CZ13483U1 - Fluidní cirkulační kotel - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zdrojů tepla na bázi severočeského simého uhlí, černých uhlí a biomasy s tepelnou kapacitou v rozmezí 3 až 25 MW tepelného výkonu jak v horkovodním, tak v parním provedení.

Dosavadní stav techniky

Realizovaný zásadní přechod centrálních zdrojů tepla na plynná a kapalná paliva v 90.1etech po současné deregulaci cen paliv je limitován cenou ušlechtilých paliv natolik, že v ČR je realitou zpětný přechod v těchto zdrojích na severočeská simá uhlí, protože v r. 2002 je cena 1 GJ tepla ze zdroje na zemní plyn minimálně 3 χ vyšší než z ekologizovaného zdroje na severočeská uhlí.

Omezujícími podmínkami zpětného přechodu na uhlí jsou samozřejmě dosažitelnost emisních limitů čistoty spalin dle Směrnice rady evropských společenství z 24.11.1988/88/609/EHS/ a emisní limity dle zákona č. 86/2002 Sb.

Po technické stránce výše uvedené předpisy v plném rozsahu tepelných výkonů, kromě fluidních kotlů, nesplňuje v ČR žádný současný roštový uhelný kotel. I když je uhelný roštový kotel tzv. ekologizován, tj. vybaven úpravou spalovacího systému ke snížení oxidu uhelnatého CO pomocí sekundárního přívodu recyklážích horkých spalin, měrná sirnatost severočeských uhlí vylučuje dosažení emisních limitů EU 2000 mg/m³ /NTP, suché spaliny, 6 % O₂/ bez instalace investičně i provozně neúnosně nákladné návazné desulfatační jednotky s využitím Ca/OH/₂ jako desulfatačního aditiva. Navíc výše uvedená ekologizace nezajišťuje splnění emisních limitů CO pro podstatnou část výkonového rozsahu roštového kotle, na rozdíl od kotlů granulačních.

Po ekonomické stránce je významným omezujícím parametrem skutečnost, že stávající řešení velkokapacitních zdrojů tepla na bázi granulačních kotlů nedokáže využít nej kvalitnějších frakcí uhlí vzniklých nutným tříděním těženého uhlí, tj. vysokovýhřevných, a tedy nízkopopelových frakcí typu hruboprach 1 a ořech 2 s obsahem síry mezi 0,9 až 1,5 %. Nízký obsah popelovin navíc vylučuje fluidní spalování uhlí v popelové vrstvě jeho vlastních popelovin.

Vývoj v ČR v období 1995 až 2002 prokázal, že jedinou cestou, jak spalovat tak vysokovýhřevná hnědá uhlí, je spalování těchto uhlí v inertní fluidní spalovací pískové vrstvě. Vysoké nároky na investiční náklady cirkulačních systémů spalování s redukční atmosférou ve fluidní spalovací vrstvě vedly k tomu, že spalování těchto uhlí bylo nutno řešit ve stacionární oxidační vrstvě křemičitého písku. Typickým řešením je uspořádání dle patentů CZ 283 457 a CZ 276 412. Jedná se o spalování uhlí vyznačené:

- použitím oxidační vrstvy písku o změní do 2 mm,

- použití vyzděného fluidního topeniště s přívodem uhlí s Ca aditivem na fluidní spalovací vrstvu spolu se sekundárním vzduchem šnekovým dávkovačem s blokací průniku žhavých spalin do provozního zásobníku uhlí,

- dosažení adiabatické teploty hoření v rozmezí 820 až 840 °C přívodem recyklu spalin ke spalovacímu vzduchu. Tato plynná směs je do fluidní spalovací vrstvy přiváděna přes trubkový propadový rošt.

Toto řešení splňuje veškeré požadavky na čistotu spalin dle výše uvedených zákonných předpisů. Toto bylo prokázáno provozem šesti fluidních kotlových jednotek se jmenovitým výkonem 5 MW a dvou kotlových jednotek se jmenovitým výkonem 2,4 MW. Tepelná účinnost těchto kotlů je 86 %, stupeň vyhoření popelovin je v rozmezí 92 až 94 % a ke snížení obsahu SO₂ ve spalinách z 3600 mg/m³ /6 % O2, suché spaliny, NTP/ na 2000 mg/m³ je nutný přívod vápence s molámím poměrem dávkování Ca/S = 2. Ke snížení obsahu oxidu siřičitého SO2 pod 699 mg/m³, je nutné Ca/S = 4,1. Tyto fluidní kotle jsou vhodné i pro souběžné spalování uhlí a biomasy,

-1 CZ 13483 Ul obvykle dřevní štěpky ze smrkového dřeva. Spolehlivě jsou plněny emisní limity pro nové fluidní kotle dle zákona č. 86/2002 Sb, pro uhlí o změní ořech.

Nevýhodou jsou následující skutečnosti:

1. Spotřeba vápence k odsiřování pro uhlí s výhřevností 16 MJ/kg a obsahem síry v rozmezí 1 až 1,2 % dosahuje v rozmezí 15 až 20 % hmoty spalovaného uhlí.

2. Provoz desulfatačních jednotek za kotli prokázal, že spaliny o teplotě v rozmezí 75 až 80 °C, což je teplota spalin na výstupu z těchto jednotek, mají teplotu nad rosným bodem spalin, ale jejich zchlazení v komíně vede k podkročení rosného bodu a korozi komína silně zředěnou kyselinou sírovou H₂SO₄. Proto je nutný nákladný zpětný ohřev spalin alespoň na 110 °C.

3. Tepelné zatížení plochy roštu fluidního kotle je v rozmezí 0,7 až 1,2 MW/ra². Současné výkonové požadavky na fluidní kotle jsou v rozmezí 3 až 25 MW. Plocha roštu fluidního kotle je příliš velká, než aby bylo vhodné ji realizovat jako jeden fluidní systém. Startovat fluidní vrstvu s průřezem 25 m² je technicky mezně náročné a velice nákladné.

4. Tepelný tok ve fluidní pískové oxidační spalovací vrstvě je v úrovni mezi 120 až 250 kW/m². Toto vyžaduje specifické zapojení tepelné trubkové vestavby do vodního nebo parovodního okruhu fluidního kotle, tak aby nedošlo ke krizi přenosu tepla a následně přepálení materiálu trubek.

5. Technické řešení přívodu paliva dle patentu CZ 283 457, tj. přívod z boku na fluidní vrstvu, je konstrukčně i provozně optimální, ale zajištění dokonalého vyhoření prachových podílů uhlí u granulometrie hruboprach je velice obtížné a je dosažitelné při přívodu sekundárního vzduchu i ve velkoobjemových nevyzděných topeništích, ale pouze při velice nákladné souběžné automatické regulaci teploty fluidní vrstvy s přesností 5 °C a obsahu kyslíku O₂ s přesností 1 %.

6. Požadavek na souběžné spalování uhlí a biomasy problémy čistoty spalin z hlediska oxidu uhelnatého CO a oxidu dusíku NO_X výrazně zvětšuje.

Podstata technického řešení

Základem technického řešení je v prvé řadě aplikace známého poznatku, že v cyklonových ohništích dochází k dokonalé homogenizaci spalin, je-li topeniště navíc vyzděno, efekt dohoření oxidu uhelnatého CO na oxid uhličitý CO₂ se výrazně zvyšuje bez změny obsahu oxidů dusíku NO_X.

Druhým, a to zcela překvapivým poznatkem, jsou výsledky rentgenové difrakční analýzy popelovin, získaných při desulfataci spalin granulačního uhelného kotle granulovaným hydroxidem vápenatým Ca/OH/₂. Tento byl přiváděn pneumaticky do oblasti topeniště s teplotou v rozmezí 900 až 1000 °C. Do spalin před cyklonovou baterií byla pneumatickými tryskami přiváděna voda, tak aby teplota spalin klesla z 220 °C na 130 °C. Za cyklonovou baterií byl instalován elektrofiltr. Zachycené popeloviny byly suché s obsahem vlhkosti pod 1 %. Chemický charakter Ca podílů odpadů spalovacího a desulfatačního procesu a podíl jednotlivých složek je uveden v obr. 1. Čárkovaná linie představuje složení popelovin z cyklonů, čerchovaná linie složení popelovin z elektrofiltrů, plná linie složení popelovin po nástřiku vody a smíchání se škvárou, což je složení budoucího stabilizátu. Toto jsou koncentrace popelovin pří výkonu kotle 45 t/h páry. Čerchovaná linie se dvěma tečkami znázorňuje složení popelovin na výstupu z elektrofiltrů při sníženém výkonu kotle 30 t/h páry. Překvapivými jsou následující poznatky:

1. Nepotvrdil se mžikový charakter hydratace CaO na Ca/OH/₂ a ve výsypu z cyklonů je obsažen významný podíl nezreagovaného CaO.

2. Další růst hydratace CaO na Ca/OH/₂ v úletu z cyklonů stačila zajistit vodní pára obsažená ve spalinách, následně rostl obsah CaSO₄ v pevné úletové frakci cyklonů a klesal obsah Ca/OH/₂ v této frakci.

-2CZ 13483 Ul

Tyto výsledky byly dosaženy při vlhkosti popelovin na výstupu z cyklonů 0,061 % /hmotových/ a za elktrofiltrem 0,061 % /hmotových/ a koncentracích vodní páry ve spalinách 106 až 137 g/m³ /NTP/.

Třetím poznatkem je výsledek intenzifikace spalin převodem CaO ve spalinách na^Ca/OH^ a následně na CaSO4 na poloprovozní jednotce fluidního spalovacího reaktoru, vybaveného cyklonovou baterií a nástřikem vody před cyklonovou baterií a nástřikem vody na fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvu. Při nástřiku vody před cyklonovou baterii při zchlazení spalin na 100 °C byl efekt intenzifikace desulfatace spalin zanedbatelný. Při nástřiku vody na fluidní vrstvu spojeném s následným zchlazením spalin na 100 °C stouplo zachycení SO₂ touto intenzifikací odsiřovacího procesu o v rozmezí 15 až 35 %, v závislosti na intenzitě nátoku vody.

Vezmeme-li v úvahu známou skutečnost, že průběh sulfatace CaO částice má sice standardně exponenciální charakter, ale končí až po 5 až 10 minutách, tak efektivní intenzifikací sulfatačního procesuje nástřik vody do popelovin a jejich částečný recykl do fluidního topeniště a instalace tkaninového filtru nejen jako odlučovače popelovin, ale současně jako desulfatačního reaktoru s tím, že je žádoucí maximálně zvýšit koncentraci vodní páry ve spalinách.

Výše uvedené problémy řeší fluidní kotel dle technického řešení. Je to cirkulační fluidní kotel s pískovou oxidační spalovací vrstvou křemičitého písku o granulometrii v rozmezí 0,5 až 2 mm se spalovacím prostorem horizontálně rozděleným na vyzděné fluidní topeniště a spalovací komoru s tím, že průřez spalinového průchodu mezi fluidním topeništěm a spalovací komorou je zúžen na v rozmezí 10 až 80% průřezu fluidního topeniště, fluidní topeniště je kromě dávkovače či dávkovačů paliva a případného odsiřovacího aditiva opatřeno přívodním potrubím sekundárního vzduchu nebo jeho směsi s recyklážními spalinami a do fluidního topeniště je vložena teplosměnná trubková vestavba. V trase spalin je před tkaninovým filtrem instalován,.absorbér s vodní či vodními pneumatickými tryskami, s výhodou jako tlakové médium rozstřikú vody je v tryskách použita vodní pára. Před absorbér je instalován cyklon či cyklonová baterie s tím, že na výstup mezi zásobníku je připojena pneumatická trasa popelovin, pro zavádění v rozmezí 5 až 80 % zachycených popelovin se sekundárním vzduchem do fluidního topeniště.

Tepelná trubková vestavba fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy je instalována se spodní řadou trubek umístěnou minimálně 450 mm nad úrovní trubkového propadového roštu, který se skládá z centrální trubky, rozvodných trubek a nátrubků s obvodovými řadami otvorů, trubková tepelná vestavba je s výhodou jedním konstrukčním demontovatelným celkem, v horkovodním provedení fluidního kotle je propojena vodními trubkami s ekonomizérem a bubnem, v parním provedení fluidního kotle je napojena vodními trubkami na buben a cirkulační čerpadlo parovodní směsi. Fluidní topeniště a spalovací komora jsou vertikálně rozděleny instalací svislých vyzděných membránových stěn na jednotlivé sekce spalovacího prostoru fluidního kotle, každá sekce spalovacího prostoru fluidního kotle je napojena na vlastní ventilátor spalovacího vzduchu, pro přivádění spalovacího vzduchu nebo spalovacího vzduchu a spalin přes trubkový propadový rošt sekce do fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy. Fluidní kotel je vybaven jedinou startovací spalovací komorou na kapalné palivo nebo zemní plyn s tím, že ve fluidním topeništi každé sekce fluidního kotle s tepelnou trubkovou vestavbou je instalován druhý přívod startovacího paliva, potrubní trasou. V potrubní trase spalin kotle, s výhodou před cyklonovou baterií, jsou instalovány parní trysky nebo jsou instalovány vodní trysky v úrovni trubkového propadového roštu fluidního topeniště.

Přehled obrázků na výkresech

Výsledky rentgenové difrakční analýzy popelovin s CaO, CaCO₃, CaSO4 a Ca/OH/₂ jsou obsaženy na obrázku 1.

Technické řešení, detailně popsané v příkladech technického řešení, je znázorněno na obrázcích 2, 3 a 4. Obr. 2 je podélným řezem fluidního kotle. Obr. 3 je příčným řezem fluidního kotle. Obr. 4 je strojně - technologické schéma fluidní kotelny.

-3 CZ 13483 Ul

Příklady provedení technického řešení

První příklad provedení představuje fluidní uhelná kotelna a horkovodní fluidní kotel znázorněné na obrázcích 2, 3 a 4.

Vlastní fluidní kotel tvoří tři samostatné konstrukční celky. Prvým je fluidní topeniště i s tepelnou trubkovou, vestavbou 5 ponořenou do fluidní spalovací oxidační pískové vrstvy, trubkovým propadovým roštem 16 a ekonomizérem 4. Obvodový plášť i vnitřní příčku tohoto celku tvoří membránové stěny s volnou cirkulací vody přes buben 3. Druhým konstrukčním celkem je spalovací komora 2 a trubkový ohřívač 6 vody s volnou cirkulací vody přes buben 3. Opět i zde je obvodový plášť a vnitřní příčka tohoto celku tvořená membránovými stěnami s volnou cirkulací přes buben 3, ten je třetím základním konstrukčním celkem fluidního kotle. Vnitřek spalovací komory 2 kotle a fluidního topeniště I je opatřen žárobetonovou vyzdívkou. Spalovací komora 2 je tvarována tak, aby došlo k zintenzívnění proudění a míšení spalin blízkému proudění v cyklonovém topeništi. Toho je dosaženo realizací podélného osového otvoru pro proud spalin, jak je znázorněno na obr. 3.

Uhlí je ze skládky dopraveno trasou 7, kterou tvoří podzemní násypka a redlerový dopravník uhlí na šikmý dopravní gumový pás 8. Na dopravované uhlí se ze zásobníku 11 přes turniket přidává vápenec, který byl pneumaticky z cisterny dopraven do zásobníku JT. Uhlí a vápenec jsou z provozního zásobníku 9 šnekovým podavačem bez osového hřídele přiváděny z boku na fluidní expandovanou spalovací vrstvu přes sesyp. Ten je opatřen svislou výkyvnou klapkou. Obdobnou klapkou je opatřen i výstup uhlí z dávkovacího šneku, jak je znázorněno na obr. 2. Mezi tyto klapky je potrubím 10 přiváděn sekundární spalovací vzduch ve směsi s recyklážními spalinami a pneumatickou trasou 14 popelovin je do tohoto prostoru mezi svislé výkyvné klapky přiváděn recykl popelovin, zachycený v cyklonu 19,

Teplá voda z cirkulačního okruhu horké vody je čerpadlem 17 přivedena do ekonomizéru 4, následně do tepelné trubkové vestavby 5 a z této do bubnu 3. Horká voda z bubnu 3 odchází do horkovodního cirkulačního okruhu tepelných spotřebičů.

Fluidační vzduch je do fluidního kotle dodáván ventilátorem 15, do jeho sání jsou přiváděny recyklážní spaliny odebírané za kouřovým ventilátorem 26. Při provozu kotle je směs spalovacího vzduchu a spalin přiváděna do trubkového propadového roštu 16 a jako sekundární vzduch potrubím 10 na fluidní vrstvu. Část tohoto vzduchuje tlakovým vzduchem pneudopravy popelovin, tj. trasy 14, obdobně přiváděných na fluidní spalovací vrstvu.

Při studeném startu kotle je startovacím médiem zemní plyn. Zemní plyn je z vnějšího rozvodu přiváděn do startovací spalovací komory 21 trubkami potrubní trasy 13 přes trubkový propadový rošt 16. současně je přiváděn trubkovými hořáky do fluidní vrstvy a současně je přiváděn do hořáku 12, směrovaného na povrch fluidní spalovací vrstvy. K tomuto tzv. studenému startu se přistoupí při odstávce kotle na dobu delší než 12 hodin, kdy teplota klidové fluidní vrstvy poklesne z 830 °C na 500 °C. Při kratších odstávkách stačí pouze rozfluidovat vrstvu písku a popela a začít s dávkováním uhlí, což je tzv. horký start fluidního kotle.

Spaliny z fluidní spalovací oxidační pískové vrstvy procházejí spalovací komorou 2 a přes otvor 30 procházejí ohřívačem 6, ekonomizérem 4, absorbérem 18, kde nástřikem vody dvoj látkovými pneumatickými tryskami dojde k zchlazení spalin. Tyto dále procházejí tkaninovým filtrem 22 s profukem plachetky. Tento zajišťuje šroubový kompresor 23. Spaliny jsou kouřovým ventilátorem 26 zavedeny do komína 27.

Popeloviny zachycené v cyklonu 19 se shromažďují v mezizásobníku 20. Část z nich přes turniket odchází jako recykl pneumatickou trasou 14 popelovin do fluidního topeniště L Druhá část je odváděna dopravním šnekem 24 do mezizásobníku 25. Sem přes turniket periodicky dle intervalů profuků padají popeloviny z tkaninového filtru 22. Přes turniket jsou popeloviny z mezizásobníku 25 šikmým dopravním šnekem 28 dopravovány do zásobníku 29. Ten je opatřen tkani-4CZ 13483 Ul novým filtrem a tlakovým čeřením. Obdobně je vybaven i zásobník vápence Π.. Popělo viny vypadávají ze zásobníku 29 do autocistemy přes dávkovači hubici.

Byla realizována kotlová jednotka s následujícími parametry:

1. Tepelný výkon horkovodního kotle: 6 MW _;;

Paliva: uhlí hruboprach hp 1 í vápenec Čížkovice v rozmezí v rozmezí 0,5 až 2 mm obsah CaO: 45 % dřevní štěpka 30 % hmoty paliva, výhřevnost 8,5 MJ/kg

Parametry uhlí: granulometrie 0 až 10 mm výhřevnost 16,9 MJ/kg síra celková 1,2 %

2. Strojní řešení kotlové jednotky:

Fluidní topeniště I: průřez fluidní vrstvy:

výška fluidního topeniště: výška klidové fluidní vrstvy:

2560 x 2040 mm 4000 mm 600 mm teplosměnná plocha výměníků tepelné vestavby 5: 12 m² startovací spalovací komora 21 2,2 MW /600 °C

Dohořívací prostor: průřez štěrbiny stropu fluidního topeniště: 800 x 2560 mm výška spalovací komory: 4000 mm

Absorbční a cyklonová jednotka:

průměr cyklonu 19 0 1600 mm průměr absorbéru 18 0 800 mm výška absorbéru 18 7000 mm

Tkaninový filtr teplosměnná plocha 410 m²

3. Základní materiálová bilance:

průtok spalovacího vzduchu 2,9 m³/s ZNTP/

0,8 m³/s /NTP/ l,4m³/s/NTP/ 3,0 m³/s /NTP/

1021 kg/h 437 kg/h recykl spalin do roštu sekundemí vzduch odvod spalin na komín spotřeba uhlí: spotřeba dřevní štěpky:

4. Dosažené výsledky kotlové jednotky:

vyhoření popelovin tepelná účinnost kotle % zachycení SO₂ při Ca/S = 2,90 přenos tepla přes výměníky 5 jmenovitý výkon kotle maximální výkon kotle doba odstavení bez nového horkého startu teplota spalin před absorberem 18 teplota spalin za tkaninovým filtrem 23

5. Čistota spalin:

96.5 % 89%

MW 6MW

6.5 MW 12 hodin 160 °C 130 °C

CO: 145 mg/m³ /6 % O₂,NTP, suché spaliny/

NO₂: 340 mg/m³

SO₂: 1175 mg/m³

-5 CZ 13483 Ul tuhé látky: 17 mg/m³

Vzhledem k technickému řešení, které MŽP ČR akceptuje jako roštový kotel modernizovaný prvky fluidní techniky, byl pro provoz tohoto kotle stanoven emisní limit pro roštové kotle:

CO: 400 mg/m³

NO₂: 650 mg/m³

SO₂: 2500 mg/m³ tuhé látky: 150 mg/m³

Druhý příklad provedení představuje fluidní kotel v základním řešení prezentovaném v prvním příkladu provedení, ale s dvojnásobným tepelným výkonem, tj. 2 x 6 MW. Zdvojnásobení tepelného výkonu bylo dosaženo instalací dvou 6 MW sekcí kotle do jednoho konstrukčního celku se zachováním rozdělení zdvojené spalovací komory 2 s ohřívačem 6 a zdvojeného íluidního topeniště I včetně tepelné trubkové vestavby 5 a ekonomizéru 4. Obvodová membránová sténaje v horním i spodním konstrukčním celku společná pro obě sekce. Buben 3 o dvojnásobné délce oproti jeho provedení v prvním příkladu provedení je společný pro obě sekce.

Výrazně odlišné je uspořádání startovací jednotky tohoto 12 MW kotle. Jako startovací médium je použita topná nafta. Každý modul je místo minimálně výkonného bezpečnostního hořáku 12 pro zemní plyn opatřen výkonným startovacím hořákem. Spalovací komora 21 je společná pro oba dva moduly a je vybavena samostatným ventilátorem výkonově shodným s ventilátorem 15. Každý modul je vybaven samostatným ventilátorem spalovacího vzduchu, samostatným absorbérem 18 a cyklonem 19 se samostatnou pneumatickou trasou 14 recyklu popelovin a samostatným dopravním šnekem 24. Tkaninový flitr 22 a kouřový ventilátor 26 jsou společné pro oba moduly. Trasa popelovin je realizována tlakovou pneudopravou do společného zásobníku 29. Byla realizována kotlová jednotka s následujícími parametry:

1. Tepelný výkon horkovodního kotle: 12 MW palivo: uhlí ořech o2 výhřevnost: 17,4 MJ/kg ' síra celková: 0,8 % vápenec Čížkovice v rozmezí 0,5 až 2 mm obsah CaO: 45 %

2. Strojní řešení kotlové jednotky:

Fluidní topeniště 1:

počet sekcí: 2 průřez jedné sekce fluidní vrstvy: 2560 x 2040 mm průřez obvodových membránových stěn íluidního topeniště I a ekonomizéru 4:

hloubka íluidního topeniště: hloubka ekonomizéru: plocha první sekce ekonomizéru 4:

plocha první sekce trubkové vestavby 5: 12 m² plocha první sekce ohřívače 6: 233 m² výška íluidního topeniště 1: 4000 mm výška spalovací komory 2: 4000 mm

Absorbční a cyklonová jednotka:

3900 x 4758 mm 2800 mm 1100 mm 133 m² počet: 2 průměr absorbéru 18: výška absorbéru 18: průměr cyklonu 19:

800 mm 7 000 mm 0 1 600 mm

-6CZ 13483 Ul

Tkaninový filtr plocha: 800 m^{1 2}

Spotřeba uhlí: 2789 kg/h průtok spalin na komín: 6 m³/s /NTP/

Dosažené výsledky kotlové jednotky:

vyhoření popelovin: 96,5 % tepelná účinnost kotle: 89 % maximální výkon kotle: 13 MW jmenovitý výkon kotle: 12 MW

K zachycení SO₂ na úroveň emisního limitu 800 mg/m³ /suché spaliny, 6 % O₂, NTP podmínky/ došlo při dávkování vápence s molámím poměrem Ca/S = 2,9.

Byly splněny emisní limity čistoty spalin pro nové fluidní kotle s tepelným výkonem nad 5 MW:

CO: 250 mg/m³

NO₂: 400 mg/m³

SO₂: 800 mg/m³ tuhé látky: 100 mg/m³

Byly změřeny následující koncentrace škodlivin ve spalinách vztaženo na výše uvedené referenční podmínky určené zákonem č. 86/2002 Sb.:

CO: 181 mg/m³

NO₂: 322 mg/m³

SO₂: 741 mg/m³ tuhé látky: 19 mg/m³

Základní výhody nového řešení:

a/ Spotřeba vápence s ohledem na recykl pevné frakce, do které byla v absorbéru 18 nastříknuta voda, klesla v rozmezí o 20 až 40 % při dosažení stejného stupně zachycení SO₂ ve vztahu k procesu bez recyklu pevné frakce popelovin do fluidního topeniště I.

b/ Tepelná účinnost kotle byla zvýšena do úrovně blízké plynovým kotlům.

c/ Stupeň vyhoření popelovin dosáhl v rozmezí 95 až 97 %.

d/ Došlo k efektivnímu vyčistění spalin od SO₂ při teplotě spalin v rozmezí 120 až 140 °C, což je teplota vzdálená od rosného bodu v rozmezí 30 až 40 °C. Proto nebylo nutno přijmout opatření k antikorozní ochraně komína od slabě koncentrované H₂SO₄ v důsledku zchlazení spalin na trase kouřovým ventilátorem 26.

Průmyslová využitelnost

Fluidní kotle dle technického řešení plně výkonově nahrazují roštové uhelné kotle a na rozdíl od nich mají výrazně vyšší tepelnou účinnost a splňují emisní limity čistoty spalin jak v ČR, tak i v EU. Umožňují i spalování černého uhlí a biomasy.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Fluidní cirkulační kotel s fluidní pískovou oxidační spalovací vrstvou křemičitého písku o granulometrii v rozmezí 0,5 až 2 mm, vyznačující se tím, že spalovací prostor fluidního kotle je horizontálně rozdělen na vyzděné fluidní topeniště (1) a spalovací komoru (2) s

   -7CZ 13483 Ul tím, že průřez spalinového průchodu mezi fluidním topeništěm (1) a spalovací komorou (2) je zúžen na v rozmezí 10 až 80 % průřezu fluidního topeniště (1), fluidní topeniště (1) je kromě dávkovače či dávkovačů paliva a případného odsiřovacího aditiva opatřeno přívodním potrubím (10) sekundárního vzduchu nebo jeho směsi s recyklážními spalinami a do fluidního topeniště (1) je vložena teplosměnná trubková vestavba (5).
2. 2. Fluidní cirkulační kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že v trase spalin je před tkaninovým filtrem (22) instalován absorbér (18) s vodní či vodními pneumatickými tryskami, s výhodou jako tlakové médium rozstřiku vody je v tryskách použita vodní pára s tím, že před absorbér (18) je instalován cyklon či cyklonová baterie (19) s tím, že na výsyp mezizásobníku (20) je připojena pneumatická trasa (14) popelovin, pro zavádění v rozmezí 5 až 80 % zachycených popelovin sekundárním vzduchem do fluidního topeniště (1).
3. 3. Fluidní cirkulační kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že tepelná trubková vestavba (5) fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy je instalována se spodní řadou trubek umístěnou minimálně 450 mm nad úrovní trubkového propadového roštu (16), který se skládá z centrální trubky, rozvodných trubek a nátrubků s obvodovými řadami otvorů, trubková tepelná vestavba (5) je s výhodou jedním konstrukčním demontovatelným celkem, v horkovodním provedení fluidního kotle je propojena vodními trubkami s ekonomizérem (4) a bubnem (3), v parním provedení fluidního kotle je napojena vodními trubkami na buben (3) a cirkulační čerpadlo parovodní směsi.
4. 4. Fluidní cirkulační kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že fluidní topeniště (1) a spalovací komora (2) jsou vertikálně rozděleny instalací svislých vyzděných membránových stěn na jednotlivé sekce spalovacího prostoru fluidního kotle, každá sekce je napojena na vlastní ventilátor (15) spalovacího vzduchu, pro přivádění spalovacího vzduchu nebo spalovacího vzduchu a spalin přes trubkový propadový rošt (16) sekce do fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy.
5. 5. Fluidní cirkulační kotel podle nároku 1, vyznačující setím, že je vybaven jedinou startovací spalovací komorou (21) na kapalné palivo nebo na zemní plyn s tím, že ve fluidním topeništi (1) u každé sekce fluidního kotle s tepelnou trubkovou vestavbou (5) je instalován druhý přívod startovacího paliva potrubní trasou (13).
6. 6. Fluidní cirkulační kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že v potrubní trase spalin, s výhodou před cyklonovou baterií (19), jsou instalovány parní trysky nebo jsou instalovány vodní trysky v úrovni trubkového propadového roštu (16) fluidního topeniště (1).