CZ300379B6 - Fluidized bed furnace of heating plant boilers - Google Patents
Fluidized bed furnace of heating plant boilers Download PDFInfo
- Publication number
- CZ300379B6 CZ300379B6 CZ20070303A CZ2007303A CZ300379B6 CZ 300379 B6 CZ300379 B6 CZ 300379B6 CZ 20070303 A CZ20070303 A CZ 20070303A CZ 2007303 A CZ2007303 A CZ 2007303A CZ 300379 B6 CZ300379 B6 CZ 300379B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- flue gas
- coal
- fan
- combustion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Fluidní topeniště teplárenských kotlůFluidized furnace of heating boilers
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká fluidních topenišť teplárenských kotlů na uhlí s výhřevností nad 12 MJ/kg a na směs těchto uhlí a biomasy. Výkonově se jedná o parní a horkovodní fluidní kotle s tepelnými výkony mezi 3 až 9 MW.The technical solution relates to fluidized-bed furnaces of coal-fired heating boilers with a calorific value above 12 MJ / kg and to a mixture of these coal and biomass. Outputs are steam and hot-water fluidized bed boilers with heat outputs between 3 and 9 MW.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Spalovací systém oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku spalující hnědá simá uhlí je popsán v autorském osvědčení CZ 230 120 (PV 1982-9211). Předmětem tohoto vynálezu je složení spalovací směsi ve fluidním topeništi.The combustion system of the oxidative fluidized bed combusting silica sand burning brown sima coal is described in CZ 230 120 (PV 1982-9211). It is an object of the present invention to provide a combustion composition in a fluidized bed furnace.
Řešením fluidního uhelného topeniště při aplikaci tohoto autorského osvědčení je uhelná spalovací komora, jejíž konstrukce je předmětem autorského osvědčení CZ 242 996 (PV 1984-4603). Fluidní topeniště je tvořeno:The solution of the fluidized-bed firebox in application of this copyright certificate is a coal combustion chamber whose construction is the subject of the author's certificate CZ 242 996 (PV 1984-4603). Fluid furnace consists of:
- dvouplášťovým spalovacím reaktorem,ve vnitřním prostoru, který je z boků vymezen vyzděnými ocelovými stěnami a zespodu trubkovým propadovým roštem, je oxidační fluidní spalovací vrstva křemičitého písku- a double-shell combustion reactor, in the interior space, which is delimited from the sides by walled steel walls and from below by a tubular grate, is an oxidizing fluidized bed of silica sand
-spaliny procházejí žárovými cyklony podle autorského osvědčení CZ251 391 (1989), teplota spalin je 780 °C-flue gases pass through heat cyclones according to the author's certificate CZ251 391 (1989), the flue gas temperature is 780 ° C
- hnědé uhlí a vápenec jsou dávkovány na oxidační fluidní spalovací vrstvu křemičitého písku šnekovým dávkovačem bez osového hřídele s přívodem sekundárního vzduchu podle patentu CZ 276 412(1992)- brown coal and limestone are dosed to the oxidative fluidized bed of silica sand by means of a screw feeder without axial shaft with a supply of secondary air according to patent CZ 276 412 (1992)
- nájezd fluidního topeniště zajišťuje celokovová startovací spalovací komora na kapalná paliva instalovaná mezi ventilátorem spalovacího vzduchu a trubkovým propadovým roštem. Startovací spalovací komora s teleskopickým plamencem a pomocnou rotací zóny hoření je realizována podle patentu CZ 136 746 (1970) a autorského osvědčení CZ 190 717 (1982).- All-metal starting of the combustion chamber for liquid fuels installed between the combustion air fan and the tubular downflow grate ensures the start of the fluidized combustion chamber. A starter combustion chamber with a telescopic flame tube and auxiliary rotation of the combustion zone is realized according to patent CZ 136 746 (1970) and author certificate CZ 190 717 (1982).
Fluidní topeniště s oxidační fluidní spalovací vrstvou křemičitého písku bylo využito k ekologizaci uhelných teplárenských roštových kotlů. Technické řešení podle českého patentu CZ 283 457 spočívá v:A fluidized bed furnace with an oxidative fluidized bed of quartz sand was used for the greening of coal-fired heating grate boilers. The technical solution according to the Czech patent CZ 283 457 consists in:
- vyřazení pasového roštu a jeho náhradě samostatným fluidním topeništěm- removal of the grate and its replacement by a separate fluidized bed firebox
- fluidačním médiem je směs spalovacího vzduchu a recyklážních spalin.- the fluidizing medium is a mixture of combustion air and recycled flue gas.
V tomto uspořádání se poprvé při spalování kusového simého uhlí podařilo splnit emisní limity čistoty spalin podle zákona č. 352/2002 Sb. o ovzduší pro nové fluidní kotle s tepelným výkonem nad 5 MW.In this arrangement, for the first time during the combustion of lump coal, the emission limits of flue gas purity according to Act No. 352/2002 Coll. on air for new fluidized bed boilers with a heat output of more than 5 MW.
Nedořešenými zůstaly následující problémy:The following problems remain unresolved:
- splnění těchto emisních limitů čistoty spalin při spalování uhlí s vysokým obsahem prachových podílů pří ekologizaci roštových kotlů s velkoobjemovými topeništi- fulfillment of these emission limits of flue gas purity during combustion of coal with a high content of dust fractions during the greening of grate boilers with large-volume furnaces
-snížení spotřeby vápence CaCO3, molámí poměr dávkování vápence Ca:S = 3,3 při 80% zachycení SO2 za vzniku síranu vápenatého CaSO4 je neúnosně vysoký.- Reduction of CaCO 3 consumption, the molar Ca: S = 3.3 feed rate at 80% SO 2 capture to form CaSO 4 is unbearably high.
Základní opatření ke snížení spotřeby vápence k desulfataci spalin představuje technické řešení absorbéru SO2 podle českého patentu CZ291 531. Vychází ze základního význaku oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku, tj. že veškeré odpady spalovacího a desulfatačníhoThe basic measure to reduce the consumption of limestone for flue gas desulfation is the technical solution of the SO 2 absorber according to the Czech patent CZ291 531. It is based on the basic feature of the oxidative fluidized bed of silica sand, ie all waste incineration and desulphation
-1 CZ 300379 B6 procesu opouštějí fluidní topeniště se spalinami. Jen částečně nasulfatované Ca-aditívum opouští fluidní topeniště jako CaO/CaSO4 částice. Potom nástřikem vody do spalin se hy drátuje oxid vápenatý CaO na hydroxid vápenatý Ca(OH)2. Ca(OH)2 reaguje v trase spalin s oxidem siřičitým SO2 za vzniku CaSO4. Instalace absorbéru SO2 s pneumatickými vodními tryskami výrazně s snížila spotřebu vápence.In the process, a fluidized-bed combustion chamber with flue gas is leaving the process. Only partially sulphated Ca additive leaves the fluidized bed as CaO / CaSO 4 particles. Then, by injecting water into the flue gas, CaO is hydrated to Ca (OH) 2 . Ca (OH) 2 reacts in the flue gas path with SO 2 to form CaSO 4 . The installation of an SO 2 absorber with pneumatic water jets significantly reduced the consumption of limestone.
Analýza odpadů zachycených za absorbérem však prokázala, že hydratace CaO na Ca(OH)2 není úplná. V odpadech byl zjištěn významný obsah CaO.However, analysis of the waste trapped behind the absorber has shown that the hydration of CaO to Ca (OH) 2 is incomplete. Significant CaO content was found in waste.
Řešení fluidního kotle s oxidační fluidní spalovací vrstvou křemičitého pískuje nutno dopracovat do uspořádání, v němž bude:The solution of a fluidized bed boiler with an oxidizing fluidized bed of silica sand has to be finished in an arrangement in which it will:
- minimalizována spotřeba CaCO3 k desulfataci spalin- minimized consumption of CaCO 3 for flue gas desulfation
- zajištěna konverze oxidu uhelnatého CO na oxid uhličitý CO2 a obsah kysličníků dusíku ve spalinách v úrovni emisních limitů pro nové fluidní kotle s tepelným výkonem nad 5 MW i při spalování simých uhlí s vysokým podílem prachových částic. Emisní limity čistoty spalin jsou stanoveny zákonem č. 352/2002 Sb. Za referenčních podmínek (6 % O2, NTP a suché spaliny) pro nové fluidní kotle jsou limitní koncentrace škodlivin CO - 250 mg/m3, kysličníky dusíku NOX jako oxid dusičitý NO2 = 400 mg/m3, SO2 = 800 mg/m3 a tuhé látky = 100 mg/m3.- the conversion of carbon monoxide CO to carbon dioxide CO 2 and the content of nitrogen oxides in the flue gas at emission limits for new fluidized bed boilers with a thermal output of more than 5 MW are also ensured even when burning coals with a high dust content. Emission limits for purity of combustion products are set by Act No. 352/2002 Coll. Under reference conditions (6% O 2 , NTP and dry flue gas) for new fluidized bed boilers the limit concentrations are CO - 250 mg / m 3 , nitrogen oxides NOX as nitrogen dioxide NO2 = 400 mg / m 3 , SO2 = 800 mg / m 3 and solids = 100 mg / m 3 .
Řešení minimalizace spotřeby vápence k ekologickému spalování uhlí s vysokým podílem prachových částic představuje řešení fluidního cirkulačního kotle podle PV 2003 - 1555 s oxidační fluidní spalovací vrstvou křemičitého písku.The solution of minimizing the consumption of limestone for the ecological combustion of coal with a high proportion of dust particles is represented by the solution of a fluid circulation boiler according to PV 2003 - 1555 with an oxidative fluidized bed combustion of silica sand.
Řešení je vyznačeno:The solution is characterized by:
- rozdělením spalovacího prostoru na fluidní topeniště a spalovací komoru k dokončení oxidacedividing the combustion chamber into a fluidized bed furnace and a combustion chamber to complete the oxidation
CO na CO2 CO to CO 2
- částečným recyklem hydratovaných odpadů spalovacího a desulfatačního procesu do fluidního topeniště- partial recycling of the hydrated waste of the combustion and desulphation process to the fluidized bed furnace
Toto uspořádání splňuje ekologické nároky na nový fluidní kotel spalující uhlí s vysokým obsahem prachových podílů při minimalizaci spotřeby vápence. V souvislosti s útlumem těžby hnědých uhlí v České republice se těžařské společnosti orientují na produkci technických a průmyslových uhelných směsí pro elektrárny se současným útlumem třídění uhlí. To povede k ukončení produkce kvalitních uhlí pro teplárenství granulometrie ořech o2 a hruboprach hpl. Je proto nutné zaměřit se na spalování kusových uhlí s možností souběžného spalování biomasy. Požadavek na souběžnou výrobu energie a tepla i u malých zdrojů si vynucuje vývoj zejména teplárenských parních kotlů.This arrangement meets the environmental requirements of a new coal-fired fluidized bed boiler with a high dust content while minimizing limestone consumption. In connection with the decline in brown coal mining in the Czech Republic, mining companies focus on the production of technical and industrial coal mixtures for power plants with a simultaneous decline in coal sorting. This will lead to the cessation of the production of quality coal for the heating of granulometry walnut o2 and coarse dust hpl. It is therefore necessary to focus on the combustion of lump coal with the possibility of co-firing biomass. The demand for the simultaneous generation of energy and heat even for small sources necessitates the development of heat-generating steam boilers in particular.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Řešení problematiky spalování kusového uhlí a kusové biomasy spočívá v tom, že fluidní topeniště teplárenského kotle na uhlí s vápencem a biomasou je tvořeno membránovými stěnami, které jsou zcela nebo částečně opatřeny otěruvzdomou vrstvou z keramického žáruvzdorného materiálu a zespodu je vymezeno trubkovým propadovým roštem, fluidní topeniště obsahuje oxidační fluidní spalovací vrstvu křemičitého písku o granulometrii 0,4 až 3 mm a expandované výšce přibližně 1000 mm, pod sesypem nebo sesypy paliva ve výšce alespoň 180 mm nad nátrubky trubkového propadového roštu je instalován řídicí teploměr propojený přes řídící počítač s regulátorem otáček dávkovače paliva nebo dávkovačů paliva a s regulační klapkou potrubí ventilátoru, dávkovač paliva nebo dávkovače paliva jsou spojeny sesypem nebo sesypy v čelní membránové stěně s fluidním topeništěm, sesyp nebo sesypy jsou napojeny na trasu so sekundárního spalovacího média, trubkový propadový rošt je spojen s ventilátorem, který je napojen na sací potrubí spalovacího vzduchu a na potrubí recyklážích spalin, napojeného na trasu spalin za kouřovým ventilátorem. V oxidační fluidní spalovací vrstvě křemičitého písku o granu-2CZ 300379 B6 lometrii 0,4 až 3 mm a expandované výšce přibližně 1000 mm je instalována 1 řada paralelních smyček topných hadů nebo 2 řady paralelních smyček topných hadů, které jsou umístěny minimálně 300 mm nad nátrubky trubkového propadového roštu.The solution to the problem of lump coal and lump biomass combustion is that the fluidized bed furnace of a coal-fired boiler with limestone and biomass is formed by membrane walls which are fully or partially provided with an abrasion-resistant layer of ceramic refractory material. includes an oxidising fluidized bed of silica sand with a particle size of 0.4 to 3 mm and an expanded height of approximately 1000 mm, at least 180 mm above the slag or slags above the pipe sockets, a control thermometer is connected via a control computer to a speed governor or fuel dispensers and with a fan duct control valve, fuel dispenser or fuel dispensers are connected to the fluidized bed furnace by means of a siphon (s) in the front diaphragm wall, the siphon (s) being connected to a so In the case of the secondary combustion medium, the tubular downflow grate is connected to a fan, which is connected to the combustion air suction line and to the flue gas recycle line connected to the flue gas path downstream of the smoke fan. 1 series of parallel heating coil loops or 2 lines of parallel heating coil loops are installed at least 300 mm above the sleeves in an oxidizing fluidized bed of quartz sand of granulated 0.4 to 3 mm and an expanded height of approximately 1000 mm. pipe sink grate.
Řešení problematiky fluidního topeniště teplárenského kotle na kusové uhlí a kusovou biomasu je založeno na poznatcích získaných během výzkumu a vývoje této spalovací technologie spalování uhlí a biomasyThe solution of the problem of fluidized bed combustion of a lump coal and lump biomass boiler is based on the knowledge gained during the research and development of this combustion technology of coal and biomass combustion
- frakce křemičitého písku 1 až 1,6 mm jako oxidační fluidní spalovací vrstvy má měrnou hmotu při prahu fluidace větší, než je měrná hmota uhlí, tato expandovaná oxidační fluidní spalovací vrstva křemičitého písku má měrnou hmotu menší, než je měrná hmota uhlí; uhlí potom plave a hoří v celém objemu oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku nezávisle na granulometrii uhlí; hybnost částic křemičitého písku je natolik vysoká, že oddrcuje z povrchu uhelné částice vyhořený popílek, jde tedy o maximálně intenzivní kinetické hoření s tím, že veškeré popeloviny opouštějí fluidní topeniště jako úletová frakce spalin; tato frakce křemičitého písku tvoří homogenní oxidační fluidní spalovací vrstvu křemičitého písku o výšce přibližně 1000 mmthe quartz sand fraction 1 to 1.6 mm as the oxidative fluidized bed combustor has a specific gravity at a fluidization threshold greater than the specific gravity of coal, the expanded oxidative fluidized bed combustible quartz having a specific gravity less than the specific gravity of coal; the coal then floats and burns throughout the bulk of the oxidizing fluidized bed of silica sand independently of coal granulometry; the momentum of the silica sand particles is so high that it removes burnt ash from the surface of the coal particles, so it is a maximum intense kinetic combustion with all the ash leaving the fluidized bed as the flue gas fraction; this fraction of quartz sand forms a homogeneous oxidative fluidized bed of quartz sand of approximately 1000 mm height
- v oxidační fluidní spalovací vrstvě křemičitého písku o změní 0,6 až 0,9 mm dochází k intenzifikaci dohoření explozi vně uvolňované prchavé hořlaviny paliva, ať již uhlí nebo biomasy; tato frakce křemičitého písku tvoří nehomogenní tryskající oxidační fluidní spalovací vrstvu nad homogenní oxidační fluidní spalovací vrstvou křemičitého písku o granulometrii 1 až 1,6 mm; do této části oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého pískuje vhodné dávkovat palivo; celková výška oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku o změní 0,6 až 1,6 mm dosahuje přibližně 4000 mm- in the oxidizing fluidized bed of silica sand of 0.6 to 0.9 mm, the combustion is intensified by the explosion of the outwardly released volatile fuel, whether coal or biomass; this quartz sand fraction forms a non-homogeneous, fluidized-bed oxidative fluidized bed over a homogeneous, quartz-shaped fluidized bed combustor having a particle size of 1 to 1.6 mm; to this part of the oxidizing fluidized bed of silica sand is suitable to dispense fuel; the overall height of the oxidative fluidized bed of silica sand of between 0.6 and 1.6 mm is approximately 4000 mm
- při spalování kusového uhlí a při přívodu sekundárního vzduchu do sesypů paliva je možné snížit obsah O2 ve spalinách na hodnoty 6 až 7 %; tato minimalizace odtahu spalin z fluidního kotle umožňuje dosažení 87 až 89 % tepelné účinnosti fluidního kotle se současným splněním emisních limitů čistoty spalin pro nové fluidní kotle s tepelným výkonem nad 5 MW; při spalování kusového uhlí, je-li do sesypů kusového uhlí přiváděna směs spalovacího vzduchu a recyklážích spalin, dosažitelný obsah kyslíku O2 ve spalinách při splnění emisních limitů čistoty spalin pro nové fluidní kotle s tepelným výkonem nad 5 MW je 9 až 10 %- in the combustion of lump coal and in the supply of secondary air to the fuel spills, it is possible to reduce the O 2 content of the flue gas to values of 6 to 7%; this minimization of flue gas exhaust from the fluidized bed boiler enables the achievement of 87 to 89% thermal efficiency of the fluidized bed boiler while at the same time meeting the flue gas purity emission limits for new fluidized bed boilers with a thermal output above 5 MW; at lump coal combustion, if a mixture of combustion air and flue gas recycle is fed to lump coal slags, the achievable oxygen content of O 2 in the flue gas is 9 to 10% for new fluidized bed boilers with a thermal output above 5 MW
- instalace teplosměnných ploch do oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku umožňuje navýšit odvod tepla v trase konvekčních tepelných výměníků fluidního kotle až téměř o 50 % při 100% účinnosti přenosu tepla; intenzita tepelného toku mezi oxidační fluidní spalovací vrstvou křemičitého písku a teplosměnnými plochami instalovanými do této vrstvy je v úrovni 200 kW/m2 °C; toto společně s vysokou hybností částic křemičitého písku si vynucuje provedení teplosměnné plochy jako série paralelních smyček topných hadů napojených na vodní cirkulační čerpadlo, takto je zajištěna nezbytná nucená intenzivní cirkulace vodní a parovodní směsi trubkami tepelné vestavby; teplo směnné plochy jsou maximálně efektivní při jejich instalaci v homogenní části oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku, v tryskající částí oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku přenos tepla do tepelné vestavby s výškou lineárně klesá, nad 1,4 m její výšky je přenos tepla již zanedbatelný, tepelnou vestavbu je žádoucí instalovat nad trubkový propadový rošt do výšky, ve které nebude při odstavení fluidního topeniště zchlazovat pískovou vrstvu ležící na trubkovém propadovém roštu- the installation of heat transfer surfaces in the oxidative fluidized bed of silica sand allows the heat dissipation of the fluidized bed boiler to be increased by up to almost 50% at 100% heat transfer efficiency; the heat flux intensity between the oxidising fluidized bed of silica sand and the heat transfer surfaces installed in the bed is at a level of 200 kW / m 2 ° C; this, together with the high momentum of the silica sand particles, necessitates the execution of the heat exchange surface as a series of parallel loops of the heating coils connected to the water circulation pump, thereby ensuring the necessary forced intensive circulation of the water and steam mixture through the heat sink tubes; heat exchange surfaces are maximally effective when installed in a homogeneous part of the oxidative fluidized bed of quartz sand, in the spurting part of the oxidative fluidized bed of quartz sand, heat transfer to the thermal installation decreases linearly with a height of over 1.4 m , it is desirable to install the thermal installation above the tubular sink grate to a height in which the sand layer lying on the tubular sink grate will not cool down when the fluidized bed is shut down
- základním hydrodynamickým předpokladem efektivního fluidního spalování je ideální vertikální míchání oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku; intenzita míchání byla sledována pomocí dvou teploměrů instalovaných nad trubkovým propadovým roštem; při intenzívní fluídaci s rychlostí fluidace 0,75 Nm/s teploměr fluidního topeniště instalovaný 500 mm nad trubkovým propadovým roštem ukazoval teplotu 841 °C, teploměr instalovaný 100 mm nad trubkovým propadovým roštem ukazoval teplotu 839 °C; při snížení rychlosti fluidace na 0,45 Nm3/s horní teploměr ukazoval 839 °C, spodní teploměr ukazoval pouze 623 °C; pokud by byl spodní teplo50 měr řídícím teploměrem tepelného výkonu fluidního kotle, jeho signál by vedl při sníženém výkonu fluidního kotle ke zvýšení dávkování paliva, tak aby byla indikována teplota 850 °C; to by vedlo k růstu teploty oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku na 1068 °C; podle- the basic hydrodynamic prerequisite for efficient fluidized bed combustion is ideal vertical mixing of the oxidative fluidized bed of silica sand; the mixing intensity was monitored using two thermometers installed above the tubular sink; with intensive fluidization with a fluidization rate of 0.75 Nm / s, the fluidized bed thermometer installed 500 mm above the tubular sink was 841 ° C, the thermometer mounted 100 mm above the tubular sink was 839 ° C; when the fluidization rate was reduced to 0.45 Nm 3 / s, the upper thermometer showed 839 ° C, the lower thermometer showed only 623 ° C; if the lower heat 50 were measured by the control thermometer of the heat output of the fluidized bed boiler, its signal would lead to an increase in fuel metering at a reduced fluidized bed boiler output so that a temperature of 850 ° C would be indicated; this would lead to an increase in the temperature of the oxidizing fluidized bed of silica sand to 1068 ° C; according to
-3CZ 300379 B6 katalogů MUS a.s. Most a SD a.s. Chomutov je to teplota vyšší, než je teplota tání popelovin uhlí; to by vedlo k roztavení popelovin a havárii fluidního topeniště.-3GB 300379 B6 MUS a.s. Most a SD a.s. Chomutov is a temperature higher than the melting point of coal ash; this would lead to the melting of the ashes and the failure of the fluidized bed.
Zásadním důsledkem tohoto poznání je nutnost instalace řídicího teploměru pro regulaci teploty a následně tepelného výkonu fluidního kotle pouze do oblasti stabilizované teploty v homogenní části oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku, což je minimálně 180 mm nad trubkovým propadovým roštem.A major consequence of this knowledge is the need to install a control thermometer to regulate the temperature and consequently the heat output of the fluidized bed boiler only to the stabilized temperature region in a homogeneous portion of the oxidative fluidized bed of silica sand, which is at least 180 mm.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Technické řešení je podrobně popsáno na obrázcích 1 a 2. Obrázek 1 je strojně - technologickým schématem parního fluidního kotle. Obrázek 2 je částečně příčným řezem fluidního topeniště tohoto fluidního kotle a částečně čelním pohledem na fluidní topeniště tohoto fluidního kotle.The technical solution is described in detail in Figures 1 and 2. Figure 1 is a mechanical engineering diagram of a steam fluidized bed boiler. Figure 2 is a partially cross-sectional view of the fluidized bed furnace of the fluidized bed boiler and partially a front view of the fluidized bed furnace of the fluidized bed boiler.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Fluidní kotel produkující energetickou páru pro parní turbínu s následným teplárenským využitím expandované páry je tvořen fluidním topeništěm, dopravní trasou paliva a vápence, startovací jednotkou, trasou fluidačního média, systémem konvekčních výměníků, trasou spalin s nástřikem vody do spalin, recyklem odpadů zachycených v cyklonech, tkaninovým filtrem, kouřovým ventilátorem a dopravní pneutrasou odpadů do neznázoměného provozního zásobníku.Fluidized-bed steam generating steam turbine boiler with subsequent heat recovery utilization of expanded steam consists of a fluidized bed furnace, fuel and limestone transport route, starter unit, fluidized bed route, convection heat exchanger system, flue gas line with flue gas injection, a fabric filter, a smoke fan and a conveying pneumatic conveying of waste to an operating tank (not shown).
Strop a boky fluidního topeniště tvoří žárobetonem vyzděné membránové stěny 1, dno tvoří trubkový propadový rošt složený z centrální trubky 2.1, podélných trubek 2.2 a nátrubků 2.3. Teplosměnnou plochu fluidního topeniště tvoří dvě řady paralelních smyček topných hadů 3.1 a 3.2. Cirkulační voda je do dvou řad paralelních smyček topných hadů 3.1 a 3.2 přiváděna potrubími 3.3 a 3.4 napojenými na cirkulační vodní čerpadlo 9. To nasává vroucí vodu ze dna bubnu 8. Parovodní směs je ze dvou řad paralelních smyček topných hadů 3.1 a 3.2 odváděna potrubími 3.5 a 3.6 zpět do bubnu 8.The ceiling and sides of the fluidized bed are made of refractory masonry membrane walls 1, the bottom of which is formed by a tubular overflow grate consisting of a central pipe 2.1, longitudinal pipes 2.2 and sleeves 2.3. The heat exchange surface of the fluidized bed is formed by two rows of parallel coils of heating coils 3.1 and 3.2. The circulating water is fed to two rows of parallel coils of heating coils 3.1 and 3.2 via pipes 3.3 and 3.4 connected to a circulating water pump 9. This draws boiling water from the bottom of the drum 8. The steam mix is drained from two rows of parallel coils of coils 3.1 and 3.2 and 3.6 back to the drum 8.
Samovolnou cirkulaci vody ve fluidním kotli zajišťuje buben 8, zavodňovací trubky 15, podélné trámce 16 a příčné trámce 26.The spontaneous circulation of water in the fluidized bed boiler is provided by the drum 8, the irrigation pipes 15, the longitudinal beams 16 and the crossbars 26.
Uhlí s vápencem a dřevní štěpkou je z provozního zásobníku 6 dopravováno dvojicí dávkovačích šneků 5.1 a 5.2 bez osového hřídele pres sesypy 4.1 a 4.2 s výkyvnými klapkami do fluidního topeniště.The coal with limestone and wood chips is conveyed from the storage tank 6 by a pair of metering screws 5.1 and 5.2 without axial shaft through the slags 4.1 and 4.2 with swing flaps to the fluidized bed furnace.
Fluidační médium tvořené spalovacím vzduchem a recyklážními spalinami je ventilátorem 7 přiváděno přes trubkový propadový rošt do fluidního topeniště. Při startu fluidního topeniště je využita startovací spalovací komora 31 s hořákem 30 na topnou naftu.The fluidizing medium formed by the combustion air and the recycled flue gas is fed to the fluidized bed furnace via the fan 7 through a pipe grate. At the start of the fluidized bed combustion, a starter combustion chamber 31 with a fuel oil burner 30 is used.
Spaliny z fluidního topeniště procházejí pres přehřívač páry 14, výpamík J_3 instalovaný v trase volné cirkulace vody, přes ekonomizér 12 do trasy čistění spalin. Napájecí čerpadlo 11 přivádí napájecí vodu přes ekonomizér J_2 do bubnu 8 a z něj vytlačuje vodní páru přes přehřívač páry j4 do sání parní turbíny s produkcí elektrické energie. Teplota přehřáté páry je na konstantní hodnotě udržována zde neznázorněnou trasou nástřiku parního kondenzátu do přehřáté páry.The flue gases from the fluidized bed are passed through a steam superheater 14, an evaporator 13 installed in the free water circulation path, via an economizer 12 to a flue gas cleaning path. The feed pump 11 feeds feed water through the economizer 12 to the drum 8 and discharges water vapor therefrom via the steam superheater 14 into the inlet of the steam turbine producing electricity. The superheated steam temperature is maintained at a constant value by the steam condensate injection route (not shown).
Za ekonomizérem 12 je do absorbéru L8 SO2 pneumatickými vodními tryskami nastřikována voda. Zchlazené spaliny procházejí cyklony 19 a tkaninovým filtrem 21. Průtok spalin zajišťuje kouřový ventilátor 25. Odpady odloučené ve fluidním kotli jsou turniketem 24 dopravovány do trasy sekundárního vzduchu s ventilátorem j0. Do této trasy sekundárního vzduchuje turniketem 23 přiváděna i část odpadů ze zásobníku 20 pod cyklony 19. Druhá část těchto odpadů je dopravním šnekem 28 dopravována do zásobníku 22 pod tkaninovým flitrem 21. Odpady ze zásobníku 22 jsou turniketem 34 dopravovány do pneutrasy 29 a touto jsou dopravovány do zdeDownstream of economizer 12, water is injected into the L8 SO 2 absorber via pneumatic water jets. The cooled flue gas passes through the cyclones 19 and the fabric filter 21. The flue gas flow is provided by the smoke fan 25. Waste separated in the fluidized bed boiler is conveyed through the turnstile 24 to the secondary air path with the fan 10. A part of the waste from the container 20 under the cyclones 19 is also fed into this secondary air route through the turnstile 23. The other part of this waste is transported by the conveying screw 28 to the container 22 under the fabric sequin 21. to here
-4CZ 300379 B6 neznázoměnébo centrálního zásobníku popelovin. Odpady jsou odváženy autocistemou k využití ve stavební výrobě. Přívod tlakového vzduchu do pneumatických vodních trysek absorbéru J_8 SO2, tkaninového filtru 21 k jeho profuku a k čeření zde neznázoměných zásobníků vápence a zásobníku odpadů spalovacího procesuje zajištěn šroubovým kompresorem 32.-4GB 300379 B6 not shown or central ash tray. Wastes are weighed by autocist for use in building production. Feeding pressurized air to the pneumatic water jets J_8 SO2 absorber, a bag filter 21 on its blowing and clarification tanks are neznázoměných limestone and container waste combustion process is secured by the screw compressor 32nd
Je prezentováno technické řešení parního fluidního kotle s následujícími výkonovými, technologickými a rozměrovými parametry:The technical solution of the steam fluidized bed boiler with the following output, technological and dimensional parameters is presented:
Jmenovitý parní výkon fluidního kotleNominal steam output of fluidized bed boiler
PáraSteam
Teplota napájecí vody Tlak páry za parní turbínou Palivo:Supply water temperature Steam pressure after the steam turbine Fuel:
Uhlí průmyslová směs PS 1Coal industrial mixture PS 1
Granulometrie uhlí:Coal granulometry:
VýhřevnostCalorific value
Celkový obsah síry Vápenec granulometrie Křemičitý písek Průřez fluidního topeniště Průtok spalovacího vzduchu Průtok fluidačního média Průtok sekundárního vzduchu Výška fluidního topeniště Průměr bubnu 8 Tepelná účinnost Obsah O2 ve spalináchTotal sulfur content Limestone granulometry Quartz sand Cross-section of fluidized bed Combustion air flow Fluid flow medium Secondary air flow Fluid furnace height Drum diameter 8 Thermal efficiency O 2 content in flue gas
Teplo odvedené dvěma řadami paralelních smyček topných hadů 3.1 a 3.2 Teplota oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku Teplota startovacích spalinHeat dissipated by two rows of parallel coils of heating coils 3.1 and 3.2 Temperature of oxidizing fluidized bed of silica sand Starting flue gas temperature
Tepelný výkon startovací spalovací komory 31 lOt/hHeat output of the combustion chamber 31 lt / h
330 °C/2,5 Mpa 105 °C 1,3 MPa až 40 mm 15,6 MJ/kg 0,85 %330 ° C / 2.5 MPa 105 ° C 1.3 MPa to 40 mm 15.6 MJ / kg 0.85%
0,5 až 1 mm 0,6 až 1,6 mm 2,65 x 3,04 m 2,9 m3/s (NTP) 5,8 m3/s (NTP) 0,9 m3/s (NTP) 8000 mm 1200 mm 88%0.5 to 1 mm 0.6 to 1.6 mm 2.65 x 3.04 m 2.9 m 3 / s (NTP) 5.8 m 3 / s (NTP) 0.9 m 3 / s ( NTP) 8000mm 1200mm 88%
6,5 %6.5%
2,3 MW 830 °C 700 °C 3MW2.3 MW 830 ° C 700 ° C 3MW
Čistota spalin za referenčních podmínek 6 % O2, suché spaliny, NTP (0 °C, 102,32 kPa) zajišťují splnění emisních limitů čistoty spalin dle zákona o ovzduší č. 352/2002 Sb. pro nové fluidní kotle s tepelným výkonem 5 až 50 MW.Flue gas purity under the reference conditions of 6% O 2 , dry flue gas, NTP (0 ° C, 102.32 kPa) ensure compliance with the emission limits of flue gas purity according to the Air Act No. 352/2002 Coll. for new fluidized bed boilers with a heat output of 5 to 50 MW.
Jako řídicí teploměr T v homogenní části oxidační fluidní spalovací vrstvy křemičitého písku je použit zdvojený termočlánek AT - AT.OH instalovaný ve výši 500 mm nad nátrubky 2.3 trubkového propadového roštu. Termočlánek je propojen s řídicím počítačem R. Řídicí počítač R je dále propojen s regulátorem otáček N dávkovačích šneků 5.1 a 5.2, s regulační klapkou 17 ventilátoru 7 a s regulační klapkou 27 recykluj spalin. Regulační klapka 17 je realizována věncem lopatek v sání ventilátoru 7. Vstupním signálem ke změně tepelného výkonu fluidního topeniště je pokles tlaku páry P. Vstupním signálem pro odstavení fluidního kotle je dosažení maxima teploty ohřívané vody v teplárenské soustavě Tv. K zahájení chodu fluidního kotle dochází při dosažení minimální teploty teplárenské cirkulační vody. Do řídicího počítače R je naprogramována závislost teploty oxidační fluidní spalovací vrstvy hrubozmného křemičitého písku měřená termočlánkem T na otáčkách N dávkovačích šneků 5.1 a 5.2 při automaticky řízeném startu fluidního topeniště.A double thermocouple AT - AT.OH installed at a height of 500 mm above the sockets 2.3 of the tubular sink is used as the control thermometer T in the homogeneous part of the oxidative fluidized bed of quartz sand. The thermocouple is coupled to the control computer R. The control computer R is further coupled to the speed controller N of the metering screws 5.1 and 5.2, the flap 17 of the fan 7 and the flap 27 of the flue gas recycle. The regulating flap 17 is realized by a ring of blades in the suction of the fan 7. The input signal for changing the heat output of the fluidized bed is a drop in steam pressure P. The input signal for shutting down the fluidized bed boiler is reaching the maximum temperature of the heated water in the heating system. The operation of the fluidized bed boiler is started when the minimum temperature of the CHP is reached. The temperature dependence of the oxidative fluidized bed combustion coarse silica quartz sand measured by the thermocouple T at the speed N of the metering screws 5.1 and 5.2 is programmed into the control computer R at an automatically controlled start of the fluidized bed.
Vedle základního okruhu regulace tepelného výkonu fluidního topeniště jsou na fluidním kotli instalovány další nezbytné regulační okruhyIn addition to the basic circuit for controlling the heat output of the fluidized bed, other necessary control circuits are installed on the fluidized bed boiler
- regulace obsahu kyslíku O2 ve spalinách změnou nastavení regulační klapky 27 v trase spalincontrolling the oxygen content of O 2 in the flue gas by changing the setting of the control flap 27 in the flue gas path
- regulace teploty spalin změnou nátoku vody do pneumatických vodních trysek absorbéru j_8 SO2 controlling the flue gas temperature by varying the inflow of water into the pneumatic water nozzles of the SO 8 absorber
-5CZ 300379 B6-5GB 300379 B6
-regulace přívodu recykluj odpadů spalovacího procesu do fluidního topeniště regulací otáček elmotoru turniketu 23- regulation of the feed recycle of combustion process waste to the fluidized bed by regulation of the turnstile electric motor 23
- regulační okruh zajišťující provoz chod/stop šnekového dopravníku 28 bez osového hřídele, ten je v provozu, je-li výška odpadů spalovacího procesu v zásobníku 20 větší než jejich určená minimální výška, pod touto minimální výškou hladiny odpadů je šnekový dopravník 28 zastaven- a control circuit ensuring the operation / stop of the screw conveyor 28 without an axle shaft, which is in operation if the height of the waste of the combustion process in the reservoir 20 is greater than their determined minimum height, below this minimum waste level
-regulace podtlaku na hodnotu přibližně 100 kPa pod stropem fluidního topeniště změnou nastavení lopatkového věnce v sání kouřového ventilátoru 25vacuum regulation to about 100 kPa below the fluidized bed ceiling by changing the setting of the shroud in the suction of the smoke fan 25
- přívod hasicí vody do provozního zásobníku 6 paliva, pokud teplota ve dně tohoto zásobníku překročí 100 °C, následuje odstavení fluidního kotle- supply of extinguishing water to the fuel storage tank 6 if the temperature in the bottom of the storage tank exceeds 100 ° C, followed by shutdown of the fluidized bed boiler
- profuk plaehetky tkaninového filtru 2i tlakovým vzduchem ze šroubového kompresoru 32 při dosažení tlakové ztráty tkaninového filtru 21900 Pa.blowing the fabric filter cloth 2i with compressed air from the screw compressor 32 at a pressure drop of the fabric filter of 21900 Pa.
Symbolem označujícím regulační klapku Π jsou ve strojně - technologickém schématu obrázek 1 označeny regulační klapky v potrubních trasách fluidního kotle. V případě kouřového ventilátoru 25 a ventilátoru 10 sekundárního vzduchu a ventilátoru 7 se jedná o lopatkové věnce v sání těchto ventilátorů.In the mechanical and technological diagram of Figure 1, the control dampers in the piping lines of the fluidized bed boiler are indicated by the symbol indicating the control flap Π. In the case of the smoke fan 25 and the secondary air fan 10 and the fan 7, these are vanes in the suction of these fans.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Prezentovaný teplárenský uhelný fluidní parní kotel může vedle biomasy jako doplňkové palivo použít i ostatní spalitelné odpady, které dle zákona o odpadech nejsou zařazeny do kategorie nebezpečných odpadů.The presented heating coal-fired fluidized bed steam boiler can, in addition to biomass, also use other combustible wastes that are not classified as hazardous waste under the Waste Act.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070303A CZ300379B6 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Fluidized bed furnace of heating plant boilers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070303A CZ300379B6 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Fluidized bed furnace of heating plant boilers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2007303A3 CZ2007303A3 (en) | 2009-05-06 |
| CZ300379B6 true CZ300379B6 (en) | 2009-05-06 |
Family
ID=40590033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20070303A CZ300379B6 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Fluidized bed furnace of heating plant boilers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ300379B6 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ284969B6 (en) * | 1996-10-29 | 1999-04-14 | Milan Ing. Ptáček | Method of controlling operation of fluidized bed boilers and stoker-fired boilers reconstructed to fluidized bed burning |
| CZ20021337A3 (en) * | 2002-04-17 | 2003-12-17 | Jiří Ing. Csc. Mikoda | Fluidized bed boiler for burning coal, biomass and gaseous fuels |
| CZ294560B6 (en) * | 1999-12-20 | 2005-02-16 | Milan Ing. Ptáček | Method of extending power control range of a stationary oxidation fluidized bed boiler and a boiler for making the same |
| CZ20033447A3 (en) * | 2003-12-17 | 2005-08-17 | Jiří Ing. Csc. Mikoda | Coal burning fluidized bed boiler |
| CZ296043B6 (en) * | 2001-07-24 | 2005-12-14 | Milan Ing. Ptáček | Method for controlling output of stationary oxidation layer fluidized bed boiler and apparatus for making the same |
-
2007
- 2007-04-24 CZ CZ20070303A patent/CZ300379B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ284969B6 (en) * | 1996-10-29 | 1999-04-14 | Milan Ing. Ptáček | Method of controlling operation of fluidized bed boilers and stoker-fired boilers reconstructed to fluidized bed burning |
| CZ294560B6 (en) * | 1999-12-20 | 2005-02-16 | Milan Ing. Ptáček | Method of extending power control range of a stationary oxidation fluidized bed boiler and a boiler for making the same |
| CZ296043B6 (en) * | 2001-07-24 | 2005-12-14 | Milan Ing. Ptáček | Method for controlling output of stationary oxidation layer fluidized bed boiler and apparatus for making the same |
| CZ20021337A3 (en) * | 2002-04-17 | 2003-12-17 | Jiří Ing. Csc. Mikoda | Fluidized bed boiler for burning coal, biomass and gaseous fuels |
| CZ20033447A3 (en) * | 2003-12-17 | 2005-08-17 | Jiří Ing. Csc. Mikoda | Coal burning fluidized bed boiler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2007303A3 (en) | 2009-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204026686U (en) | Mechanical type garbage incinerator grate furnace boiler tail flue gas recycling residual heat system | |
| KR101281016B1 (en) | A gasification system | |
| CZ300379B6 (en) | Fluidized bed furnace of heating plant boilers | |
| CZ18513U1 (en) | Fluidized-bed furnace of heating plant boilers | |
| CN204704820U (en) | Solid fuel gasification burning boiler | |
| JP2015209992A (en) | Waste incineration treatment equipment and waste incineration treatment method | |
| CZ2007410A3 (en) | Fluidized bed furnace of heating plant boilers | |
| CZ17807U1 (en) | Fluidized bed furnace of heat plant boilers | |
| CZ17597U1 (en) | Fluidized bed furnace of heating plant boiler | |
| CN203147723U (en) | High-efficiency coal powder gasification and coal powder compound combustion steam boiler | |
| CN203148019U (en) | High-efficiency coal powder gasification and coal powder compound combustion hot water boiler | |
| CZ20021337A3 (en) | Fluidized bed boiler for burning coal, biomass and gaseous fuels | |
| Bolhàr-Nordenkampf et al. | Combustion of clean biomass at high steam parameters of 540° C-results from a new 120 MWTH unit | |
| CZ2007909A3 (en) | Circulating fluidized bed boiler for burning coal and biomass | |
| CZ20033334A3 (en) | Fluidized bed boiler | |
| CN205137466U (en) | Rubbish and coal mixing burning boiler | |
| Marx et al. | Conventional firing systems | |
| CZ19622U1 (en) | Circulation fluidized bed boiler for burning coal and biomass | |
| CZ14438U1 (en) | Fluidized bed boiler | |
| CZ189696A3 (en) | Modernization process of coal-burning stoker-fired boiler | |
| CN103884015B (en) | Recirculating fluidized bed garbage sludge incinerator | |
| CZ14545U1 (en) | Fluidized bed boiler | |
| CZ2006447A3 (en) | Flow-through hot-water fluidized bed boiler | |
| CZ20031555A3 (en) | Fluidized bed circulating boiler | |
| CZ16156U1 (en) | Fluidized bed boiler for burning coarse-grained coal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20110424 |