CZ302794A3

CZ302794A3 - Burner for burning brown coal dust

Info

Publication number: CZ302794A3
Application number: CZ943027A
Authority: CZ
Inventors: Heinz Grawe; Alfons Leisse
Original assignee: Lentjes Kraftwerkstechnik
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1995-11-15
Also published as: EP0670454A1; SK150794A3; EP0670454B1; GR3029937T3; DE59407926D1; SK281846B6; DE4407198A1; CZ284925B6; SI0670454T1

Abstract

the burner mouth is mounted in a firebox wall, it being connected by pipe (7) to a mill. The burner (3) is of circular cross-section and enclosed by an annular air passage (13). The body (9) and inducer (8) are in its inlet end, while the ring (10) in its mouth has inwards-extending segments (11.1,11.2) spaced apart in the lateral direction. The segments can be of different lengths in the lengthwise and peripheral directions of the ring, and alternating in the peripheral direction. The burner mouth can contain a section of tube (12) clear in the radial direction of the inner ring edge, and being supported by the segments.

Description

Oblast technikyTechnical field

Hořáky na hnědouhelný prach jsou obvykle provedené jako hořáky s rovnoběžným vedením proudu obdélníkového průřezu, v jehož středové rovině jsou vsazené vzduchové trysky.Pod a nad těmito hořáky jakož i mezi nimi jsou uspořádány vzduchové trysky pro přivádění spodního vzduchu,horního vzduchu a středového vzduchu.The brown coal dust burners are generally designed as burners with parallel flow of rectangular cross-section, in the center plane of which there are air nozzles. Below and above these burners, there are air nozzles for supplying ground air, upper air and central air.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

U takových hořáků může při nepříznivých podmínkách vystupovat uhelný prach v nestejnoměrném rozdělení prachu,přičemž,podmíněno nepřítomnosti pomocného zapalování,dochází k zapálení paliva v topeništi opožděně a to za podmínek,kdy v průběhu pyrolysy,přimícháním spodního vzduchu a středového vzduchu,dochází parciálně k většímu přebytku vzduchu a tím k většímu tvoření NO .In such burners, under unfavorable conditions, coal dust may emit an uneven distribution of dust, and, subject to the absence of auxiliary ignition, ignition of the fuel in the furnace is delayed under conditions where during pyrolysis, mixing of ground air and central air excess air and thus more NO.

ΛΛ

Hnědé uhlí obsahuje od přírody vysoký podíl vody,která se při mletí v mlýně přisávanými horkými spalinami z velké části odpaří.Proto obsahuje proud nosného plynu uhelného prachu vysoký podíl vodní páry,která u výstupu paliva z hořáku negativně ovlivňuje vlastnosti zapalování.Je známé obohacování uhelného prachu v proudu nosného plynu uhelného prachu /DEOS 29 33 528/ působením šroubovitého tělesa v prachovém potrubí, které spojuje mlýn s hořákem.Tímto tělesem vynucený šroubovitý pohyb dělí proud nosného plynu uhelného prachu na dílčí proud bohatý na palivo a na brýdový proud chudý na palivo.Brýdový proud se po průchodu filtrem odvádí bud do volného prostoru nebo je přiváděn k odděleným brýdovým hořákům.Tyto brýdové hořáky jsou uspořádané bud mimo hořáku nebo jako oddělené vodící trubky v hlavních hořácích /DE-OS 29 33 528jBrennstoffWárme-Kraft /1972/ 4.3 strany 90-93/.Brown coal contains by nature a high proportion of water, which is largely evaporated when grinding in the mill by hot flue gas. The carbon dioxide carrier gas stream contains a high proportion of water vapor which negatively affects the ignition properties of the burner fuel. Dust in the coal dust carrier gas / DEOS 29 33 528 / by the action of a helical body in the dust pipe connecting the mill to the burner. This forced helical movement divides the coal dust carrier gas stream into a fuel-rich sub stream and a fuel-poor vapor stream. .The vapor stream is either discharged into the free space or fed to separate vapor burners. These vapor burners are arranged either outside the burner or as separate guide tubes in the main burners. 90-93 /.

Pro spalování černého uhlí,které v surovém stavu má menší obsah vody než hnědé uhlí a které po sušení během mletí má tomu odpovídající menší podíl vodní páry v proudu nosného plynu uhelného prachu,se používají kruhové hořáky.U známých hořáků tohoto druhu /EP-OS 445 938/ je v prachovém kanálu hořáku předvídáno zařízení,jehož pomocí se prach koncentruje na vnějším obvodu proudu.Na konci kanálu je uspořádán prstenec, který zasahuje do volného průřezu prachového kanálu a má výstupky,mezi kterými jsou mezery.Úkolem prstence je vyvolat províření proudu směsi v ústí hořáku,aby se zvýšila zapalovací schopnost prachu černého uhlí.Circular burners are used for the combustion of bituminous coal, which in the raw state has a lower water content than brown coal and which, after grinding, has a correspondingly smaller proportion of water vapor in the coal dust carrier gas stream. For known burners of this type / EP-OS 445 938 / in the dust channel of the burner is a device by which the dust is concentrated on the outer circumference of the current. At the end of the channel there is a ring which extends into the free cross section of the dust channel and has protrusions with gaps between them. mixture in the burner mouth to increase the ignition capability of the hard coal dust.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úkolem vynálezu je vylepšit hořák tohoto druhu vhodný pro spalování hnědouhelného prachu tak,aby byly získány jednoznačné podmínky zapalování.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a burner of this kind suitable for lignite combustion so as to obtain unambiguous ignition conditions.

Tento úkol je řešen hořákem tohoto druhu podle význakové části patentového nároku 1.Výhodná další provedení vynálezu jsou předmětem závislých nároků.This object is achieved by a burner of this kind according to the characterizing part of claim 1. Advantageous further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Oddělování brýd se provádí uvnitř vlastního hořáku a špatně zápalné a špatně hořící brýdy,obklopené pláštěm proudu bohatého na palivo,se zavádějí do topeniště.Působením zařízení vyvolávajícím spirálovitý pohyb a vynuceným rotačním prouděním se částečky hnědého uhlí dostávají v tomto plášťovém proudu těměř zcela k vnitřní stěně těla hořáku.V ústí hořáku narážejí tyto částečky na stabilizační kroužek tvořený rozdílnými segmenty,které zasahují do plášťového proudu.Nárazem na segmenty ztrácejí částečky hnědého uhlí rychlost proudění,jsou odráženy a působením proudu plynů jsou znovu zrychleny ve směru do středu těla hořáku u výstupu z hořáku.V této části uspořádaný úsek trubky,nesený částí segmentů stabilizačního kroužku,působí jako dělící trubka brýd a brání tomu,aby odražené částice hnědého uhlí byly opět smíseny s brýdami.The vapors are separated inside the burner and poorly incendiary and poorly burning vapors, surrounded by a fuel-rich current jacket, are introduced into the furnace. At the mouth of the burner, these particles impinge on a stabilizing ring made up of different segments that interfere with the mantle flow. Impact on the segments, the lignite particles lose flow velocity, are reflected and accelerated again in the direction of the burner body A section of tube arranged in this part, supported by a portion of the stabilizing ring segments, acts as a vapor separation tube and prevents the reflected brown coal particles from being mixed again with the vials.

Zabrzděním částeček hnědého uhlí je krátkodobě,při působení dostatečné zápalné energie /je-li v topeništi olejový,plynový nebo uhelný oheň/,rychlost zpětného zápalu pro odplynující se částečky hnědého uhlí parciálně větší,než jejich rychlost proudění.Tímto způsobem se zapaluje hnědouhelný prach kontrolované, v téměř všech provozních situacích za konstantních podmínek bezprostředně u výstupu hořáku.Pro zapálení odplynujících těkavých složek uhlí každopádně vystačuje vlastní podíl kyslíku a obsah kyslíku nosného plynu v plástovém proudu plynů.By retarding brown coal particles, in the short term, with sufficient ignition energy (if there is an oil, gas or coal fire in the furnace), the backfire rate for degassing brown coal particles is partially higher than their flow rate. In almost all operating situations under constant conditions immediately at the burner outlet. In any case, its own oxygen content and the oxygen content of the carrier gas in the jacket gas stream are sufficient to ignite the degassing volatile coal components.

Spalovací vzduch nutný pro spalování zbývajícího uhlí se přivádí jako sekundární vzduch přiřazený ke každému tělu hořáku.Aby se průběh zapalování u výstupu z hořáku nenarušil výkyvy vzduchu,vysokými výstupními rychlostmi nebo tvořením vírů,odděluje se sekundární vzduch oddělovacím hrdlem vzduchu a přivádí se k palivovým produktům s dostatečným zpožděním.The combustion air required to burn the remaining coal is supplied as secondary air associated with each burner body. In order to avoid disturbance of the air at the burner outlet by air fluctuations, high output rates or vortex formation, the secondary air is separated by an air separator and fed to the fuel products. with sufficient delay.

Vcelku se popsaným způsobem zabrání nekontrolovatelnému zapalování a navazuícímu hoření hnědouhelného prachu v podmínkách kolísajícího množství vzduchu a návaznému sklonu k tvoření MO .On the whole, uncontrolled ignition and the subsequent burning of lignite dust in conditions of varying amounts of air and the consequent tendency to form MO are avoided.

xx

Stabilizační kroužek ve spojení s tělesem vyvolávajícím spirálový pohyb,jsou sice u hořáku pro spalování černouhelného prachu známé.Avšak černé uhlí,které má menší obsah vody než hnědé uhlí,je při mlecím sušení sušeno v mlýně předehřátým vzduchem,takže má,na rozdíl od hnědého uhlí sušeného při mletí horkými kouřovými plyny,menší obsah vodní páry v proudu nosného plynu uhelného prachu a podíl inertních plynů zcela schází.Zvládnutí těchto proudů látek přinášelo při spalování hnědouhelného prachu těžkosti a bylo dosud umožněno pouze oddělením brýd před hořákem.The stabilizing ring in conjunction with the spiral-moving body is known in the coal dust burner. However, black coal having a lower water content than brown coal is dried in a mill by preheated air, so that it has, unlike brown coal, hot flue-gas-dried coal, less water vapor content in the coal dust carrier gas stream, and a proportion of inert gases are completely absent.

Přehled obrázků na výkreseOverview of figures in the drawing

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkrese a bude v následujícím blíže vysvětlen.Ukazují :An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in greater detail below.

Obr.l bokorys hořáku na spalování hnědouhelného prachu, obr.2 řez II - II podle obrázku 1.Fig. 1 is a side view of a brown coal dust burner; Fig. 2 is a section II - II according to Fig. 1.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

V otvoru 1 boční stěny 2 topeniště je uspořádán hořák na spalování hnědouhelného prachu.Hořák 2 ^se skládá z několika, v tomto případě ze tří nad sebou uspořádaných samostatných hořáků 3.1,3.2,3.3.Samostatné hořáky 3.1,3.2,3.3 jsou uložené v ohnivzdorné vyzdívce 4.The opening of one side wall 2 of the furnace is arranged a burner for the combustion of brown coal prachu.Hořák 2 ^consists of several, in this case of three superimposed individual burners 3.1,3.2,3.3.Samostatné 3.1,3.2,3.3 burners are mounted in the refractory lining 4.

Každý samostatný hořák 3.1,3.2,3.3 má kruhový průřez a je tvořen tělem hořáku 5^.Tělo hořáku5 je spojeno obloukem 6_ s prachovým potrubím T_,které vede do neznázorněného mlýnu. V mlýně se mele surové hnědé uhlí a během mletí se suší horkými spalinami.Spaliny slouží současně jako sušící a jako nosný plyn.Each separate burner has a circular cross-section and is formed by a burner body 5. The burner body 5 is connected by an arc 6 to a dust line T which leads to a mill (not shown). Raw brown coal is ground in a mill and dried with hot flue gases during grinding. The flue gas serves simultaneously as a drying and carrier gas.

Na konci vstupní strany těla hořáku 5. přivrácené k obloukuAt the end of the inlet side of the torch body 5 facing the arc

6., je instalován vyvíječ spirálovitého pohybu 8. se středově uspořádaným vytěsňovacím tělesem .9.Vyvíječ spirálovitého pohybu Í3 je opatřen na svém obvodu několika lopatkami upevněnými na vytěsňovacím tělese .9.Lopatky vyvíječe spirálovitého pohybu 8. jsou vůči podélné ose těla hořáku 5. uspořádané pod úhlem 15 až 45° a překrývají se.6. A spiral motion generator 8 with a central displacement body 8 is installed. The spiral motion generator 13 is provided with a plurality of vanes attached to the displacement body around its circumference. The spiral motion shoes 8 are relative to the longitudinal axis of the torch body 5. arranged at an angle of 15 to 45 ° and overlapping.

V ústí těla hořáku _5 je uspořádán stabilizační kroužekA stabilizing ring is provided in the mouth of the torch body

10,který zasahuje do těla hořáku _5.Stabilizační kroužek 10. má dvě skupiny segmentů 11 uspořádané v odstupu od sebe a rozdělené rovnoměrně po obvodě.Segmenty 11.1 první skupiny jsou vytvořené jako stojiny,mají malou sílu stěny a jsou vyrovnány v podélném směru těla hořáku 5..Axiálně a radiálně mezi segmenty 11.1 první skupiny se nalézají segmenty 11.2 druhé skupiny.Tyto segmenty 11.2 jsou kratší a při pohledu ve směru obvodu těla hořáku .5 širší než segmenty 11.1 .Ve znázorněném příkladu je předvídáno vždy šest segmentů 11.1,11.2. Radiální,do těla hořáku 5 zasahující délka segmentů 11.1,11.2 tvoří asi 10 až 20% vnitřního průměru těla hořáku 5.. Jejich délka ve směru obvodu může býti 1 až 20% vnitřního průměru těla hořáku .5.The stabilizer ring 10 has two groups of segments 11 spaced apart and distributed evenly around the circumference. The first group segments 11.1 are formed as uprights, have low wall thickness and are aligned in the longitudinal direction of the torch body. These segments 11.2 are shorter and, when viewed in the circumferential direction of the torch body 5, are wider than the segments 11.1. In the example shown, six segments 11.1, 11.2 are foreseen. The length of the segments 11.1, 11.2 extending radially into the torch body 5 constitutes about 10 to 20% of the inner diameter of the torch body 5. Their length in the circumferential direction may be 1 to 20% of the inner diameter of the torch body.

V oblasti ústí těla hořáku .5 je v radiálním odstupu od vnitřní hrany stabilizačního kroužku 10 uspořádána krátká trubka 12 opřená pomocí segmentů 11.1 stabilizačního kroužku 10 o vnitřní stěnu těla hořáku 5^.Trubka 12 zasahuje částečně do těla hořáku 5. a částečně vyčnívá z ústí těla hořáku 5..In the region of the mouth of the torch body 5, a short tube 12 is supported radially spaced from the inner edge of the stabilizing ring 10 and supported by the segments 11.1 of the stabilizing ring 10 against the inner wall of the torch body 5. The tube 12 extends partially into the torch body 5 and partially protrudes from the mouth torch body 5 ..

Tělo hořáku 5. je obklopeno prstencovým,k topeništi otevřeným vzduchovým kanálem 13..Vzduchový kanál je spojen s přednostně spirálovitou vstupní skříní 14.Vzduchovým kanálem 13 se dodává spalovací vzduch jako sekundární vzduch.V průřezu ústí vzduchového kanálu 13 je na těle hořáku .5 uspořádané oddělovací hrdlo vzduchu 15.Konec oddělovacího hrdla vzduchu 15 zasahuje do otvoru _1 boční stěny 2 topeniště a je v této části tvarován jako směrem ven se otvírající kužel.The burner body 5 is surrounded by an annular air duct 13 open to the furnace. The air duct is connected to a preferably spiral inlet box 14. The air duct 13 supplies combustion air as secondary air. The cross section of the air duct 13 is on the burner body. The air separating throat 15 extends into the opening 1 of the furnace side wall 2 and is shaped in this part as an outwardly opening cone.

V mlýně mletý a sušený hnědouhelný prach prochází spolu s nosným plynem prachovým potrubím Ί_ přes oblouk 6_ do těla hořáku 5..Oblouk je proveden jako nárazový oblouk a je na straně náběhu proudu opatřen odrazovými deskami.V oblouku 6 probíhá první separace Částeček uhlí z proudu nosného plynu uhelného prachu,která se zesílí níže po proudu uspořádaným vytěsňovacím tělesem 9_ a vyvíječem spirálovitého pohybu .8. Tím se vytvoří plástový proud,který je přednostně obohacen částečkami uhlí.Na palivo bohatý plástový proud obepíná na palivo chudý proud brýd,který obsahuje větší množství vodních par a inertních plynů.Do plástového proudu čnějící segmenty 11.1,11.2 stabilizačního hořáku 10 způsobují rozvíření plástového proudu,čímž se vytvoří v rovině ústí těla hořáku 5_ podmínky pro bezpečné zapálení a stabilní zónu plamenů v ohništi.Trubka v ústí hořáku brání látkové výměně mezi částečně rozvířeným plástovým proudem bohatým na palivo a centrálním proudem brýd chudým na kyslík a palivo.Trubka 12 tím přispívá k další stabilizaci zapalování.Kužel oddělovacího hrdla vzduchu 15 oddaluje sekundární vzduch vystupující ze vzduchového kanálu od ústí hořáku a zabraňuje tím,aby průběh zapalování byl ovlivněn výkyvy vzduchu a vysokými výstupními rychlostmi nebo tvořením vírů.In the mill, the ground and dried lignite dust, along with the carrier gas, passes through the dust line 7 through the arc 6 into the burner body 5. The arc is designed as an impact arc and is provided with reflective plates on the upstream side. a coal dust carrier gas which is amplified downstream of the displaced body 9 and the spiral motion generator 8. This creates a honeycomb stream, which is preferably enriched with coal particles. The fuel-rich honeycomb surrounds the fuel-poor stream of vapors, which contains a large amount of water vapor and inert gases. The pipe at the burner mouth prevents the material exchange between the partially swirled fuel-rich honeycomb stream and the central stream of oxygen- and fuel-poor vapors. The air separator throat 15 deflects the secondary air exiting the air passage from the burner mouth and prevents the ignition process from being affected by air fluctuations and high exit velocities or vortex formation.

SOŽ.“? - 3 z,SOŽ. ”? - 3 of,

Claims

PATENT CLAIMS

1. A burner for the combustion of lignite dust, the mouth of which is arranged in the furnace wall and which is connected to the mill via a dust pipe (7), characterized in that the burner (3) has a circular cross section and a displacement body is arranged (9) and a spiral motion generator (8) that a stabilizing ring (10) is provided in the burner mouth having inwardly projecting segments (11.1,11.2) spaced apart from one another and that the burner (3) is surrounded by an annular air channel (13).

The burner according to claim 1, characterized in that the segments (11.1,11.2) have different lengths relative to the length and circumferential direction of the stabilizing ring (10) and that the different lengths of segments (11.1,11.2) are alternately circumferentially distributed.

The burner according to claim 1 or 2, characterized in that a pipe (12) is arranged in the burner mouth (3), radially spaced from the inner edge of the stabilizing ring (10), which is provided by the stabilizing ring (10) segments (11.1). / rests on the inner wall of the torch body / 5 /.

The burner according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that an air separating throat (15) mounted on the burner body (5) is provided in the mouth of the air channel (13) and provided at its end with an outwardly opening cone. .