CS246161B1

CS246161B1 - Torch igniter for starting of combustion and gasification processes realized in fluid layers

Info

Publication number: CS246161B1
Application number: CS710584A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Beranek; Vaclav Cervinka; Jiri Kichler; Milan Konecny
Original assignee: Jaroslav Beranek; Vaclav Cervinka; Jiri Kichler; Milan Konecny
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1986-10-16

Abstract

Zapalovací hořák pro najíždějí spalovacích a zplyňovacích procesů, uskutečňovaných ve fluidních vrstvách spočívající v tom, že sestává z kloboučku ve tvaru dutého rotačního tělesa se dnem a otvory v bočních stěnách v blízkosti otevřeného konce kloboučku, v jehož ose je umístěn difuzor ve tvaru rotačního tělesa, jehož průřez se směrem ke dnu kloboučku plynule zvětšuje a jehož dolní konec je pevně spojen s trubkou pro přívod spalovacího vzduchu, ve která je soustředně umístěna trubka pro přívod plynu s vloženou zapalovací elektrodou izolovanou keramickými tělísky a indikátoru spalování, který prochází vodicí trubkou do prostoru mezi kloboučkem a difuzorem. Klobouček je opatřen otvory pro výstup spalin, které jsou vytvořeny v nejnižěím místě kloboučku vzhledem k pracovní poloze zapalovacího hořáku. Klobouček je pevně spojen s difuzorem, vodicí trubkou, indikátorem spalování a pláětěm hořáku a déle tím, že difuzor je posuvně spojen s trubkami pro přívod spalovacího vzcuchu a plynu·Ignition burner for starting combustion and gasification processes carried out in the process Fluid Layers, That It consists of a hollow rotating cap bottom bodies and holes in the side the walls near the open end of the cap, in which the diffuser is located the shape of a rotating body whose cross-section is in the direction of the bottom of the hat, it increases steadily and whose lower end is rigidly connected to the pipe for combustion air supply, v which is concentrically positioned tube for gas supply with inserted ignition electrode insulated with ceramic bodies and indicator combustion which passes through the guide pipe into the space between the cap and diffuser. The cap is provided with holes for the flue gas outlet that is generated at the lowest point of the hat due to to the operating position of the pilot burner. The cap is firmly attached to the diffuser, guide tube, combustion indicator and the burner canvas and longer by having a diffuser is slidably connected to the supply pipes combustion air and gas ·

Description

Vynález se týká zapalovacího hořáku pro najíždění spalovacích a zplyňovacích procesů, uskutečňovaných ve fluidních vrstvách v případech, kdy se pro ohřev fluidních vrstev ze studeného stavu na zápalnou teplotu paliva používají plynné nebo kapalné organické látky.The invention relates to an ignition burner for the start-up of combustion and gasification processes carried out in fluidized bed cases where gaseous or liquid organic substances are used to heat the fluidized bed from the cold state to the ignition temperature of the fuel.

Pro ohřev fluidní vrstvy ze studeného stavu na zápalnou teplotu paliva, např. uhlí, tuhých nebo kapalných látek, se často používá hořák na ušlechtilé paliva, v němž se vytváří směs rozprášeného paliva a vzduchu, která hoří v prostoru nad hladinou fluidní vrstvy tak, že plamen pokrývá velkou část povrchu fluidní vrstvy. Výkon hořáku dosahuje 20 až 50 % jmenovitého tepelného výkonu fluidní vrstvy.To heat a fluidized bed from a cold state to an ignition temperature of a fuel, such as coal, solid or liquid, a noble fuel burner is often used to form a mixture of atomized fuel and air that burns in the space above the surface of the bed. the flame covers a large portion of the surface of the fluidized bed. The burner capacity reaches 20 to 50% of the rated fluidized bed thermal output.

Nevýhodou tohoto ohřevu fluidní vrstvy je dlouhá doba ohřevu fluidní vrstvy a značná spotřeba uílechtilých paliv během ohřevu fluidní vrstvy na zápalnou teplotu paliva.The disadvantage of this heating of the fluidized bed is the long heating time of the fluidized bed and the considerable consumption of fine fuels during the heating of the fluidized bed to the ignition temperature of the fuel.

Značného zkrácení doby ohřevu fluidní vrstvy na zápalnou teplotu paliva se dosáhne dávkováním takových organických látek do fluidní vrstvy, které se v ní při počáteční teplotě odpaří a péry těchto organických látek se na hladině fluidní vrstvy zapálí zapalovacím hořákem, umístěným v prostoru nad hladinou fluidní vrstvy.A considerable reduction in the heating time of the fluidized bed to the ignition temperature of the fuel is achieved by dosing such organic substances into the fluidized bed, which evaporate therein at the initial temperature and the springs of these organic substances ignited at the fluidized bed by an igniter located above the fluidized bed.

Pro zapálení par organických látek na hladině fluidní vrstvy je možné použít stejného hořáku jako pro ohřev fluidní vrstvy. Nevýhodou je opět značná spotřeba ušlechtilých paliv.The same burner can be used to ignite organic vapors on the fluidized bed surface as for fluidized bed heating. The disadvantage is again a considerable consumption of noble fuels.

Tuto nevýhodu odstraňuje zapalovací hořák podle vynálezu pro najíždění spalovacích a zplyňovacích procesů, uskutečňovaných ve fluidních vrstvách jehož podstata spočívá v tom, že sestává z kloboučku ve tvaru dutého rotačního tělesa se dnem, v jehož ose je umístěn difuzor ve tvaru rotaSaího tělesa, jehož vnitřní průřez se plynule zvětšuje a soustředné trubky pro přívod spalovacího vzduchu a pro přívod plynu a zapalovací elektroda s izolačními keramickými tělísky a dále tím, že do prostoru mezi kloboučkem a difuzorem je zaveden indikátor spalováni, přičemž klobouček je opatřen otvory pro výstup spalin.This disadvantage is overcome by the ignition burner according to the invention for the start-up of combustion and gasification processes carried out in fluidized bed, which consists in that it consists of a cap in the form of a hollow rotary body with a bottom in its axis a rotary body diffuser. and the ignition electrode with insulating ceramic bodies, and by introducing a combustion indicator into the space between the cap and the diffuser, wherein the cap is provided with flue gas outlet openings.

Výhodou tohoto hořáku je nízká spotřeba ušlechtilých paliv při ohřevu fluidní vrstvy na zápalnou teplotu látek spalovaných ve fluidní vrstvě a stabilita hoření při všech teplotách fluidní vrstvy.The advantage of this burner is the low consumption of noble fuels when heating the fluidized bed to the ignition temperature of the substances combusted in the fluidized bed and the combustion stability at all temperatures of the fluidized bed.

Na přiloženém výkrese je znázorněn osový řez zapalovacím hořákem, který prochází svisle fluidním roštem a fluidní vrstvou.The attached drawing shows an axial cross-section of an ignition burner that passes vertically through a fluid grate and a fluidized bed.

Zapalovací hořák, znázorněný na obrázku sestává z trubky X pro přívod spalovacího vzduchu, v jejíž ose je umístěna trubka 2 pro přívod plynu. Na trubku X pro přívod spalovacího vzduchu je těsně nasazen difuzor X, v jehož dolní části je vedení pro vystředění trubky 2 proppřívod plynu. K difuzoru X je pevně připojen klobouček £ s otvory X pro výstup spalin z hořáku. Pro zapáleni směsi vzduchu s plynem slouží zapalovací elektroda 6, které prochází osou zapalovacího hořáku a která je od ostatních části hořáku elektricky izolována keramickými tělisky 2· V prostoru mezi difuzorem X a kloboučkem £ je umístěn indikátor spalováni 8, kterým může být termočlánek nebo ionizační čidlo. Pro snadnou kontrolu nebo výměnu indikátoru 8 spalování bez demontáže zapalovacího hořáku se indikátor spalováni zasunuje vodicí trubkou X do prostoru mezi difuzorem X a kloboučkem £. Trubka X pro přívod vzduchu i vodicí trubka X jsou chráněny před stykem s fluidní, vrstvou a spalinami pláštěm 10 hořáku, který je na horním konci pevně spojen s difuzorem X a na dolním konci je plášt X£ hořáku pevně spojen a trubkou X pro přívod vzduchu a opatřen průchodkou pro indikátor XX spalování. Dolní konec trubky X pro přívod vzduchu je opatřen hrdlem 14 a dále je pevně spojen s trubkou X pro přívod plynu, které je ukončena průchodkou pro zapalovéei elektrodu 6. Plyn se do trubky X pro přívod plynu zavádí hrdlem 13.The ignition burner shown in the figure consists of a combustion air supply pipe X, in the axis of which the gas supply pipe 2 is arranged. A diffuser X is fitted tightly to the combustion air supply pipe X, at the bottom of which there is a gas supply line for the centering of the pipe 2. The diffuser X is firmly connected with a cap 6 with openings X for the flue gas outlet from the burner. An ignition electrode 6 extends through the axis of the ignition burner and is electrically insulated from the other parts of the burner by ceramic bodies 2 to ignite the air-gas mixture. In the space between diffuser X and cap 6 there is a combustion indicator 8 which may be a thermocouple or ionization sensor. . For easy inspection or replacement of the combustion indicator 8 without removing the pilot burner, the combustion indicator is inserted through the guide tube X into the space between the diffuser X and the cap 6. The air supply pipe X and the guide pipe X are protected from contact with the fluidized bed and the flue gas by a burner jacket 10 which is rigidly connected to the diffuser X at the upper end and a burner jacket X4 is rigidly connected to the lower end by an air supply tube X. and provided with a bushing for the combustion indicator XX. The lower end of the air inlet tube X is provided with a neck 14 and is furthermore rigidly connected to the gas inlet tube X, which is terminated by a lead-through passage 6. The gas is introduced into the gas inlet tube X through the neck 13.

Příklad 1Example 1

Zapalovací hořák podle obrázku o výkonu 1 kW, v němž byle spalována směs propan-butanových par se vzduchem byl použit pro ohřev fluidni vrstvy v kotli o výkonu 1 MW tak, že procházel svisle fluidním roStem a fluidni vrstvou. Jako indikátor 8 spalování byl použit termočlánek Ni-NiCr. Teplota v prostoru mezi difuzorem J a kloboučkem 4 se pohybovala v rozmezí 950 až 970 °C v případě, že otvory £ pro výstup spalin byly v úrovni hladiny fluidní vrstvy. Při expanzi fluidni vrstvy nad klobouček £ poklesla teplota na 800 až 820 °C. Po zapálení směsi propan-butanových par se vzduchem v jiskřišti mezi elektrodou 6 a dnem kloboučku £ může být zapalovací hořák zcela ponořen ve fluidní vrstvě a nezhasne, pokud teplota, měřená termočlánkem, neklesne pod 600 °C. Teplotu uvnitř hořáku spolu s délkou plamene, vystupujícího z hořáku lze měnit složením propan-butanové směsi.The 1 kW pilot burner in which a propane-butane vapor / air mixture was combusted was used to heat the fluidized bed in a 1 MW boiler by passing vertically through the fluidized bed and fluidized bed. Ni-NiCr thermocouple was used as the combustion indicator 8. The temperature in the space between the diffuser J and the cap 4 ranged from 950 to 970 ° C when the flue gas outlet openings 6 were level with the fluidized bed. As the fluidized bed expanded over the cap 6, the temperature dropped to 800 to 820 ° C. After igniting the propane-butane vapor / air mixture in the spark gap between the electrode 6 and the bottom of the cap 6, the pilot burner can be completely immersed in the fluidized bed and does not go out unless the temperature measured by the thermocouple falls below 600 ° C. The temperature inside the burner along with the length of flame exiting the burner can be varied by the composition of the propane-butane mixture.

Příklad 2Example 2

Pro ohřev fluidní vrstvy ze studeného stavu odpadním lihem v kotli o výkonu 0,5 MW byl použit zapalovací hořák o výkonu 1 kW na zemné plyn. Do prostoru nad fluidní vrstvou byl svisle zasunut víkem kotle tak, že klobouček i se dotýkal hladiny fluidní vrstvy. Od provedení zapalovacího hořáku, které je znázorněno na obrázku se zapalovací hořák liěil tím, že otvory £ pro výstup spalin byly provedeny u dna kloboučku 4, tedy v nejnižším místě kloboučku £ vzhledem ke hladině fluidni vrstvy.For heating of the fluidized bed from cold state by waste alcohol in the boiler with the output of 0.5 MW, an ignition burner with the output of 1 kW for natural gas was used. It was slid vertically into the space above the fluidized bed so that the cap 1 touched the fluidized bed level. From the embodiment of the pilot burner shown in the figure, the pilot burner was different in that the flue gas outlet holes 6 were provided at the bottom of the cap 4, i.e. at the lowest point of the cap 4 relative to the fluidized bed level.

Příklad 3Example 3

Pro ohřev fluidní vrstvy ze studeného stavu generátorovým plynem byl použit zapalovací hořák na generátorový plyn o výkonu 1,5 kW. Do prostoru nad hladinu fluidní vrstvy byl zasunut vodorovně a procházel membránovou, stěnou, ohraničující fluidní ohniště. Od provedení, které je znázorněno na obrázku se zapalovací hořák lišil pouze umístěním otvorů 2 P^ro výstup spalin, které byly v kloboučku £ vyvrtány v nejnižěí poloze vzhledem ke hladině fluidní vrstvy.A 1.5 kW generator gas pilot burner was used to heat the fluidized bed from the cold state with the generator gas. It was inserted horizontally into the space above the surface of the fluidized bed and passed through a membrane wall delimiting the fluidized bed. Since the embodiment shown in Figure igniting torch differed only two positioning holes P ^ro-gas outlet, which have been drilled in the cap £ nejnižěí position relative to the surface of the fluidized bed.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An ignition burner for fluidised bed combustion and gasification processes, provided with an air and fuel supply and diffuser, characterized in that it consists of a cap (4) in the form of a hollow rotary body with a bottom and openings (5) in the side walls near an open end of the cap (4), in the axis of which is a diffuser (3) in the shape of a rotating body, the cross section of which gradually increases towards the bottom of the cap (4) and whose lower end is firmly connected to the combustion air supply tube (1); in which a gas supply tube (2) with concentric ignition electrode (6) insulated with ceramic bodies (7) and a combustion indicator (8) passing through the guide tube (9) into the space between the cap (4) and the diffuser (3) ).

Ignition burner according to claim 1, characterized in that the flue gas outlet openings (5) are formed at the lowest point of the cap (4) relative to the operating position of the pilot burner.

Ignition burner according to Claims 1 and 2, characterized in that the cap (4) is firmly connected to the diffuser (3), the guide tube (9), the combustion indicator (8) and the burner housing (10) and the diffuser (3) is slidable connected to the combustion air and gas supply pipes (1, 2).