CZ14456U1 - Trasa fluidačního média fluidního kotle - Google Patents

Trasa fluidačního média fluidního kotle Download PDF

Info

Publication number
CZ14456U1
CZ14456U1 CZ200415416U CZ200415416U CZ14456U1 CZ 14456 U1 CZ14456 U1 CZ 14456U1 CZ 200415416 U CZ200415416 U CZ 200415416U CZ 200415416 U CZ200415416 U CZ 200415416U CZ 14456 U1 CZ14456 U1 CZ 14456U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fluidized bed
closed
path
combustion chamber
boiler
Prior art date
Application number
CZ200415416U
Other languages
English (en)
Inventor
Mikodaájiříáing@Ácsc
Original Assignee
Mikodaájiříáing@Ácsc
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
Application filed by Mikodaájiříáing@Ácsc filed Critical Mikodaájiříáing@Ácsc
Priority to CZ200415416U priority Critical patent/CZ14456U1/cs
Publication of CZ14456U1 publication Critical patent/CZ14456U1/cs

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

Trasa fluidačního média fluidního kotle
Oblast techniky
Technické řešení se týká fluidních kotlů na uhlí a biomasu s tepelnými výkony od 2 MW do 30 MW.
Dosavadní stav techniky
Současným řešením trasy fluidačního média fluidních kotlů na uhlí a biomasu je použití trasy tvořené ventilátorem spalovacího vzduchu a recyklážních spalin, jehož výstup se dělí na trasu spalovacího vzduchu, vstupujícího při startu kotle do startovací spalovací komory, a paralelní trasu vzduchu a recyklážních spalin, obě trasy jsou napojeny na trubkový propadový rošt ío fluidního topeniště.
Toto řešení plně vyhovuje pro fluidní kotle s tepelným výkonem do 5 MW, kde ve fluidní spalovací vrstvě není nainstalována teplosměnná plocha a kde reálně dosažitelný průtok startovacích spalin s entalpií 2,2 MW, při použití ventilátoru spalovacího vzduchu s výtlakem 15 000 Pa, postačuje k ohřevu fluidní pískové spalovací vrstvy na teplotu 400 °C. Toto je postačující teplota pro samovolné zahoření uhlí. Základní podmínkou startu fluidního kotle s oxidační pískovou fluidní vrstvou, kde základní frakcí písku je změní písku 1 až 2 mm, je dosažení rychlosti fluidace 0,8 až 1 Nm/s při teplotě 20 °C.
Instalací teplosměnné vestavby do fluidní spalovací vrstvy zvýšíme tepelný výkon fluidního kotle z 5 MW až na 6,6 MW. Při startu však entalpie spalin 2,2 MW již nestačí k ohřevu fluidní vrstvy na teplotu 400 °C a původní uspořádání trasy fluidačního média je nutno kapacitně změnit, zejména jedná-li se o fluidní kotel s dvěma či třemi fluidními topeništi, což garantuje tepelný výkon kotle 25 t/h páry a 35 t/h páry. Je nutno zvětšit průřez fluidního roštu tak, aby průchodnost startovacích spalin byla alespoň o 30 % větší. To si vynucuje zvýšení výkonu startovací spalovací komory do úrovně 5 MW a standardní řešení spalovacích startovacích komor by vedlo k nákladově neúnosným rozměrům spalovací startovací komory. Při provozním režimu však tlaková ztráta roštu a fluidní vrstvy klesne do úrovně zhruba 8900 Pa. Zvětšení roštu fluidní vrstvy vede ke snížení rychlosti fluidace. Přesto je nutné, aby tlaková ztráta roštu fluidní vrstvy zaručila homogenní fluidaci po celé ploše fluidního roštu.
Intenzifíkované řešení startovací spalovací komory představuje řešení dle patentu CZ 136 746 a autorského osvědčení AO 190 717.
Prvým řešením, které problémy startu fluidního kotle s oxidační pískovou vrstvou a teplosměnnou plochou řešilo, bylo startování fluidního kotle spalováním startovacího zemního plynu přímo ve fluidní pískové vrstvě. Na začátku startu zemní plyn hořel plamenem nad fluidní vrstvou a ohříval její povrch. Intenzívní míchání fluidní vrstvy vedlo k postupnému růstu teploty fluidní vrstvy. Při dosažení teploty fluidní vrstvy 600 °C zemní plyn hořel již pouze ve fluidní vrstvě. Zásadním problémem tohoto řešení je bezpečnost startu. Zemní plyn má extrémně nízkou rychlost hoření. I když byl jako prvý zapálen startovací hořák nad fluidní vrstvou, bylo nutno zemní plyn zavést po celé ploše fluidního roštu do topeniště. Při reálném možném kontaktu plamene startovacího hořáku se zemním plynem z fluidní vrstvy vzniklo u fluidních kotlů s plochou fluidního roštu zhruba 20 m2 nebezpečí exploze v prostoru stropu fluidního topeniště.
Druhým opatřením byl dvojí rozvod startovacích spalin podél fluidní vrstvy. Prvá část byla zavedena do fluidního roštu a část spalin byla zavedena nad fluidním roštem do fluidní vrstvy. Problémem řešení se ukázala obtížnost zajištění rovnoměrné fluidace celé fluidní vrstvy.
Třetím pokusem byla instalace hořáků na zemní plyn či topnou naftu z boku do fluidní vrstvy nad fluidním roštem. Protože teplota spalin byla vyšší než 1100 °C, docházelo k natavení popelovin z uhlí, které vedlo k vytváření nefluidujících spečenců, které po opakovaných startech ohrozily funkci oxidační fluidní pískové spalovací vrstvy.
- 1 CZ 14456 Ul
Podstata technického řešení
Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry eliminuje řešení spočívající v tom, že trasa fluidačního média fluidního kotle s jedním nebo více fluidními topeništi s fluidní oxidační pískovou spalovací vrstvou je řešena tak, že k uzavřené páteřové trubce jsou jedno5 stranně ěi z dvou stran upevněny uzavřené rozvodné trubky a na uzavřené rozvodné trubky jsou upevněny uzavřené nátrubky s jednou či více řadami otvorů ve stěnách uzavřených nátrubků, uzavřená páteřová trubka je potrubím spojena se startovací spalovací komorou. Páteřové trubky fluidního kotle s více než jedním fluidním topeništěm jsou připojeny na uzavřenou centrální trubku napoj ovacími trubkami s talířovými ventily.
Startovací spalovací komora je celokovovou spalovací komorou s teleskopickým plamencem.
Celní kužel teleskopického plamence s radiálními štěrbinami je na vnitřní straně opatřen radiálními lopatkami.
i
Před jedním nebo několika ventilátory fluidačního média je trasa fluidačního média tvořena T trasou spalovacího vzduchu a na ní napojenou trasou recyklážních spalin, všechny tyto trasy jsou opatřeny regulačními orgány průtoku spalovacího vzduchu a recyklážních spalin.
Uzavřené rozvodné trubky s uzavřenými nátrubky jsou instalovány celé v prostoru fluidního topeniště a páteřová trubka je jednostranně uchycena v membránové stěně fluidního topeniště.
Základní výhodou prezentovaného technického řešení trubkového propadového roštu je experimentálně ověřený poznatek nekonstantnosti souhrnného součinitele odporu tohoto uspořádání trubkového propadového roštu, což značně eliminuje standardní kvadratickou závislost tlakové ztráty trubkové trasy na velikosti průtoku fluidačního média. Proto lze zajistit stabilní fluidaci velkoplošné fluidní vrstvy jak při startovacích podmínkách, tak i při 50% jmenovitém průtoku fluidačního média při snížení výkonu fluidního kotle.
Přehled obrázků na výkresech
Technické řešení je dále popsáno na přiložených výkresech na obr. 1, 2, 3, 4 a 5. Obrázek 1 znázorňuje schematicky podélný řez trasy fluidačního média topeniště fluidního kotle 25 t/h páry v oblasti fluidního roštu, řez je kolmý na čelní stěnu fluidního kotle. Obrázek 2 je zčásti pohledem na spodní část čelní stěny fluidního kotle a zčásti paralelním řezem fluidního topeniště tohoto kotle vůči čelní stěně fluidního kotle. Obrázek 3 je schematickým řezem fluidního kotle na horkou vodu se jmenovitým výkonem 5,8 MW, rovnoběžným s čelní stěnou fluidního kotle. Obrázek 4 je kolmým řezem na uzavřené rozvodné trubky trubkového propadového roštu obou fluidních kotlů. Obrázek 5 je řezem kolmým na radiální lopatky čelního kužele teleskopického plamence spalovací startovací komory.
Příklady provedení technického řešení
Příklad 1
V příkladném provedení fluidního kotle s oxidační pískovou spalovací vrstvou je popsáno řešení znázorněné na obrázcích 1, 2, 4 a 5. Spodní část fluidního topeniště s dvěma sekcemi je vytvořena membránovými stěnami 1.1 vyzděnými žárobetonem 1,2, sekce fluidního topeniště jsou vytvořeny přepažením fluidního topeniště vyzděnou membránovou stěnou 1,5. Membránové stě40 ny Lfl jsou napojeny na zavodňovací trámce 1,3 volné cirkulace vody z bubnu, které jsou nosnými prvky celého fluidního kotle. Dna fluidních topenišť tvoří výsypky 1.4. Celý fluidní kotel je nesen stojinami 8. Trubkové propadové rošty dvou fluidních topenišť fluidního kotle jsou tvořeny uzavřenými páteřovými trubkami 2.1 s obdélníkovým průřezem, k jejím bočním stěnám jsou přivařeny uzavřené rozvodné trubky 2.2 a na tyto trubky 2.2 jsou přivařeny uzavřené nátrubky
2.3 s řadami kruhových otvorů v jejich povrchu. Spaliny při startu fluidního kotle, nebo recyklážní spaliny a spalovací vzduch při pracovním provozu fluidního kotle jsou rozvodnou uzavřenou
-2CZ 14456 Ul centrální trubkou 2.6 přes napojovací trubky 2.4 s talířovými ventily 2.5 zavedeny do uzavřených páteřových trubek 2.1. Zásadně pod pojmem uzavřené páteřové trubky 2.1, uzavřené rozvodné trubky 2,2 a uzavřené nátrubky 2.3 rozumíme technické řešení, kdy tyto trubky 2.1, 2.2 a nátrubky 23 jsou na uzavřeném konci volné, tj. nejsou nijak dále upevněny a mohou tepelně dilato vat.
Směs spalovacího vzduchu a recyklážních spalin je ventilátorem 3 dodávána do uzavřené centrální trubky 2.6. Při plném výkonu fluidního kotle jsou otevřeny oba talířové ventily 2.5, při polovičním výkonu fluidního kotle je jeden z talířových ventilů 2.5 ve své spodní poloze, tj. uzavřen. Spalovací vzduch je do ventilátoru 3 přiváděn trasou 4 s regulační klapkou, recyklážní spaliny jsou do ventilátoru 3 přiváděny trasou 5 s regulační klapkou. Ventilátor 3 je v sání io vybaven regulačním věncem.
Při startu fluidního kotle ze studeného stavuje uzavřen přívod recyklážních spalin trasou 5, je uzavřen přívod spalin jako obchvat spalovací startovací komory do centrální rozvodné uzavřené trubky 2.6 a je uzavřen talířový ventil 2.5 fluidního topeniště, jehož nájezd není prováděn. Spalovací vzduch je ventilátorem 3 dodáván do plynového hořáku 7 a do pláště 6.1 startovací spalovací komory. Spaliny z této spalovací startovací komory vstupují do uzavřené rozvodné trubky 2.6 a přes trubkový propadový rošt do fluidního topeniště s oxidační pískovou vrstvou. Po dosažení teploty 400 °C ve fluidní spalovací vrstvě je započato s dávkováním uhlí, při dosažení teploty 800 °C ve fluidní spalovací vrstvě je plynový hořák 7 odstaven. Je otevřen přívod recyklážních spalin trasou 5 a otevřen obchvat startovací spalovací komory tak, aby spalovací vzduch a recyklážní spaliny byly zavedeny do rozvodné uzavřené centrální trubky 2.6. Startovací spalovací komora je tvořena pláštěm 6.1 s předním čelem 6.5 a zadním čelem 6.4. K přednímu čelu 6.5 je připojen čelní kužel části 6.3 teleskopického plamence, tento čelní kužel části 6.3 teleskopického plamence je opatřen sérií radiálních otvorů, které jsou na jeho vnitřní straně podloženy radiálními lopatkami 6.6, které zajišťují cirkulaci vzduchu po vnitřním povrchu čelní25 ho kužele části 6.3 teleskopického plamence. Kužel části 6.2 teleskopického plamence je připevněn k zadnímu čelu 6.4. Obě části 6.2, 6.3 teleskopického plamence jsou vůči sobě ve svých válcových úsecích suvné. Vzniklým mezikružím v teleskopickém plamenci proudí vzduch na vnitřní straně části 6.2 teleskopického plamence. Kužele obou částí 6.2, 6.3 teleskopického plamence jsou pevně spojeny s návaznými válci obou částí 6.2, 6.3 teleskopického plamence.
Vzduch proudící mezi oběma částmi 6.2, 6.3 teleskopického plamence startovací spalovací komory odděluje žhavou hmotu plamene od ocelové stěny teleskopického plamence a omezuje tepelný tok z plamene na teleskopický plamenec na pouhou tepelnou radiaci a zajišťuje jeho efektivní chlazení. Cirkulace vzduchu v čelní části 6.3 teleskopického plamence eliminuje ztrátu intenzity rychlosti žhavého média podél plamene a zvyšuje jeho rychlost podél plamene natolik, že délka plamene se oproti hoření ve volném prostoru při použití totožného hořáku sníží zhruba na jednu polovinu. Z hlediska kinetiky hoření se jedná o eliminaci poklesu rychlosti proudu vzduchu a následně spalin při jejich výtoku zviřiče vzduchové trasy plynového hořáku 7 do volného prostoru souběžnou cirkulací vzduchu z radiálních lopatek 6.6 v čelním kuželu 6.3 teleskopického plamence, což vede k intenzifikaci kontaktu kyslíku a paliva a zkrácení doby hoření paliva. V kuželu části 6.2 teleskopického plamence je vytvořena řada otvorů, kterými proudí vzduch do spalin a vyrovnává teplotní profil spalin za startovací spalovací komorou. Zadávací parametiy fluidního kotle
produkce páry: parametry páry: 25 t/h
45 teplota: 445 °C
teplo: 3,8 MPa
teplota napájecí vody: 145 °C
Palivo: hnědé uhlí
druh: hruboprach hp 1
50 výhřevnost: 16,5 MJ/kg
-3 CZ 14456 Ul
voda: 28 %
popel (suché uhlí): 20,5 %
síra (suché uhlí): 1,7 %
Základní technické parametry
5 průřez membránových obvodových stěn fluidního
kotle: 4800 x 5358 mm
průřez jednoho topeniště: 4600 x 2479 mm
počet topenišť: 2
uzavřené páteřové trubky 2.1:
10 počet: 2
průřez: 800 x 700 mm
uzavřená centrální trubka 2.6 0 1200 mm
uzavřené rozvodné trubky 2.2 0 100 mm
rozteče vertikálních os uzavřených nátrubků 2.3 100 x 120 mm
15 otvory v uzavřených nátrubcích 2.3 0 3 mm
talířové ventily 2.5
počet: 2
průřez: 700 x 700 mm
materiál uzavřených nátrubků 2.3 ocel 17 248
20 ventilátor 3
počet: 3
průtok fluidačního média jedním
ventilátorem 3 při pracovním režimu: 7,95 m3/s
výtlak při pracovním režimu: 8900 Pa
25 pracovní režim pri startu fluidního kotle:
počet ventilátorů 3: 3
celkový průtok spalovacího vzduchu: 17,9 nr/s
výtlak ventilátoru 3 celkový: 14 900 Pa
spalovací startovací komora
30 tepelný výkon: 5MW
teplota spalin: 600 °C
průměr pláště 6.1 0 1400 mm
délka pláště 6,1 3200 mm
největší průměr čelního kuželu části 6.3
35 teleskopického plamence 0 1250 mm
hořák 7 na zemní plyn
tepelný výkon 5 MW
externí ventilátor spalovacího vzduchu.
Příklad 2
40 V příkladném provedení fluidního kotle s oxidační pískovou spalovací vrstvou je
znázorněné na obrázcích 3 a 4. Spodní část fluidního topeniště s jednou sekcí je vytvořena membránovými stěnami 1.1 vyzděnými žárobetonem 1.2. Membránové stěny 1.1 jsou napojeny na zavodňovací trámce 1.3, které jsou nosnými prvky fluidního kotle. Trubkový rošt fluidního topeniště tvoří uzavřená páteřová trubka 2.1, instalovaná mimo fluidní topeniště a kolmo na čelní
-4CZ 14456 Ul stěnu 1.1 fluidního kotle. Uzavřené rozvodné trubky 2,2 jsou tvořeny ze dvou částí. Vertikální část těchto uzavřených rozvodných trubek 2.2 eliminuje rozdíl v prodloužení páteřové trubky 2.1 v důsledku tepelné dilatace spalinami o teplotě 600 °C této trubky 2.1 a membránové stěny 1.1 o teplotě pod 200 °C pri startu kotle. Horizontální část uzavřených rozvodných trubek 2.2 je ve fluidním topeništi opatřena uzavřenými nátrubky 2.3.
Další část trasy fluidačního média fluidního kotle je shodná s jejím provedením v příkladu 1 tohoto technického řešení.

Claims (5)

1. Trasa fluidačního média fluidního kotle s jedním nebo více fluidními topeništi s fluidní oxidační pískovou vrstvou, vyznačující se tím, žek uzavřené páteřové trubce (2.1) jsou jednostranně či z dvou stran upevněny uzavřené rozvodné trubky (2.2) a na uzavřené
40 rozvodné trubky (2.2) jsou upevněny uzavřené nátrubky (2.3) s jednou či více řadami otvorů ve
-5CZ 14456 Ul stěnách uzavřených nátrubků (2.3), uzavřená páteřová trubka (2.1) je potrubím spojena se startovací spalovací komorou.
2. Trasa fluidačního média fluidního kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že páteřové trubky (2.1) fluidního kotle svíce než jedním fluidním topeništěm jsou připojeny na
5 uzavřenou centrální trubku (2.6) napojovacími trubkami (2.4) s talířovými ventily (2.5).
3. Trasa fluidačního média fluidního kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že startovací spalovací komora je celokovovou spalovací komorou s teleskopickým plamencem, čelní kužel části (6.3) teleskopického plamence s radiálními štěrbinami je na vnitřní straně opatřen radiálními lopatkami (6.6).
io
4. Trasa fluidačního média fluidního kotle podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že před jedním nebo několika ventilátory (3) fluidačního média je trasa fluidačního média tvořena trasou (4) spalovacího vzduchu a na ní napojenou trasou (5) recyklážních spalin, všechny tyto trasy (4, 5)jsou opatřeny regulačními orgány průtoku spalovacího vzduchu a recyklážních spalin.
5. Trasa fluidačního média fluidního kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že
15 uzavřené rozvodné trubky (2.2) s uzavřenými nátrubky (2.3) jsou instalovány spolu s páteřovou trubkou (2.1) v prostoru fluidního topeniště a páteřová trubka (2.1) je jednostranně uchycena v membránové stěně (1.1) fluidního topeniště.
CZ200415416U 2004-05-10 2004-05-10 Trasa fluidačního média fluidního kotle CZ14456U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200415416U CZ14456U1 (cs) 2004-05-10 2004-05-10 Trasa fluidačního média fluidního kotle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200415416U CZ14456U1 (cs) 2004-05-10 2004-05-10 Trasa fluidačního média fluidního kotle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ14456U1 true CZ14456U1 (cs) 2004-06-14

Family

ID=32778852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ200415416U CZ14456U1 (cs) 2004-05-10 2004-05-10 Trasa fluidačního média fluidního kotle

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ14456U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8186286B2 (en) Wood fired boiler
RU2459659C1 (ru) Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем
JPS5853241B2 (ja) ボイラ
US6817354B2 (en) Wood burning furnace
EP2884200B1 (en) Central heating boiler
EP0046248B1 (en) Improvements in or relating to furnaces
US4484530A (en) Dual stage combustion furnace
US4510892A (en) Seal for boiler water wall
JP3950349B2 (ja) ストーカ式焼却炉の水冷壁構造
CZ14456U1 (cs) Trasa fluidačního média fluidního kotle
CZ2004787A3 (cs) Trasa fluidacního média fluidního kotle
CZ14733U1 (cs) Trasa fluidačního média fluidního kotle
RU2409610C2 (ru) Трубчатая нагревательная печь
EA042020B1 (ru) Котёл
JP7370576B2 (ja) 炭化装置
WO2019054904A1 (ru) Способ сжигания твердого топлива и высокотемпературный реактор
US6854403B2 (en) Refractory wall structure and damper device
US4444153A (en) Grateless furnace for solid fuel
JPH0220572Y2 (cs)
PL242141B1 (pl) Urządzenie do regulacji rozdziału strumienia powietrza pierwotnego w palenisku rusztowym
AU2002215706B2 (en) Refractory wall structure and damper device
CZ16353U1 (cs) Trasa fluidačního média lluidního kotle
RU2094700C1 (ru) Котел
JPH01118009A (ja) 複床流動床燃焼装置
CZ11318U1 (cs) Uspořádání spalovacího prostoru u kotle na spalování pevných paliv

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20040614

MK1K Utility model expired

Effective date: 20080510