CZ10558U1 - Kotel s fluidním spalováním - Google Patents

Kotel s fluidním spalováním Download PDF

Info

Publication number
CZ10558U1
CZ10558U1 CZ200011157U CZ200011157U CZ10558U1 CZ 10558 U1 CZ10558 U1 CZ 10558U1 CZ 200011157 U CZ200011157 U CZ 200011157U CZ 200011157 U CZ200011157 U CZ 200011157U CZ 10558 U1 CZ10558 U1 CZ 10558U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fluidized bed
boiler
combustion
combustion chamber
fuel
Prior art date
Application number
CZ200011157U
Other languages
English (en)
Inventor
Milan Ing Ptacek
Original Assignee
Ptacek Milan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=5474524&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ10558(U1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ptacek Milan filed Critical Ptacek Milan
Priority to CZ200011157U priority Critical patent/CZ10558U1/cs
Publication of CZ10558U1 publication Critical patent/CZ10558U1/cs

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

Kotel s fluidním spalováním
Oblast techniky
Technické řešení se týká kotle s fluidním spalováním, opatřeného fluidním topeništěm s fluidním trubkovým roštem s tryskami a s pískovou oxidační fluidní vrstvou, kde fluidní topeniště je z boků ohraničeno vyzděnou vzduchotěsnou chlazenou stěnou a nad úrovní fluidní vrstvy ve vznosu jsou ke spalovací komoře připojeny šnekové podavače paliva s plynule nastavitelnými otáčkami šneku, do prostoru sesypu paliva do fluidní vrstvy je zaústěn přívod sekundárního spalovacího vzduchu pro chlazení šnekového podavače paliva a mísícího ústrojí a pro dopravu prachových částeček paliva do fluidní vrstvy a pro dohoření hořlaviny ve spalovací komoře, přičemž písková oxidační fluidní vrstva je tvořena křemičitým pískem o granulometrii 0,5 až 2 mm.
Dosavadní stav techniky
Stávající uhelné roštové kotle jsou známy jak v parním, tak i v horkovodním provedení ajsou běžně používané ve výtopnách a teplárnách. Tyto stávající kotle však nesplňují přísné emisní limity. Velká část provozovatelů však chce i přesto nadále spalovat pevná paliva. Tyto uhelné roštové kotle jsou popsány například v patentovém spisu CZ 283 457, v patentovém spisu CZ 273 754 nebo ve zveřejněné přihlášce SU 1815494.
Mezi hlavní nedostatky stávajících roštových kotlů lze zařadit vysoký podíl nespálených hořlavých zbytků ve škváře a propadu, který se pohybuje mezi cca 20 až 30 %. Tyto kotle dále umožňují spalovat uhlí pouze v úzkém rozmezí výhřevnosti a prakticky neumožňují spalování nízkovýhřevných paliv, mají nízkou účinnost spalovacího procesu, která se pohybuje při běžném provozu pod 70 %, a vysoký obsah znečišťujících látek, jako jsou oxid uhelnatý CO, oxid siřičitý SO2 a oxidy dusíku NOX.
Výše uvedené nedostatky roštových kotlů byly řešeny různými systémy s nejednoznačnými výsledky. Známým řešením je přestavba kotle s úpravou spalovacího procesu roštového kotle pomocí systému přídavných vzduchů s instalovaným odsiřovacím zařízením. Tento způsob řešení má základní nedostatky v tom, že řeší pouze odstranění SO2, ale jedná se o velmi drahý systém odsíření, obtížně jsou dosažitelné emisní limity CO a systém neřeší odstranění NOX, přičemž hodnoty CO nejsou zaručeny v celém rozsahu výkonu kotle.
Dalším známým řešením je přestavba kotle s předřazením fluidního topeniště, které využívá redukční atmosféru. Tento způsob řešení má základní nedostatky v tom, že je náročný na zastavěný prostor, a proto jej nelze instalovat do většiny stávajících kotelen, zařízení neplní emisní limity CO a kotel vybavený tímto topeništěm je schopen spalovat pouze nízkovýhřevná paliva pod 10 MJ/kg.
Dalším známým řešením je přestavba kotle na fluidní kotel s vestavěnými teplosměnnými plochami ponořenými do fluidní vrstvy. Tento způsob řešení má základní nedostatky v tom, že má velmi náročný a složitý systém na ovládání, provoz a udržení provozních parametrů. Tento systém nebyl v provozu déle než několik hodin.
Dále je z již citovaného patentu CZ 283 457 znám fluidní kotel s náhradou roštu membránovými stěnami. Základní nedostatky tohoto řešení spočívají v tom, že fluidní kotel postavený podle uvedeného patentu bez podstatných změn neplnil emisní limity CO a NOX.
Podstata technického řešení
Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry eliminuje kotel s fluidním spalováním, opatřený fluidním topeništěm s fluidním trubkovým roštem s tryskami a s pískovou
- 1 CZ 10558 Ul oxidační fluidní vrstvou, kde fluidní topeniště je z boků ohraničeno vyzděnou vzduchotěsnou chlazenou stěnou a nad úrovní fluidní vrstvy ve vznosu jsou ke spalovací komoře připojeny šnekové podavače paliva s plynule nastavitelnými otáčkami šneku, do prostoru sesypu paliva do fluidní vrstvy je zaústěn přívod sekundárního spalovacího vzduchu pro chlazení šnekového podavače paliva a mísícího ústrojí a pro dopravu prachových částeček paliva do fluidní vrstvy a pro dohoření hořlaviny ve spalovací komoře, přičemž písková oxidační fluidní vrstva je tvořena křemičitým pískem o granulometrii 0,5 až 2 mm. Podstata technického řešení spočívá v tom, že k fluidnímu roštu je napojen vysokotlaký ventilátor s plynulou regulací dopravovaného média pro dopravu spalovacího afluidačního vzduchu do fluidní vrstvy, k vysokotlakému ío ventilátoru je napojeno mísící ústrojí pro nastavení poměru nasávaného vzduchu a vyčištěných recyklovaných spalin, nasávaných z kouřovodu, přičemž na výstupu kotle je napojen minimálně jeden odtahový ventilátor s plynule seřiditelným a ovladatelným průtokem kouřových plynů pro vytvoření řízeného podtlaku v kotli.
Ve výhodném provedení tohoto technického řešení je nad fluidním topeništěm v prostoru spalovací komory nainstalována klenba pro oddělení prostoru s dostatečnou teplotou pro dohoření hořlaviny od ostatního prostoru spalovací komory pro prodloužení dráhy hořící hořlaviny a její přivedení do míst s dostatkem kyslíku.
Takto zkonstruovaný kotel zajišťuje při použití paliva v širokém rozsahu jak jeho granulometrie, tak i jeho výhřevnosti dokonalejší spalování tohoto paliva při velmi nízkém obsahu oxidu uhelnatého CO, oxidů dusíku NOX i oxidu siřičitého SO2 ve spalinách.
Přehled obrázků na výkresech
Technické řešení bude dále podrobněji popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno příkladné provedení roštového kotle přestavěného na fluidní spalování, na obr. 2 je schematicky znázorněn detail technického řešení podavače paliva kotle a na obr. 3 je schematicky znázorněno příkladné technologické schéma kotelny.
Příklady provedení technického řešení
V příkladném provedení kotle podle technického řešení znázorněném na obr. 1 je znázorněna vzduchotěsná chlazená stěna 1, pod níž je zespoda uložen trubkový fluidní rošt 2. Nad vzduchotěsnou chlazenou stěnou I je uspořádána ze čtyř stran teplosměnná plocha výpamíku, kterou tvoří vodorovné rozváděči trubky a svislé vamice ve stěnách spalovací komory. Vamice jsou do výše cca 1 m vzájemně propojeny prohnutými pásky plechu za vzniku pokračující vzduchotěsné chlazené stěny i- Napojení vzduchotěsné chlazené stěny jl a stávajícího výpamíku je provedeno jako těsné, přes azbestové šňůry. Mezery vzniklé stávající konstrukcí výpamíku jsou dozděny žárobetonovou vyzdívkou. Ve spalovací komoře je směrem k čelu kotle provedena vestavba klenby 3 ze žáruvzdorných materiálů. Montážní průlez je osazen žárobetonovou fixovací kostkou. Spodek kotle, kromě míst kde jsou umístěny vzduchotěsné chlazené stěny_1, je uzavřen zespodu i ze stran přivařenými plechy. Pro odpuštění popelovin z fluidní vrstvy zespodu z podkotlí jsou vytvořeny výsypky 4. Ze strany kotle jsou umístěny neznázorněné tři objímky pro teploměry. Výsypky 4 jsou odděleny těsným posuvným hradítkem k zabránění úniku písku z fluidní vrstvy.
Čelo kotle je opatřeno šnekovým podavačem 5, jak je detailněji znázorněno na obr. 2. Šnekový podavač 5 je zakončen klapkou 6 s protizávažím, které zabrání nežádoucímu výpadu uhlí ze šneku a zabraňuje možnosti zahoření paliva v podavači 5 a násypce 7. V další části za klapkou 6 s protizávažím je sesyp se zalomenou klapkou 8, která usměrňuje proud sekundárního vzduchu v přívodním potrubí 9 sekundárního vzduchu. Proud sekundárního vzduchu je zaveden do každého sesypu a slouží k usměrněni a zavedení paliva do fluidní vrstvy. Dále přívod vzduchu slouží jako sekundární vzduch přivedený do míst s nejvyšší spotřebou kyslíku a k zamezení
-2CZ 10558 Ul vniknutí spalin do dopravní trasy uhlí. Na čele kotle, na levé a pravé straně, jsou umístěna neznázorněná průhledítka do kotle. Napájecí voda je přívodním potrubím 10 napájecí vody přiváděna do bubnu JJ. přes napájecí čerpadlo, napájecí hlavu 12 a dále přes vzduchotěsnou chlazenou stěnu 1 a ekonomizér 13. Tlaková část kotle, to jest buben JJ,, výpamík a přehřívák 14 páry jsou vytvořeny tak, jak je to v oboru běžné.
V činnosti kotle podle technického řešení je směs vzduchu a recyklačních spalin přes trubkový fluidní rošt 2 do fluidní vrstvy dopravována vysokotlakým provozním ventilátorem 15. Vysokotlaký provozní ventilátor J_5 je osazen frekvenčním měničem, který reguluje jeho otáčky v závislosti od požadovaného výkonu kotle. V trase vysokotlakého provozního ventilátoru J_5 je io umístěna sonda 16 pro měření průtoku a regulační klapky RK1 a RK2, které reguluji množství recyklačních spalin a čistého spalovacího vzduchu. Odběr recyklačních spalin je proveden z tahu kouřovodu za filtrem.
Startovací ventilátor 17 je v chodu pouze při startu kotle ze studeného stavu. Předehřev fluidní vrstvy při studeném startu kotle zabezpečuje hořák 18 na spalování zemního plynu nebo lehkých topných olejů se spalovací komorou J9. Spaliny z kotle jsou do komínu 20 dopravovány odtahovým ventilátorem 21. Kouřový odtahový ventilátor 21 je ventilátor s frekvenčním měničem, který zabezpečuje stále stejný nastavitelný podtlak v kotli. V trase spalin je instalován vírový odlučovač 22 a tkaninový rukávový filtr 23· Tkaninový rukávový filtr 23 je stavebnicového typu se základním modulem sestávajícím z plechové skříně osazené na ocelové nosné konstrukci. Uvnitř tkaninového rukávového filtru 23 jsou na drátěných konstrukcích filtrační hadice ušité z filtrační textilie odpovídající kvalitou a úpravou nárokům technologie. Čistění filtračních ploch je prováděno proplachem tlakovým vzduchem ze zásobníku 24 tlakového vzduchu spojeného s kompresorem 25. Filtrační jednotka zajišťuje plnění emisí v úrovni pod 50 mg/m3 při normálních tlakových podmínkách a 6 % kyslíku (¾.
Odlučovače popílku, tj. tkaninový rukávový filtr 23 a vírový odlučovač 22, jsou opatřeny výpustnými turnikety 26, jimiž se odpouští popílek do pneudopravy popelovin. Rovněž je přes výpustný turniket 26 odváděn popílek z posledního tahu kotle. Pneudoprava popelovin dopravuje popeloviny do stávajícího zásobníku popelovin. U tohoto zásobníku je upravena výpusť ze zásobníku. Zásobník je utěsněn a nahoře opatřen filtrem.
Přívod uhlí je zabezpečen stávající dopravní trasou a odtud je uhlí stávajícím pásovým dopravníkem zaváženo k násypce 7 kotle. Násypka 7 kotle slouží jako provozní zásobník s uzávěry uhlí.
Start ze studeného stavu kotle zabezpečuje startovací zdroj tepla, tvořený hořákem 18 a spalovací komorou 19, v případě, že teplota pískové fluidní vrstvy klesne pod 450 až 500 °C.
V tomto případě je otevřena trasa startovacích spalin do fluidní vrstvy fluidního topeniště a uzavřena trasa spalovacího vzduchu.
Startovací spaliny o teplotě 500 °C jsou přes otevřenou automatickou klapku AKT vedeny do fluidní vrstvy fluidního topeniště. Spaliny z fluidní vrstvy procházejí přes kotlové těleso, přes vírový odlučovač 22, tkaninový rukávový filtr 23 a kouřový ventilátor 21 do komínu 20. Při tomto pracovním režimu je mimo provoz provozní ventilátor 15, automatické klapky AK6 AKT a AK4 isou otevřeny. Automatické klapky AK1 a AK3 isou uzavřeny.
Poté co teplota fluidní vrstvy dosáhne cca 350 až 400 °C, začne se šnekovým podavačem 5 dávkovat uhlí. Při dosažení teploty 600 °C je vypnut plynový hořák JJ spalovací komory 19 a teplota fluidní vrstvy nadále stoupá pouze vlivem přívodu paliva. Rychlost dávkování je řízena automatickým systémem, který vylučuje předávkování uhlí do fluidní vrstvy.
Standardní pracovní režim kotle je pak následující. Po dosažení teploty fluidní vrstvy cca 800 °C je odstavena startovací trasa, tzn. je uzavřena klapka AKT a vypnut startovací ventilátor 17. Provozní ventilátor 15 se spouští ihned po uzavřeni automatické klapky AKT, po jeho rozběhu se otvírají klapky AK1 a AK3. Trasa spalin přes vírový odlučovač 22 a tkaninový rukávový filtr 23 ie klapkou AK4 stále otevřena.
-3CZ 10558 Ul
Teplota fluidní vrstvy je nadále udržována automaticky řízeným dávkováním uhlí šnekovým podavačem 5 na střední teplotě cca 830 °C, což je standardní pracovní režim kotle. Plynulý regulační rozsah výkonu kotle je v rozmezí 50 až 100 % jmenovitého výkonu kotle.
Výkon kotle je dán v závislosti na množství spalovacího vzduchu přiváděného do fluidní vrstvy 5 fluidního topeniště, množství spalovacího vzduchu a tím i výkon kotle je automaticky a dálkově řízen, dávkování paliva je automatické a je řízeno mikroprocesorem.
Odstavení kotle je zajištěno odstavením fluidace fluidní spalovací vrstvy s prakticky okamžitým zastavením hoření paliva a zastavením produkce tepla v kotli. K obnovení pracovního režimu kotle dochází při poklesu tlaku páry na výstupu 27 páry z přehříváku J4 páry jejím odběrem na ío hodnotu nastavenou obsluhou jako minimální technologický tlak páry. Start z teplého stavu kotle pak probíhá tak, že při teplotě fluidní vrstvy nad 500 °C je možný start z tzv. teplého stavu kotle.
Při nájezdu kotle z teplého stavu je otevřena klapka AK1. AK3 a AK4, a uzavřena klapka AKT. Zapne se automaticky řízené dávkování uhlí šnekovým podavačem 5. Po dosažení pracovní teploty 800 °C ve fluidní vrstvě, což trvá zhruba 20 až 25 minut, se kotel dostává do standardní15 ho pracovního režimu. Teplý start je možný do 24 hodin po odstavení kotle.
Kotel byl prakticky odzkoušen na několika provedeních. Například v jedné kotelně byly odzkoušeny čtyři středotlaké parní fluidní roštové kotle. Kotle o jmenovitém výkonu 8 t/hod byly zkonstruovány podle tohoto technického řešení a byly provozovány na hnědé uhlí.
Parametry kotlů: jmenovité množství páry 8 t/hod pracovní přetlak 1,32 MPa jmenovitá teplota páry 220 °C teplota napájecí vody 105 °C.
Na těchto kotlích s fluidním spalováním byla provedena autorizovaná měření emisí. Doba měření na každém kotli činila 6 hodin. Provoz každého kotle byl v rámci měření ustálený při výkonové hladině cca 80 až 90 % jmenovitého výkonu tzn. 6,5 až 7,2 t/hod. U všech čtyř měřených kotlů splnily emise požadované normy.
Zkoušky provedené na jednom z těchto kotlů přinesly následující výsledky:
Použité palivo mostecké hnědé uhlí mostecké hnědé uhlí bílinské hnědé uhlí
30 hp2 AD hp2AD hp 1 AD
Výkon kotle [t/h] 7,6 7,2 7,3
Účinnost kotle [%] 85,0 85,2 86,4
Vlastnosti paliva
Obsah vody [% hm] 24,48 23,44 31,24
35 Obsah popela [% hm] 32,79 29,80 7,58
Obsah síry [% hm] 1,18 1,09 0,88
Výhřevnost [MJ/kg] 10,37 11,28 16,79
Poměr Ca/S [mol/mol] 1,82 3,77 0,67
Emise [hodnoty] Naměřené Povolené
40 Hm. koncentrace CO [mg/m^] 301 249 264 400
Hm. Koncentrace NOX [mg/m^] 392 476 538 650
Hm. koncentrace tuhých látek [mg/m^] 33 37 29 150
Hm. koncentrace SO2 [mg/m^] 2447 1524 1420 2500
Odsíření [%] 57,2 69,8 50
-4CZ 10558 Ul
Souhrnné výsledky zkoušek u všech čtyř rekonstruovaných kotlů jsou následující:
Kotel K1 Kotel K2 Kotel K3 Kotel K4
Tuhé znečišťující látky (hmotnostní koncentrace) 21,5 23,1 29,6 28,0
Oxid uhelnatý - CO (hmotnostní koncentrace) 158,2 293,2 254,3 240,2
Oxidy dusíku - NOX (hmotnostní koncentrace) 493,0 466,3 531,3 550,0
Oxid siřičitý SO2 (hmotnostní koncentrace) 2007,8 2156,7 2178,5 2258,3
NÁROKY NA OCHRANU

Claims (2)

1. Kotel s fluidním spalováním, opatřený fluidním topeništěm s fluidním trubkovým roštem s tryskami a s pískovou oxidační fluidní vrstvou, kde fluidní topeniště je z boků ohraničeno vyzděnou vzduchotěsnou chlazenou stěnou a nad úrovní fluidní vrstvy ve vznosu jsou ke
15 spalovací komoře připojeny šnekové podavače paliva s plynule nastavitelnými otáčkami šneku, do prostoru sesypu paliva do fluidní vrstvy je zaústěn přívod sekundárního spalovacího vzduchu pro chlazení šnekového podavače paliva a mísícího ústrojí a pro dopravu prachových částeček paliva do fluidní vrstvy a pro dohoření hořlaviny ve spalovací komoře, přičemž písková oxidační fluidní vrstva je tvořena křemičitým pískem o granulometrii 0,5 až 2 mm, vyznačující
20 s e t í m , že k fluidnímu roštu (2) je napojen vysokotlaký ventilátor (15) s plynulou regulací dopravovaného média pro dopravu spalovacího a fluidačního vzduchu do fluidní vrstvy, k vysokotlakému ventilátoru (15) je napojeno mísící ústrojí pro nastavení poměru nasávaného vzduchu a vyčištěných recyklovaných spalin, nasávaných z kouřovodu, přičemž na výstupu kotle je napojen minimálně jeden odtahový ventilátor (21) splynule seřiditelným a ovladatelným
25 průtokem kouřových plynů pro vytvoření řízeného podtlaku v kotli.
2. Kotel sfluidním spalováním podle nároku 1, vyznačující se tím, že nad fluidním topeništěm je v prostoru spalovací komory nainstalována klenba (3) pro oddělení prostoru s dostatečnou teplotou pro dohoření hořlaviny od ostatního prostoru spalovací komory pro prodloužení dráhy hořící hořlaviny a její přivedení do míst s dostatkem kyslíku.
CZ200011157U 2000-09-12 2000-09-12 Kotel s fluidním spalováním CZ10558U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200011157U CZ10558U1 (cs) 2000-09-12 2000-09-12 Kotel s fluidním spalováním

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200011157U CZ10558U1 (cs) 2000-09-12 2000-09-12 Kotel s fluidním spalováním

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ10558U1 true CZ10558U1 (cs) 2000-11-06

Family

ID=5474524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ200011157U CZ10558U1 (cs) 2000-09-12 2000-09-12 Kotel s fluidním spalováním

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ10558U1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ301744B6 (cs) * 2004-08-18 2010-06-09 Ptácek@Milan Kotel s fluidním spalováním

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ301744B6 (cs) * 2004-08-18 2010-06-09 Ptácek@Milan Kotel s fluidním spalováním

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2525725B2 (ja) 嵩張りごみおよび炭化水素含有液体の燃焼用の燃焼室
US5105747A (en) Process and apparatus for reducing pollutant emissions in flue gases
CN105698182B (zh) 用于处理垃圾的焚烧系统
US20120247374A1 (en) Independent vector control system for gasification furnace
FI71613C (fi) Anordning vid braennkammare foer foerbraenning av fast braensle.
CN101122385A (zh) 煤制气一体化洁净燃烧锅炉
CN108548182A (zh) 一种焚烧炉以及焚烧系统
CZ10558U1 (cs) Kotel s fluidním spalováním
JP6887917B2 (ja) 焼却プラント
CZ12657U1 (cs) Kotel s fluidním spalováním
CZ287654B6 (cs) Způsob přestavby roštového kotle na kotel s fluidním spalováním
SK13522000A3 (sk) Kotol s fluidným spaľovaním
SK13512000A3 (sk) Spôsob prestavby roštového kotla na kotol s fluidným spaľovaním
CZ12289U1 (cs) Kotel s fluidním spalováním
RU55933U1 (ru) Установка для сжигания отходов
WO2019107423A1 (ja) 流動床炉及びその運転方法
CN205535839U (zh) 一种用于处理垃圾的焚烧系统
CZ189696A3 (cs) Způsob modernizace uhelného roštového kotle
GB2196099A (en) Furnace
JP2002030290A (ja) ガス化炉
JPH0125964B2 (cs)
JPS6033201B2 (ja) 石炭用燃焼装置
JP2020016397A (ja) 廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法
Wurman et al. Commissioning a 2.2 mt/y cement plant in Midlothian, Texas
PL231303B1 (pl) Urządzenie do spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych oraz sposób spalania paliw alternatywnych i stałych odpadów palnych

Legal Events

Date Code Title Description
MC3K Revocation of utility model

Effective date: 20001106

MK1K Utility model expired

Effective date: 20040912

MC3K Revocation of utility model

Effective date: 20080520