CS255279B1 - Způsob ohřevu částic fluidní vrstvy na provozní teplotu - Google Patents

Abstract

Způsob ohřevu částic fluidní vrstvy na provozní teplotu se užívá, když provozním palivem je pevné špatně zápalné palivo, které by ve studené fluidní vrstvě nehořelo. Ve fluidní vrstvě jsou vytvořeny vymezené spalovací prostory, do kterých se přivádí provozní paliva je zabezpečeno přívodem horkých spalin ze spalování pomocného paliva. Teprve produkty spalování jsou zavedeny do fluidni vrstvy, která se tak ohřívá. Dosahuje se tak zkrácení doby ohřevu fluidní vrstvy a sníží se provozní náklady úsporou pomocných paliv.

Description

Vynález se týká způsobů ohřevu částic fluidni vrstvy na provozní teplotu nebo ohřevu částic vrstvy na zápalnou teplotu paliva, pro kterou je vrstva fluidního ohniště určena.

U fluidních ohništ určených pro spalování podřadných paliv nebo odpadků, která tvoří provozní palivo jako jsou například hnědá vysocepopelnatá uhlí je nutné aby okolí paliva bylo předehřáto alespoň na zápalnou teplotu tohoto paliva. V případě uhlí musí být vrstva předehřátá na teplotu 400 až 550 °C. Předehřev částic vrstvy se nejčastěji provádí pomocí cizího zdroje tepla. Často se k předehřevu částic fluidni vrstvy používá ostré páry. Takové řešení je použitelné tam, kde je více jednotek na páru, z nichž alespoň jedna je vždy v provozu. Nejčastěji je ohřev částic vrstvy prováděn přívodem horkých spalin ze spalování pomocného paliva z pomocného hořáku.

Spaliny bývají zavedeny na hladinu fluidni vrstvy nebo jsou soustavou rozvaděčů zavedeny do fluidni vrstvy. Ve většině případů je jako pomocné palivo spalováno palivo ušlechtilé, plyn, lehké topné oleje. Tím se poněkud snižuje využitelnost fluidního spalování, nebot toto je především určeno pro spalování podřadných paliv. Přesto, že pomocné hořáky mívají tepelný výkon rovný až jedenapůl násobku výkonu ohniště, trvá ohřev fluidni vrstvy na provozní stav řadu hodin. Lepší'výsledky dává přívod horkých spalin fluidním dnem a rozvaděčem fluidačni tekutiny. Spotřeba pomocného paliva 3e tak nechá snížit, sníží se i doba ohřevu částic fluidni vrstvy.

Nevýhodou je však materiálová náročnost. Díly fluidníhc dna a rozvaděč spalin musí být provedeny z legovaných ocelí a tak stoupají pořizovací náklady. Pro ohřev se dále používá· plyn, který bývá rozveden do vrstvy fluidačními tryskami nebo zvláštními rozvaděči. Toto však není obecně použitelné pro malé rozšíření plynu a zejména s ohledem na bezpečnost práce. Všeobecně lze říci, že dosud používané způsoby ohřevu částic fluidni vrstvy na zápalnou teplotu provozního paliva nebo na provozní stav jsou neúčinné, zdlouhavé, investičně a provozně nákladné, nepohotové a zejména nespolehlivé.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem ohřevu částic fluidni vrstvy na provozní teplotu podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň do jednoho vymezeného spalovacího prostoru ponořeného do fluidni vrstvy se přivádí provozní palivo smíšené se vzduchem. V tomto vymezeném spalovacím prostoru se na provozní palivo působí horkými spalinami, jež vznikly spalováním pomocného paliva. V omezeném spalovacím prostoru se provozní palivo nejdříve zapálí a potom spaluje a vzniklá směs spalin se zavádí do fluidni vrstvy.

Způsob ohřevu částic fluidni vrstvy na provozní teplotu dle tohoto vynálezu má řadu předností. Ohřev částic fluidni vrstvy se děje převážně provozním palivem, které je podstatně lacinější a dostupnější než palivo pomocné. Navíc tepelný výkon pomocného zdroje spalin lze snížit na čtvrtinu tepelného výkonu ohniště. V počátečním stadiu, kdy fluidni vrstva je studená a provozní palivo by v ni nehořelo, shoří toto bezpečně za pomocí horkých spalin ze spalování pomocného paliva ve vymezeném spalovacím prostoru. Do fluidni vrstvy nepřechází jen teplo ze spalování pomocného paliva,' ale zejména teplo ze spalování provozního paliva a také žhavé částice spáleného provozního paliva.

' Proto ohřev fluidni vrstvy mnohonásobně zkrácen a to na dobu asi 15 až 30 minut. Vymezených spalovacích prostorů lze ve fluidni vrstvě zřídit libovolný počet, které lze mimo dobu ohřevu částic, tedy v době provozního stavu využít s výhodou jako spolehlivých dávkovačů paliva.

Proto tento způsob ohřevu částic žádné další zařízení. Veškerý vývin tepla se uskutečňuje v prostorách ponořených do fluidni vrstvy a veškeré vyvinuté teplo se zúčastňuje na ohřevu částic fluidni vrstvy a z hlediska ohřevu částic fluidni vrstvy neexistují žádné tepelné ztráty.

Pokud se ve fluidni vrstvě nacházejí teplosměnné plochy nebo fluidni vrstva je teplosměnnými plochami ohraničena, není nutné tyto plochy při ohřevu částic zastiňovat proti předčasnému odvodu tepla z fluidni vrstvy, odpadá tak budování drahého stínění, jež je nutné vyrábět z vysocelegovaných ocelí.

Způsob ohřevu částic fluidní vrstvy na provozní teplotu se děje tak, že po spuštění pomocného zdroje horkých spalin jsou spaliny ze spáleného pomocného paliva zaváděny do vymezeného spalovacího prostoru. Do tohoto prostoru jsou současně přiváděny provozní palivo a spalovací vzduch.

Vlivem vysoké teploty v tomto prostoru dochází ke spálení provozního paliva. Spaliny z paliv pomocného a provozního a ostatní produkty spalování, zejména popílek jsou zavedeny teprve do fluidní vrstvy. Energie obsažená v produktech spalování je předávána částicím fluidní vrstvy, což se projevuje zvyšováním jejich teploty. Po dosažení teploty fluidní vrstvy shodné s teplotou provozní nebo alespoň zápalnou teplotou provozního paliva se zastaví přívod horkých spalin ze spalování pomocného paliva. Ve vymezeném spalovacím prostoru klesne teplota, provozní palivo zde již nemůže hořet a nespálené se dostává do ohřáté fluidní vrstvy, kde teprve shoří.

Claims (1)

1. Způsob ohřevu částic fluidní vrstvy na provozní teplotu, vyznačující se tím, že alespoň do jednoho vymezeného spalovacího prostoru ponořeného do fluidní vrstvy se přivádí provozní palivo smíšené se vzduchem, přičemž se v tomto vymezeném spalovacím prostoru na přiváděné provozní palivo působí horkými spalinami vzniklými spalováním pomocného paliva, přičemž se nejprve zapálí a dále spaluje provozní palivo a vzniklá směs spalin se zavádí do fluidní vrstvy.