CZ14438U1 - Fluidní kotel - Google Patents
Fluidní kotel Download PDFInfo
- Publication number
- CZ14438U1 CZ14438U1 CZ200415262U CZ200415262U CZ14438U1 CZ 14438 U1 CZ14438 U1 CZ 14438U1 CZ 200415262 U CZ200415262 U CZ 200415262U CZ 200415262 U CZ200415262 U CZ 200415262U CZ 14438 U1 CZ14438 U1 CZ 14438U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- flue gas
- combustion
- coal
- sand
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 68
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 64
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 45
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 41
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 4
- 108010053481 Antifreeze Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 208000002352 blister Diseases 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
Technické řešení se týká řešení fluidních kotlů pro spalování výhřevných simých uhlí v rozsahu tepelných výkonů fluidního kotle od 2 do 30 MW v horkovodním i parním provedení.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní stav techniky v této oblasti jev technologické části v podstatě vymezen obsahem patentu CZ 283 457. Zde patentovaná technologická část představuje řešení malokapacitních fluidních uhelných kotlů spalujících všechny druhy uhlí o výhřevnosti nad 12 MJ/kg o změní 0 až 40 mm. Toto změní uhlí do 40 mm představuje maximální katalogovou velikost uhlí ío obchodně dostupných v ČR. Přesto se v dodávkávh průmyslových a topných směsí vyskytují částice uhlí o velikosti až 100 mm. Problém řešení spočívá ve vysokých investičních nákladech fluidního kotle a analogicky i vysokých nákladech provozních. Je to dáno skutečností, že adiabatická teplota fluidní spalovací vrstvy je dosahována vysokým přebytkem vzduchu. Ten je zhruba dvakrát větší, než jaký by byl zapotřebí pro dosažení adiabatické teploty hoření 800 až
870 °C oproti stavu, kdy by bylo dosaženo odvodu 40 až 50 % tepla při spalování uhlí tepelnou vestavbou instalovanou do fluidní spalovací vrstvy.
Dalším problémem je minimalizace spotřeby uhličitanu vápenatého CaCO3 s technickým označením vápenec k dosažení snížení obsahu oxidu siřičitého SO2 ve spalinách na úroveň emisních limitů čistoty spalin dle zákona o ovzduší č. 86/2002 Sb, a splnění jeho emisních limitů čistoty spalin v oblasti oxidu uhličitého CO a oxidů dusíku NOX při velkokapacitním spalování hnědých uhlí o granulometrii hruboprach. Stejně závažným problémem je řešení abraze vestavěných teplosměnných ploch do fluidní pískové oxidační vrstvy. Zásadní je konstatování, že tepelný tok z fluidní vrstvy do teplosměnné plochy instalované do fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy je tak vysoký, že v parním provedení fluidního kotle je nebezpečí přechodu bublinového varu na blánový s následnou tepelnou destrukcí trubek tepelné vestavby.
Zásadním problémem je po téměř totální plynofikaci teplárenství ČR skutečnost, že z třídíren těženého uhlí odcházejí nejen energetikou žádané průmyslové a topné směsi, ale i vysoce kvalitní uhlí ořech o změní 10 až 20 mm a hruboprach. Zejména pro hruboprachy není na trhu dostatečný odběr. Dle katalogu těžebních společností v případě hruboprachu jde o uhlí o změní
0 až 10 mm. Vysoký podíl prachových podílů v uhlí činí toto uhlí ve fluidní oxidační pískové vrstvě obtížně ekologicky spalovatelným.
Podstata technického řešení
Řešení problematiky fluidních kotlů o tepelném výkonu do 30 MW představuje uspořádání fluidního kotle, jehož podstata spočívá v tom, že fluidní kotel s oxidační pískovou spalovací vrstvou křemičitého písku s teplotami v rozmezí 800 až 870 °C a pracovní rychlostí fluidace 0,45 až 1,2 m/s (NTP) obsahuje minimální výšku sypané vrstvy křemičitého písku o změní 1 až 2 mm fluidní oxidační spalovací vrstvy ve fluidním topeništi 150 mm, na fluidní topeniště se napojí dávkovač či dávkovače uhlí o změní uhlí 0 až 40 mm nebo uhlí a vápence o změní uhlí 0 až 40 mm, tato minimální výška sypané vrstvy křemičitého pískuje ve fluidním topeništi s dávkova40 čem ěi dávkovači uhlí hruboprach o změní 0 až 10 mm s vápencem s výhodou navýšena minimálně o 100 mm sypané vrstvy křemičitého písku o změní 0,5 až 1 mm, fluidní topeniště s fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvou je tvořeno vyzděnými membránovými stěnami, vyzděným membránovým stropem a trubkovým propadovým roštem, na který je připojena trasa spalovacího vzduchu a trasa spalin, trasa spalovacího vzduchu a trasa spalin jsou opatřeny regulačními orgány průtoku spalovacího vzduchu a průtoku spalin, trasa spalin obsahuje kyslík ve spalinách objemově v rozmezí 6,5 až 12 %, sesyp či sesypy uhlí nebo uhlí s Ca aditivem jsou umístěny minimálně ve výšce 1000 mm nad trubkovým propadovým roštem, vyzděný membrá- 1 CZ 14438 Ul nový strop je umístěn minimálně 2500 mm nad trubkovým propadovým roštem. Do fluidní oxidační pískové spalovací vrstvy je instalována teplosměnná vestavba, jejíž povrch je opatřen protiabrazivní vrstvou s dobrou tepelnou vodivostí, teplosměnná vestavba je instalována svým povrchem minimálně 200 mm nad trubkovým propadovým roštem, v horkovodním provedení fluidního kotle je teplosměnná vestavba napojena na ekonomizér a následně na buben, v parním provedení fluidního kotle je teplosměnná vestavba napojena na cirkulační čerpadlo vody a následně na buben. Trasa startovacích spalin ze startovací komory na kapalné či plynné palivo je napojena najedno či více startovacích hrdel, jejichž osa je umístěna ve výšce do 1500 mm nad trubkovým propadovým roštem. Trasa spalovacího vzduchu a spalin je pneutrasou recyklu popělo lovin do fluidního kotle. Trasa spalin za fluidním kotlem je opatřena jednou či více pneumatickými vodními tryskami. Fluidní topeniště je vertikálně rozděleno instalací svislých vyzděných membránových stěn na jednotlivé sekce. Vyzděný membránový strop je vyzděným membránovým spalinovým kanálem spojen s konvekční částí fluidního kotle.
Technické řešení je založeno na následujících zjištěních:
- Při prvém startu fluidního kotle určeného ke spalování hnědouhelného hruboprachu byla na trubkový propadový rošt nasypána vrstva písku o změní 1 až 1,6 mm. Jednalo se o nájezd fluidního kotle, podle již úspěšně realizovaného řešení dle patentu CZ 283 457. Při přívodu spalin 600 °C do fluidní vrstvy vznikla při souběžném dávkování uhlí pod šnekovými dávkovači svítící plocha fluidní vrstvy o rozměrech přibližně 2 x 2 m s temně červenou barvou, ostatní plocha fluidní vrstvy byla černá. Naprosto se nedostavil standardní očekávaný efekt ideálně míchané fluidní vrstvy. Při dosypání křemičitého písku o změní 0,5 až 1 mm došlo k vyrovnání teplot celé fluidní vrstvy v úrovni 800 až 870 °C. Pro tuto skutečnost doposud známé představy o fluidní vrstvě neposkytují vysvětlení, a ani takovéto zjištění nebylo doposud prezentováno.
- Pokud ale byl fluidní kotel s pískovou oxidační fluidní vrstvou o změní 1 až 1,6 mm provozo25 ván nejdříve na kusové uhlí, tento efekt při spalování hnědouhelného hruboparchu se neobjevil, což dokládají měření čistoty spalin obsažené v č patentu 283 457. Teoreticky lze při použití startovacího kusového uhlí v pískové vrstvě o granulometrii 1 až 1,6 mm fluidně spalovat všechny druhy uhlí, tedy i hruboprach, jejichž popeloviny na rozdíl od proplástků s vysokou teplotou netvrdnou, bez ohledu na výhřevnost a granulometrii spalovaného uhlí.
Přesto je použití doplňkového písku o změní 0,5 až 1 mm výhodné v tom, že přenos tepla ve fluidní vrstvě písku roste s klesající granulometrii písku, navíc silně expandovaná část fluidní vrstvy těchto jemných částic písku vytváří výhodné podmínky pro intenzifikaci hoření prachových částic uhlí.
- Pokud vytvoříme fluidní topeniště s oxidační pískovou spalovací vrstvou jako vyzděnou kobku s bočním přívodem uhlí na fluidní oxidační spalovací vrstvu, z hlediska spalování uhlí budou podél roštu spalovací podmínky zcela odlišné. V oblasti přívodu uhlí bude slabě oxidační, snad až redukční atmosféra, jejímž důsledkem bude vysoký obsah CO, a to nad 1000 mg/m3, a minimální obsah NOX. Podél roštu bude slabě oxidační atmosféra přecházet na silně oxidační a CO bude konvergovat na oxid uhličitý CO2 při zachování nízké koncentrace NOX. Realizace takovéhoto topeniště prokázala, že optimálních výsledků v čistotě spalin bude dosaženo, jsou-li takto vzniklé spaliny v oblasti teplot 700 až 800 °C navzájem intenzívně promíseny při obsahu kyslíku ve výstupních spalinách z kotle optimálně v oblasti 8,5 % kyslíku O2. Jde o modifikaci dvojstupňového spalování s tím, že efekt přívodu sekundárního vzduchu na dohoření CO na CO2 se minimalizuje a v podstatě se omezuje na chlazení dávkovače uhlí a jeho sesypu. Rychlost proudění spalin o teplotě 700 až 800 °C v kanálu spalin, kde dochází k jejich promísení, je 6 až 20 m/s.
- Není podstatné, zdaje prostor míšení spalin a návazně oblast topeniště nad prostorem promísení spalin o teplotě 700 až 800 °C vyzděn. Zachování teplotního pole 700 až 800 °C před promísením spalin si kompletní vyzdění membránových stěn fluidního topeniště vynucuje. Vyzdění membránových stěn topeniště nad prostorem míšení spalin je důležité pouze v případě spalování směsi uhlí a biomasy.
-2CZ 14438 Ul
- Při spalování simých uhlí granulometrie hruboprachu bez opatření, která jsou předmětem prezentovaného řešení s nezbytným intenzívním přívodem sekundárního vzduchu s referenční koncentrací SO2 (NTP, 6 % O2, suché spaliny) v úrovni 3600 mg/m3 SO2 je nezbytný molámí poměr dávkování uhličitanu vápenatého CaCO3 větší než 4. To si vynucuje efektivní recykl odpadů spalovacího procesu, při němž se nástřikem vody do spalin převede nezreagovaúý oxid vápenatý CaO na hydroxid vápenatý Ca(OH)2. Hydroxid vápenatý po uvolnění vody Ή2Ο se stává vysoce efektivním odsiřovacím aditivem doplňkové desulfatace spalin. Druhým opatřením snižujícím spotřebu CaCO3 je pro dloužení doby zdržení spalin ve fluidním topeništi o teplotě alespoň 800 °C.
ίο V souvislosti s dalšími dále uváděnými skutečnostmi je nutno upřesnit pojem výšky klidové a expandované fluidní oxidační pískové vrstvy. Zde je nutno jednoznačně konstatovat:
- Klidová výška oxidační pískové vrstvy je jednoznačně definována výškou sypaného písku pouze při prvém startu kotle, kdy na prázdný trubkový propadový rošt se nasype zcela suchý písek.
- Při spalovacím procesu se výška vrstvy zvětšuje o objem hořícího uhlí a s ním přiváděného Ca aditiva, tento nárůst je v oblasti spalování uhlí přesně definován dobou hoření uhlí, která při konstantní teplotě hoření a konstantním obsahu kyslíku O2 ve spalinách závisí na velikosti uhelných částic a jej ich obsahu popela. Po stabilizaci spalovacího procesu je klidová výška fluidní vrstvy při spalování uhlí typu ořech zhruba o 10 až 20 % vyšší než sypaná vrstva křemičitého písku. Při spalování hrubozmných málo výhřevných průmyslových a topných směsí je tento nárůst klidové výšky fluidní vrstvy vůči původní výšce písku až 100%.
- Definovat expandovanou výšku výše uvedené fluidní vrstvy lze pouze při rychlostech fluidace v oblasti do 0, 6 m/s (NTP). Při rychlostech fluidace v oblasti 1 m/s (NTP) se jedná q systém tvořený relativně stabilní vroucí hladinou povrchu fluidní vrstvy s intenzivními, ale náhodnými erupcemi fluidmí vrstvy, kdy shluky částic tryskají z fluidní vrstvy do výšky asi 2,5 m. Stanovení homí hladiny fluidní vrstvy v oblastech maximálních pracovních rychlostí fluidního kotle tak není možné. Tato skutečnost je však funkčně pozitivní, protože boční přívod uhlí na vroucí hladinu fluidní vrstvy je reálně přívodem uhlí do pulzující části fluidní vrstvy. Samozřejmě je nutno s ohledem na tuto skutečnost řešit systém dávkování uhlí, které při nezbytném podtlaku před přehřívačem páry či ohřívačem vody je vlastně dávkováním uhlí do oblasti s přetlakem žhavých spalin.
Nezbytnost minimalizovat investiční náklady kotle si vynucuje instalaci teplosměnné vestavby do fluidní spalovací oxidační pískové vrstvy. To si ale vynucuje řešení abraze trubek teplosměnné vestavby, a to buď zesílením tloušťky trubek, nebo krytím povrchu trubek tvrdokovem.
Druhým vynuceným opatřením je dodatkový přívod startovacích spalin do pískové oxidační spalovací vrstvy mimo trubkový propadový rošt. Přívodem startovacích spalin přes trubkový propadový rošt je spolehlivě při rychlostech fluidace 1 m/s (NTP) zajištěn start fluidní ch topenišť bez tepelné vestavby, vestavba instalovaná do fluidní vrstvy zvětšuje podstatně nároky na startovací tepelný příkon fluidního topeniště.
Přehled obrázků na výkresech
Technické řešení je dále podrobněji prezentováno podle přiloženého výkresu, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn podélný řez fluidním kotlem s produkcí 12,5 t/h energetické páry a fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvou. Na obr. 2 je schematicky znázorněn příčný řez tímto fluidním kotlem.
Příklady provedení technického řešení
Fluidní topeniště parního kotle s fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvou 5 je z boků vymezeno vyzděnými membránovými stěnami 1, shora vyzděným membránovým stropem 2,
-3 CZ 14438 Ul vyzděným membránovým spalinovým kanálem 6 a zespodu trubkovým propadovým roštem 3.
Klidová výška fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5 je označena Hl.
Spaliny opouštějí fluidní topeniště vyzděným membránovým spalinovým kanálem 6, procházejí konvekční částí fluidního kotle tvořenou parním přehřívačem 12, vařákem 11, ekonomizérem 10 a následně trasou 13 spalin. Tuto trasu 13 spalin tvoří absorbér s pneumatickým nástřikem vody tryskami, cyklonová baterie, tkaninový filtr, kouřový ventilátor a komín.
Napájecí voda je trasou M přivedena do ekonomizéru 10 a následně do bubnu 9 . Volnou cirkulaci vody kotlem zajišťují zavodňovací trubky 17, které přivádějí vodu zhubnu 9 do podélných trámců 18. Na tyto trámce 18 navazují membránové stěny 1 fluidního kotle a trubky ío vařáku 11. Do fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5 je instalována teplosměnná vestavba 8 tvořená sérií paralelních trubkových hadů napojených na přívod 20 vody a odvod 21 směsi vody a páry. Cirkulaci této směsi vody a páry zajišťuje cirkulační čerpadlo instalované mezi buben 9 a přívod 20 vody. Odvod 21 směsi vody a páry je napojen do bubnu 9. Pára z parního přehřívače opouští fluidní kotel trasou 27.
Uhlí s vápencem CaCO3 je zaváženo periodicky do provozního zásobníku a z něj je dávkovačem 19 opatřeným na konci kyvnou klapkou přiváděno do sesypů 7 s výkyvnou klapkou a ze sesypů 7 padá na vroucí hladinu fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5. S výhodou je použito šnekového dávkovače 19 bez osového hřídele, ale lze použít i redlerový dávkovač 19.
Fluidaci oxidační pískové spalovací vrstvy 5 zajišťuje směs spalovacího vzduchu a spalin, odebíraných z trasy 13 spalin za kouřovým ventilátorem. Trasa spalovacího vzduchu a trasa 13 spalin se spojují a tvoří trasu 4. Obě větve tvořící trasu 4 jsou opatřeny regulačními klapkami. Směs spalovacího vzduchu a spalin je ventilátorem s regulací průtoku trasou 4 dopraveno do trubkového propadového roštu 3. Regulace tepelného výkonu fluidního kotle se provádí buď skokově, tj. odstavováním fluidní i pískové oxidační spalovací vrstvy 5 z pracovního režimu, nebo změnou průtoku spalovacího vzduchu a spalin fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5. Při ní musí být zachována konstantní teplota fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5 a současně musí být zajištěn konstantní obsah kyslíku O2 ve spalinách. Tento se nastaví regulačními klapkami v trasách spalovacího vzduchu a spalin v trase 4. Stabilní teplota fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5 je udržována regulací otáček dávkovače 19 v návaznosti na změnu průtoku fluidačního média při změně polohy škrticí klapky v sání ventilátoru trasy 4.
Trasa 26 přivádí do sesypů 7 spalovací vzduch s recyklážními popelovinami. Ty jsou do trasy 25 přiváděny turniketem 24 z výsypky 23 a turniketem pod cyklony v trase 13 spalin. Trasa 25 má samostatný ventilátor. Druhá část popelovin z cyklonů a tkaninového filtru v trase 13 spalin je mechanicky dopravena do provozního zásobníku popelovin. Odtud jsou autocistemou odváženy na skládku, kde po smísení popelovin s vodou vzniká stabilizát.
Trubkový propadový rošt 3, teplosměnná vestavba 8 a výsypka 22 tvoří jeden konstrukční celek.
Start fluidního kotle zajišťují spaliny procházející startovací trasou 15 a startovací spaliny procházející trasou 4 spalovacího vzduchu nebo spalovacího vzduchu a spalin. Startovací trasu 15 spalin tvoří ventilátor spalovacího vzduchu, hořák na zemní plyn, spalovací komora a rozvod startovacích spalin. Startovací trasa 15 je napojena na startovací hrdla 16 instalovaná pod sesypy 7 tak, aby tato startovací hrdla 16 zaváděla startovací spaliny do expandované fluidní pískové oxidační spalovací vrstvy 5. Druhou startovací trasou je trasa 4 spalovacího vzduchu nebo spalovacího vzduchu a recyklážních spalin, která je napojena na trubkový propadový rošt 3. Příklad 1
Byl realizován fluidní parní kotel se zadávacími parametry:
produkce páry maximální 12,5 t/h produkce páry minimální 8 t/h teplota páry 320 °C
-4CZ 14438 Ul tlak páry teplota napájecí vody
Palivo:
hnědé uhlí 5 změní výhřevnost obsah celkové síry Technické řešení kotle
2,5 MPa 105 °C hp 1 hruboprach 0 až 10 mm 16,9 MJ/kg 1,2 % průřez trubkového propadového roštu 3 ío výška vyzděného membránového stropu 2 nad trubkovým propadovým roštem 3 šířka membránového spalinového kanálu 6 po jeho vyzdění 100 mm vrstvou žárobetonu buben 9 plocha teplosménné vestavby 8 z oceli tř. 17 tloušťka trubek teplosménné vestavby 8 povrch je opatřen vrstvou tvrdokovu výška kotle plocha parního přehřívače 12 plocha vařáku li plocha ekonomizéru 10 dva šnekové dávkovače 19 bez osového hřídele teplota fluidní oxidační pískové spalovací vrstvy 5 obsah O2 ve spalinách teplota spalin za fluidním kotlem teplota spalin do komína sypaná výška písku o granulometrií 1 až 1,6 mm sypaná výška písku o granulometrií 0,5 až 1,0 mm tepelný výkon startovací komory teplota spalin na vstupu do parního přehřívače 12 startovací palivo byl realizován 30 % recykl popelovin trasou 26.
4400 x 2200 mm
3500 mm
1200 mm
1400 x 3000 mm 12 m2 2 mm
8m 40 m2 196 m2 240 m2
820 až 840 °C 7 až 9 %
180 °C 110 °C 250 mm 200 mm 5MW 750 °C zemní plyn
Dosažené technologické výsledky:
tepelná účinnost kotle 87 % stupeň vyhoření popelovin 96 % molámí poměr dávkování Ca/S 2,8 čistota spalin vztaženo na referenční podmínky 6 % O2, suché spaliny a NTP tuhé látky: CO:
NO2:
SO2:
mg/m3 197 mg/m3 385 mg/m3 785 mg/m3
Příklad 2
Byly realizovány čtyři parní kotle ve zjednodušeném provedení bez teplosménné vestavby 8 se zadávacími parametry:
produkce páry maximální 9 t/h produkce páry minimální 5 t/h teplota páry 220 °C
-5 CZ 14438 Ul tlak páry 1,3 MPa teplota napáj ecí vody 105 °C
Palivo:
hnědé uhlí 5 změní výhřevnost celkový obsah síry Technické řešení kotle:
hp 1 AD aditivovaný hruboprach 0 až 10 mm 16,4 MJ/kg 0,84 % průřez trubkového propadového roštu 3 ío výška vyzděného membránového stropu 2 nad trubkovým propadovým roštem 3 šířka membránového spalinového kanálu 6 tlaková část kotle je převzata z řešení roštového kotle
ČKD DUKLA R8 se zvětšením parního přehřívače 12 na nebyl realizován recykl popelovin trasou 26 byly instalovány dva šnekové dávkovače 19 bez osového hřídele sypaná výška písku o změní 1 až 1,6 mm sypaná výška písku o změní 0,5 až 1 mm teplota oxidační pískové spalovací vrstvy 5 obsah O2 ve spalinách tepelný výkon startovací komory startovací palivo teplota spalin za kotlem teplota spalin na komín
Dosažené technologické výsledky:
tepelná účinnost kotle stupeň vyhoření popelovin čistota spalin vztažená na referenční podmínky % O2, suché spaliny, NTP tuhé látky CO no2 so2
2200 x 3300 mm
3000 mm 1200 mm m2
250 mm 200 mm 820 až 840 °C 7 až 8,5 %
2,5 MW zemní plyn 190 °C 180 °C
85%
96% mg/m3 167 mg/m3 346 mg/m3 1950 mg/m3
Průmvslová využitelnost
Technické řešení je vhodným systémem řešení fluidních kotlů s tepelným výkonem 2 až 30 MW jak v parním, tak v horkovodním provedení. Použitelným palivem jsou všechny druhy uhlí s výhřevností nad 12 MJ/kg, nezávisí na granulometrií uhlí, jsou použitelné druhy uhlí hruboprach, ořech, průmyslové a topné směsi.
Tento fluidní kotel lze s výhodou použít při spalování směsi uhlí s biomasou, obvykle dřevní štěpkou. V kompletním výše uvedeném rozsahu tepelných výkonů lze dosáhnout čistoty spalin dle zákona o ovzduší č. 88/ 2002 Sb. i emisní limity Evropské unie.
Claims (7)
1. Fluidní kotel, s fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvou (5) křemičitého písku s teplotami v rozmezí 800 až 870 °C a pracovní rychlostí fluidace 0, 45 až 1, 2 m/s (NTP), vyznačující se tím, že minimální výška sypané vrstvy křemičitého písku o změní 1 až 2 mm fluidní oxidační pískové spalovací vrstvy (5) ve fluidním topeništi je 150 mm, na fluidní topeniště je napojen dávkovač ěi dávkovače (19) uhlí o změní 0 až 40 mm nebo uhlí a vápence o změní uhlí 0 až 40 mm, tato minimální výška sypané vrstvy křemičitého písku je ve fluidním topeništi s dávkovačem či dávkovači (19) uhlí hruboprach o změní 0 až 10 mm s vápencem navýšena s výhodou minimálně o 100 mm sypaného křemičitého písku o změní 0,5 až 1 mm, fluidní topeniště s fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvou (5) je tvořeno vyzděnými membránovými stěnami (1), vyzděným membránovým stropem (2) a trubkovým propadovým roštem (3), na který je připojena trasa (4) spalovacího vzduchu a spalin, trasa (4) spalovacího vzduchu a spalin je opatřena regulačními orgány průtoku spalovacího vzduchu a průtoku spalin, v trase (13) spalin je obsah kyslíku O2 objemově v rozmezí 6,5 až 12 %, sesyp či sesypy (7) uhlí nebo uhlí s Ca aditivem jsou umístěny minimálně ve výšce 1000 mm nad trubkovým propadovým roštem (3), vyzděný membránový strop (2) je umístěn minimálně 2 500 mm nad trubkovým propadovým roštem (3).
2. Fluidní kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve fluidní oxidační pískové spalovací vrstvě (5) je instalována teplosměnná vestavba (8), jejíž povrch je opatřen protiabrazivní vrstvou s dobrou tepelnou vodivostí, teplosměnná vestavba (8) je instalována svým spodním povrchem minimálně 200 mm nad trubkovým propadovým roštem (3), v horkovodním provedení fluidního kotle je teplosměnná vestavba (8) napojena na ekonomizér (10) a následně na buben (9), v parním provedení fluidního kotle je teplosměnná vestavba (8) napojena na cirkulační čerpadlo vody a následně na buben (9).
3. Fluidní kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že trasa (15) startovacích spalin ze startovací komory na kapalné či plynné startovací palivo je napojena najedno či více startovacích hrdel (16), jejichž osa je umístěna ve výšce do 1500 mm nad trubkovým propadovým roštem (3).
4. Fluidní kotel podle nároku, 1, vyznačující se tím, že trasa (26) spalovacího vzduchu nebo spalovacího vzduchu a spalin je pneutrasou recyklu popelovin do fluidního kotle.
5. Fluidní kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že trasa spalin (13) za fluidním kotlem je opatřena jednou či více pneumatickými vodními tryskami.
6. Fluidní kotel podle nároku. 1, vyznačující se tím, že fluidní topeniště je vertikálně rozděleno instalací svislých vyzděných membránových stěn na jednotlivé sekce.
7. Fluidní kotel podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyzděný membránový strop (2) je vyzděným membránovým spalinovým kanálem (6) spojen s konvekční částí fluidního kotle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ200415262U CZ14438U1 (cs) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Fluidní kotel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ200415262U CZ14438U1 (cs) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Fluidní kotel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ14438U1 true CZ14438U1 (cs) | 2004-06-14 |
Family
ID=32778788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ200415262U CZ14438U1 (cs) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Fluidní kotel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ14438U1 (cs) |
-
2004
- 2004-04-05 CZ CZ200415262U patent/CZ14438U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI118460B (fi) | Menetelmä leijukerrosreaktorin kaasumaisten halogeeniyhdistepäästöjen vähentämiseksi | |
JPH0133722B2 (cs) | ||
US4308810A (en) | Apparatus and method for reduction of NOx emissions from a fluid bed combustion system through staged combustion | |
JPS61122406A (ja) | ボイラプラント及びその制御方法 | |
CZ14438U1 (cs) | Fluidní kotel | |
CZ20033334A3 (cs) | Fluidní kotel | |
CZ2007410A3 (cs) | Fluidní topenište teplárenských kotlu | |
CZ18513U1 (cs) | Fluidní topeniště teplárenských kotlů | |
CZ2007909A3 (cs) | Cirkulacní fluidní kotel na uhlí a biomasu | |
CZ17807U1 (cs) | Fluidní topeniště teplárenských kotlů | |
CZ2006447A3 (cs) | Průtočný horkovodní fluidní kotel | |
CZ16156U1 (cs) | Fluidní kotel na hrubozrnné uhlí | |
CZ300379B6 (cs) | Fluidní topenište teplárenských kotlu | |
CZ14545U1 (cs) | Fluidní kotel | |
CZ20021337A3 (cs) | Fluidní kotel na spalování uhlí, biomasy a plynných paliv | |
CZ14122U1 (cs) | Fluidní kotel na uhlí | |
CZ2006448A3 (cs) | Průtočný parní fluidní kotel | |
CZ2002327A3 (cs) | Způsob spalování uhlí ve fluidním kotli | |
CZ17021U1 (cs) | Průtočný parní fluidní kotel | |
CZ20031555A3 (cs) | Fluidní cirkulační kotel | |
CZ15094U1 (cs) | Fluidní uhelný kotel rekonstruovaný z roštového kotle | |
CZ189696A3 (cs) | Způsob modernizace uhelného roštového kotle | |
CZ20033447A3 (cs) | Fluidní kotel na uhlí | |
CZ17020U1 (cs) | Průtočný horkovodní fluidní kotel | |
CZ13483U1 (cs) | Fluidní cirkulační kotel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20040614 |
|
MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20080405 |