a co-current and swirling part of the flame. The organic fuel particles fly together with the furnace air. When the current at the rear wall of the furnace 4 reverses the current of the organic fuel particles, it is divided by gravity and inertia forces.

Přitom hrubé částečky organického paliva postupují vlivem gravitačních sil do spodní části topeniště £, kde jszu uchváceny vzestupným proudem sekundárního vzduchu a vedeny k jádru plamene u štěrbinového hořáku £.At the same time, the coarse organic fuel particles advance under the influence of gravitational forces to the lower part of the furnace 4, where they are captured by an ascending flow of secondary air and directed to the flame core at the slotted burner.

Přitom dochází k jejich shoření za několikanásobné cirkulace ve vířivé části plamene. Lehké částečky organického paliva, které gravitační síla nestačí zanést do spodní části topeniště X, jsou uchváceny spalinami do souproudé části plamene, kde shoří. Bezpečné zapalování směsi prášku a vzduchu, zaváděné do topeniětě X, je zajištěno přívodem žhavých spalin z vířivého pásma topeniště X ke štěrbinovému hořáku „4.In doing so, they are burned by multiple circulation in the swirling part of the flame. Light organic fuel particles, which gravitational force is not sufficient to carry to the bottom of the furnace X, are captured by the flue gas into the downstream part of the flame where it burns. The safe ignition of the powder / air mixture introduced into the furnace X is ensured by the incineration of the hot gas from the vortex zone of the furnace X to the slotted burner "4.

Při změně parametrů organického paliva, jako vlhkosti, podílu jednotlivých frakcí a podobně, změní se teplota vzplanutí, což vyvolá změnu teploty plamene. Například při zvýšené vlhkosti organického paliva se zhoršuje vyhořováni části paliva v souproudé části plamene, vznikají neshořené zbytky organického paliva v popeli a ve strusce, podmínky vzplanuti organického paliva se zhoršují, spalováni se ztěžuje. Pro stabilizaci zapalování směsi prášku a vzduchu dojde ke změně aerodynamických parametrů primárního a sekundárního vzduchu.When changing the parameters of the organic fuel, such as moisture, fraction fraction, and the like, the flash point changes, causing the flame temperature to change. For example, with increased humidity of the organic fuel, the combustion of part of the fuel in the downstream part of the flame deteriorates, unburdened residues of organic fuel in the ash and slag, the ignition conditions of the organic fuel deteriorate and combustion becomes more difficult. To stabilize the ignition of the powder / air mixture, the aerodynamic parameters of the primary and secondary air will change.

Zvětší se rychlost primárního vzduchu, čímž se zvětší podíl částeček oddělovaných * do vířivé části topeniště J. vlivem zvětšení setrvačných sil. Tím se zvýší vývin tepla ve vířivém pásmu topeniště X spalováním zvětšeného množství organického paliva a teplota se ustálí na normální hodnotě, čímž se zajistí stabilní zapalování směsi prášku se vzdu^M chem. Spalováni částeček v souproudé části plamene se zlepší a teplote spalin ne výstupu z topeniště X se vrací na původní úrověň.The velocity of the primary air is increased, thereby increasing the proportion of particles separated * into the swirling portion of the furnace J due to an increase in inertial forces. This increases heat generation in the fluidized zone of the furnace X combustion increased amount of organic fuel and the temperature is stabilized at the normal level, thereby providing a stable ignition of the powder with the air ^M Chem., Combustion of the particles in the co-current portion of the flame is improved and the flue gas temperature not exit from the furnace X returns to its original level.

Podobně se reguluje teplota spalin na výstupu z topeniště X při změně zatížení parního generátoru. Například při snížení výkonu parního generátoru klesá spotřeba, a tím i přívod organického paliva do topeniště X a teplota spalin na výstupu z topeniště X se snižuje. Pro dodrženi stálé teploty spalin provede se změna aerodynamických parametrů primárního a sekundárního vzduchu. Sníží se rychlost primárního vzduchu, čímž se sníží oddělováni částeček organického paliva do vířivého pásma topeniště X vlivem setrvačných sil.Similarly, the temperature of the flue gas at the outlet of the furnace X is regulated when the load on the steam generator is changed. For example, as the power of the steam generator decreases, the consumption decreases and thus the supply of organic fuel to the furnace X and the temperature of the flue gas at the outlet of the furnace X decreases. To maintain a constant flue gas temperature, the aerodynamic parameters of the primary and secondary air are changed. The primary air velocity is reduced, thereby reducing the separation of organic fuel particles into the swirl zone of the furnace X due to inertia forces.

Timo vzroste podíl organického paliva, spalovaného v souproudé části plamene, čímž se stabilizuje teplota spalin na výstupu z topeniště X na původní výši, což zabezpečí regulaci teploty přehřívané páry. Přivádění hrubě dispergovaného organického paliva do topeniště X zhoršuje zapalování organického paliv® v celém vířivém pásmu topeniště χ. Tím klesá teplota spalin pod teplotu tavení popele, čímž se zabráni zanášení přehříváku struskou a zvyšuje se jistota provozu parního generátoru i jeho hospodárnost.Timo will increase the proportion of organic fuel combusted in the downstream part of the flame, thereby stabilizing the temperature of the flue gas at the outlet of the furnace X to its original level, thereby ensuring the temperature control of the superheated steam. Feeding the coarsely dispersed organic fuel into the furnace X deteriorates the ignition of the organic fuel® throughout the eddy zone of the furnace χ. This reduces the temperature of the flue gas to below the melting point of the ash, thereby avoiding clogging of the superheater and increasing the reliability of operation of the steam generator and its economy.

Mimoto se vyrovnává teplota spalin podél výšky topeniště X, čímž klesá úrověň proudů tepelného záření. To je zvláště významné pro parní generátory, pracující s nadkritickým tlakem, u nichž trubky chladicího registru topeniště, tak zvaný spodní chladicí registr, bývají nejčastěji porušovány přehřátím kovu trubkových stěn. K přehřátí kovu dochází proto, že tepelné zářeni souproudého plamene v tomto pásmu je mnohem větší než jeho průměrné hodnota v celém topeništi.In addition, the temperature of the flue gas is equalized along the height of the furnace X, thereby reducing the level of thermal radiation currents. This is particularly important for supercritical pressure steam generators, in which the furnace cooling register tubes, the so-called bottom cooling register, are most often disturbed by the overheating of the tube wall metal. The overheating of the metal occurs because the thermal radiation of the co-current flame in this zone is much greater than its average value throughout the furnace.

Snížení teploty v pásmu hoření prudce snižuje tvoření kysličníků síry a dugťlu, protože hlavním činitelem, který ovlivňuje jejich tvoření, je teplota v pásmu hoření organického paliva. čím nižší je tato teplota, tím méně vzniká kysličníků aířy a dusíku, a tim méně je jich vyvrhováno do vnější atmosféry, a tím je znečišťováno okolní prostředí. Možnost spalovat hrubě dispergované organická paliva umožňuje obejít se bez jemného mletí a obdržet i hrubě dispergovaný popel. Zachytávání hrubých částí popele je účinnější a okolí je méně popelem znečišťováno. Možnost spalovat hrubě dispergované organické palivo při zabezpečeni stále teploty spalin na výstupu z topeniště bez žhavého jádra plamene umožňuje zvýšit tepelné zatíženi topeniště, a tim zmenšit jeho velikost.Lowering the temperature in the combustion zone sharply reduces the formation of sulfur oxides and duggles because the main factor influencing their formation is the temperature in the combustion zone of the organic fuel. the lower this temperature, the less sulfur and nitrogen oxides are formed, and the less they are ejected into the outside atmosphere, and thus the environment is polluted. The ability to burn coarsely dispersed organic fuels makes it possible to dispense with fine grinding and to obtain coarsely dispersed ash. The capture of coarse ash is more efficient and the environment is less polluted. The possibility of burning coarse-dispersed organic fuel while still maintaining the temperature of the flue gas at the outlet of the furnace without the hot core of the flame allows to increase the thermal load of the furnace, thereby reducing its size.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

The method of combustion of organic fuels in a vortex furnace 3 by a top flue gas exhaust, the combustion chamber of which is mixed with a fuel-air mixture, the fuel particles being very varied in size and coarse grain fraction falling heavily into the bottom of the furnace. a co-current flame and a secondary air, directed towards the fuel and primary air inlet to the furnace, draws the coarse-grained fuel particles and returns them to the flame, creating a swirling zone in which the coarse-grained fuel particles are fully The fuel burns out, characterized in that the speed of the primary air varies depending on the amount of fuel in the different combustion zones.