CZ351995A3 - Turbulent furnace - Google Patents
Turbulent furnace Download PDFInfo
- Publication number
- CZ351995A3 CZ351995A3 CZ953519A CZ351995A CZ351995A3 CZ 351995 A3 CZ351995 A3 CZ 351995A3 CZ 953519 A CZ953519 A CZ 953519A CZ 351995 A CZ351995 A CZ 351995A CZ 351995 A3 CZ351995 A3 CZ 351995A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fuel
- furnace
- zone
- air
- combustion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
- F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
- F23C3/006—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
- F23C3/008—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion for pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
- F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/10—Furnace staging
- F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/30—Staged fuel supply
- F23C2201/301—Staged fuel supply with different fuels in stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
- F23K2201/30—Separating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2203/00—Feeding arrangements
- F23K2203/10—Supply line fittings
- F23K2203/102—Flashback safety, e.g. inertizing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Beverage Vending Machines With Cups, And Gas Or Electricity Vending Machines (AREA)
- Lenses (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
(57) Řešení se týká vířivého topeniště s nízkou tvorbou emisí, sestávající ze spalovací komory s alespoň jedním, směrem dolfi skloněným hořákem na stěně této komory, ze studeně nálevky se štěrbinovým ústím, primastickěho tvaru, tvořené sešikmenými spodními částmi stěn spalovací spalovací komory a ze zařízení pro přívod zespodu, uloženého pod ústím studeně nálevky. Hořák je tvořen alespoň dvěma kanály pro přívod směsi vzduchu a paliva, uloženými nad sebou, přičemž kařdý z těchto kanálu je opatřen zařízením pro úpravu poměru vzduchu a paliva a zařízení jsou seřízena tak, že poměr množství vzduchu a množství paliva je u výše uloženého kanálu vždy vyšší než u níže uloženého kanálu.
- 1 Vířivé topeniště
Oblast techniky
Vynález se týká vířivého topeniště pro spalování organického paliva, zejména spalování paliva ve tvaru prachu při vzniku malého množství emisí.
Dosavadní stav techniky
Při konstruování topeništ se hlavní pozornost věnuje zabezpečení úplného spálení paliva, což je jedním z nejhlavnějších definujících faktorů pro zvýšení ekonomických a ekologických charakteristik topeništ. Je známo, že zlepšení spalování lze dosáhnout za pomoci důkladného promísení paliva a vzduchu za pomoci zvýšení teploty hoření. Avšak zvýšení teploty v zóně hoření vede ke zvětšení emisí oxidů dusíku vzhledem k tomu, že vznikají tak zvané termické oxidy dusíku, spojené s oxidací vzdušného dusíku. Kromě toho vede zvýšení teploty plamene ke struskování zástěn topeniště, přijímajících teplo a k dalším negativním výsledkům.
Snížení teploty v zóně hoření v důsledku recirkulace produktů hoření, hrubšího mletí paliva a pod., vede ke snížení hospodárnosti spalování paliva, protože se prudce snižuje rychlost hoření a odpovídajícím způsobem se zvyšuje neúplnost spalování paliva.
Požadavky pro zabezpečení úplného spálení paliva podmiňují také množství dodávaného kyslíku (vzduchu) do topeniště. Pro spalování určitého množství paliva je nutno přesně určené množství kyslíku. Když toto množství nestačí, dochází k neúplnému spálení paliva, přičemž vzniká oxid uhelnatý, který negativně ovlivňuje životní prostředí.
\ \
\
Avšak ani podstatné zvětšení množství dodávaného vzduchu (kyslíku), vede k cíli, protože v tomto případě se zvětšuje množství do atmosféry vypouštěného vzduchu, který je ohřátý a nezúčastnil se reakce s palivem, což snižuje ekonomické charakteristiky spalování a celého agregátu. Proto se obvykle při spalování paliv dodává kyslík (vzduch) ve velkém množství.
Ve většině známých topeništ, která pracují s pevnými palivy je koeficient přebytku vzduchu 1,2 proto, že tato hodnota je nejefektivnější z ekonomického hlediska. Avšak, jak je zřejmé z publikace I. Ja. Sigala Ochrana ovzduší při spalování paliva, 2. vydání, Leningrad, NEDRA, 1988 (I), právě při takovém přebytku vzduchu (kyslíku) dochází k maximální tvorbě oxidů dusíku oxidací dusíku, který se nachází v palivu. Oxidy dusíku z paliva vznikají v počáteční části plamene, kde se uvolňují z paliva těkavé složky (produkty termického rozkladu).
Podle současných názorů lze snížení koncentrace oxidu dusíku v produktech spalování dosáhnout za pomoci optimální organizace tří základních zón plamene, zóny zapálení a aktivního hoření, rekonstrukční zóny a oxidativní zóny (zóny hoření).
Zóna zapálení a aktivního hoření se nachází většinou v blízkosti hořáku. V této zóně se zapálí a vyhoří většina paliva. Rekonstrukční zóna se může nacházet v kterékoliv části rekonstrukční komory a vyznačuje se nedostatkem kyslíku. Proto při vzájemném působení paliva s oxidačním činid lem (kyslíkem) se v této zóně tvoří produkty neúplného spa lování (například oxid uhelnatý), které při vzájemném působení s dalšími oxidy (včetně oxidů dusíku) odebírají těmto látkám kyslík a rekonstruují je do molekulární formy dusíku
Oxidativni zóna se také může nacházet v kterékoliv části topeniště, kde je přebytek kyslíku. Tam probíhá další okysličení produktů neúplného spalování (například škodlivého oxidu uhelnatého na bezpečnější oxid uhličitý), které se sem dostávají z jiných zón.
Je známo topeniště, popsané v knize G.M. Levita Výroba peachu v tepelných elektrárnách, Moskva, Energoatomizdat, 1991, str. 132, vz. 7.2. (2), které má vertikální spalovací komoru, na jejíž stěnách jsou hořáky pro přívod směsi paliva a vzduchu. Hořáky jsou umístěné v několika řadách. Hořáky každé řady jsou spojeny pomocí prachovodu se zařízeními pro přípravu paliva (mlýny), přitom hořáky každé řady jsou spojené se svým mlýnem, který zajišťuje řízení vzájemného poměru palivo-vzduch.
Při práci takového topeniště se dodává směs paliva a vzduchu do všech, anebo do části hořáků. Poměr palivo-vzduch” se volí tak, aby vzduch se dodával do hořáků horní řady v přebytku, kdežto do hořáků dolní řady - v nedostatečném množství takovým způsobem, že průměrná hodnota koe ficientu přebytku vzduchu v topeništi Činí 1,2, což, jak již bylo uvedeno, je nejefektivnější z hlediska hospodárnos ti topeniště. Větší část paliva se spaluje v zóně zapálení a aktivního hoření v blízkosti hořáku ve střední části spalovací komory. Produkty spalování postupují směrem vzhůru a dohořívají v zóně dohořívání ve vzduchu, který je v přebytku, je přiváděn do hořáků horní řady a pak je odváděn za hranice spalování komory. Díky tomu, že hořáky jsou umístěné do řad je možno rozšířit zónu hoření vertikálně a, to znamená současně prodloužit dobu, během níž se palivo nachází v zóně hoření, čímž se dosáhne úplnějšího spalování paliva. Kromě toho vede zvětšení zóny hoření k vyrovnávání teplotních polí v této zóně a k určitému sníženi maximální teploty hoření. Tím se předchází možnosti struskování povrchů topeništ a tvorby vzdušných oxidů dusíku (spojených s okysličením dusíku ze vzduchu při vysoké teplotě ) .
V takovém topeništi lze při daném umístění hořáků dosáhnout určité optimalizace zón hoření a také jejích velikostí. Takovým způsobem se zvětšuje velikost rekonstrukční zóny v objemu topeniště, což znamená, že se prodlužuje doba reakce produktů neúplného spalování se sloučeninami dusíku, což vede, jak již bylo uvedeno, ke tvorbě oxidů dusíku. Toho se dosahuje pomocí přerozdělení poměrů palivo-vzduch v různých řadách hořáků, konkrétně takovým způsobem, že se do hořáku dolní řady přivádí nedostatečné množství vzduchu tvorbu rekonstrukční zóny, kdežto do hořáku horní řady se přivádí vzduch v přebytku pro tvorbu zóny hoření produktů neúplného spalování. Malá délka zóny dohoření zajištuje nevýznamné okysličení dusíku.
Jak již bylo uvedeno, při takovém rozmístění hořáků se poněkud snižuje teplota v zóně hoření. To vede k okamžitému snížení rychlosti spalování paliva, což znamená, ks snížení účinnosti topeniště. Kromě toho, poměrně malá velikost zóny dohoření nemůže zajistit v takovém topeništi úplné spálení paliva při uvedeném snížení rychlosti spalování a takovým způsobem snižuje ekonomické charakteristiky topeniště.
Pro zachování hospodárnosti práce topeniště při uvedeném zpomalení rychlosti spalování paliva je nutno zmenšit velikost částic paliva, ale při tom se znovu zvyšuje maximální teplota spalování, což vede ke snížení účinncsoi potlačení vzniku oxidů dusíku a ke zvětšení pravděpodobnosti struskování povrchu topeništ.
Kompenzovat zpomalení rychlosti spalování paliva při zachování poměrně nízké maximální teploty spalování lze také dalším způsobem: pomocí prodloužení doby, během níž se částice nacházejí v zóně aktivního spalování a v rekonstrukční zóně. Toho se dosahuje ve vířivých topeništích.
Je známo topeniště podle autorského osvědčení CCCP Nr. 48559 /3/, které má spalovací komoru s hořákem pro přívod palivo-vzdušné směsi, který je umístěn na její stěně. Sklon stěn spodní části spalovací komory tvoří studenou nálevku prizmatického tvaru se štěrbinovým ústím. Pod ústím nálevky je umístěno zařízení pro přívod zespodu, provedení například ve tvaru vzdušné trysky.
Při chodu takového topeniště se hořákem přivádí palivo-vzdušná směs, a současně se štěrbinovým ústím zdola přivádí vzduch. V důsledku vzájemného působení dvou proti sobě směřujících proudů v celém objemu dolní části topeniště vzniká vířivá zóna, a v horní části - zóna s přímými proudy. V blízkosti hořáku v zóně s přímými proudy se spalují menší částice, průměrné a větší částice se oddělí do vířivé zóny. Ve vířivé zóně se tyto částice spalují během mnohonásobné cirkulace. Po spálení do určité velikosti opustí částice vířivou zónu a dohořívají v horní části s přímými proudy. Intensivní recirkulace směsi vzduchu uvnitř topeniště, recirkulace produktů spalováním a paliva vedou ke značnému snížení a vyrovnávání teplot v celém objemu vířivé zóny. Aby se hlavní část částic nespalovala poblíž hořáku a aby se nejlepším způsobem využívalo přednosti vířivých topeništ využívá se v uvedených topeništích různých opatření: využívá se paliva s hrubšími frakcemi paliva s poměrně malým počtem malých částic, hořáky se nakloní směrem dolů a zvyšuje se v nich rychlost vzduchu pro zlepšené oddělení částic paliva do vířivé zóny. zpomalená rychlost spalování paliva, spojená se snížením maximálních teplot spalování a spojenás obsahem hrubších frakcí paliva se kompenzuje prodloužením doby, během níž se palivo nachází v zóně nízkých teplot, to znamená, ve vířivé zóně. Současně s tím podstatná část vířivé zóny vytváří rekonstrukční zónu, která se vyznačuje nedostatkem kyslíku. To dovoluje zmenšit emise oxidů dusíku pomocí jejich rekonstrukce.
Průmyslové zkoušky kotle s takovým topeništěm potvrdily podstatné snížení )rovně teploty a komažité snížení koncentrace oxidu dusíku v emisních plynech. Avšak v takovém topeništi, jak už bylo uvedeno, hlavní část spalovaného paliva necirkuluje ve vířivé zóně, ale v zóně s přímými prou dy, kde je přebytek kyslíku a která hraje roli zóny dohoření a teplota v ní je nižší, než ve vířivé zóně v důsledku malého'množství hořícího paliva. Proto částice paliva, vynášené z vířivé zóny se ve značné míře nestačí spálit v zóně plamene s přímými proudy. Ztráty teploty v důsledku mechanicky neúplného spálení paliva v takovém topeništi jsou obvykle vyšší než normativní hodnoty a proto i ekonomické charakteristiky jsou poměrně nízké.
Cílem tohoto vynálezu je navržení takového vířivého topeniště, v němž by v nízkoteplotní rekonstrukční části probíhala mnohonásobná cirkulace částic paliva a současně s tím by docházelo v zóně s vysokou teplotou, obohacené kyslíkem k hoření malých koksových částic vynášených z vířivé zóny, čímž by se dosáhlo snížení emise oxidů dusíku a zvýšení hospodárnosti topeniště.
Podstata vynálezu
Podstatu vynálezu tvoří vířivé topeniště s nízkou tvorbou emisí, sestávající ze spalovací komory s alespoň jedním, směrem dolů skloněným hořákem na stěně této komory, ze studené nálevky se štěrbinovým ústím, prismatického tvaru, tvořené sešikmenými spodními částmi stěn spalovací komory a ze zařízení pro přívod zespodu, uloženého pod ústím studené nálevky, hořák je tvořen alespoň dvěma kanály pro přívod směsi vzduchu a paliva , uloženými nad sebou, přičemž každý z těchto kanálů je opatřen zařízením pro úpravu poměru vzduchu a paliva a zařízení jsou seřízena tak, že poměr množství vzduchu a množství paliva je u výše uloženého kanálu vždy vyšší než u níže uloženého kanálu.
Při práci takového topeniště se každým z kanálů hořáku přivádí směs paliva a vzduchu a současně zdola zařízením pro přívod zespodu se podél celé šířky ústí studené nálevky přivádí vzduch. Díky tomu, že každý z kanálů má zařízení pro regulaci poměru paliva a vzduchu, které zajištuje určený poměr množství vzduchu k množství paliva v každém z kanálů, je v horní části spalovací komory přebytečné množství kyslíku při dosti vysokém počtu částic paliva v této zóně, částice jsou přiváděny výše uloženého kanálu hořáku. S tím je spojena poměrně vysoká teplota spalování při přebytečném množství kyslíku v této zóně a tím i efektivní dohořívání paliva. Plnění střední části topeniště se provádí většinou z níže uloženého kanálu při nedostatečném množství kyslíku.
V důsledku vzájemného působení směsí proudu paliva a vzduchu z tohoto kanálu a vzduchu, který se dostává ze zařízení pro přívod zespodu, podél celé šířky ústí studené nálevky vznikne vířivá zóna, jejíž hlavní část je charakterizována nedostatečným množstvím kyslíku a poměrně nízkou maximální teplotou, která hraje úlohu rekonstrukční zóny, mimoto vzniká její periferní část, která se nachází poblíž stěny, na kterou je přiváděn vzduch zespodu, která je charakterizována přebytkem kyslíku a hraje úlohu zóny okysličení
V důsledku mnohonásobné cirkulace se ve vířivé zóně spaluje hlavní čásc středních částic paliva, přičemž vzhledem k nedostatku kyslíku ve vířivé zóně probíhá současně také rekonstrukce dusíku. Velké částice paliva se z obou kanálů hořáku separují do spodní části topeniště, jsou zachycovány stoupajícím proudem vzduchu a znovu se dostávají do vířivé zóny k hořákům a takovým způsobem probíhá postup až do úplného shoření částic paliva. Ve výhodném provedení je možno umístic kanály takovým způsobem, aby úhel mezi podélnou osou každého kanálu a projekcí této osy na odpovídající stěnu spalovací komory byl menší, než odpovídající úhel výše uloženého kanálu. Při takovém sklonu os kanálů ke stěně se dosahuje zvětšení rekonstrukční zóny vertikálním směrem, což znamená prodloužení času, během něhož se částice nacházejí v zóně s nízkou teplotou, a takovým způsobem se dosahuje úplného spalování paliva a úplnější rekonstrukce oxidu dusíku. Současně to dovoluje umístit vertikálně zóny s různými funkcemi - rekonstrukční zónu a zónu okysličer.í, což dovcluje vybrat přesnější poměr paliva a vzduchu pro každý kanál, aby bylo možno dosáhnout nejefektivnějšího režimu pro práci topeniště.
V dalším výhodném provedení je topeniště vybaveno zařízením pro přívod paliva určitého frakčního složení do každého kanálu, například koncentrátorem prachu. V takovém případě má být do výše uloženého kanálu dodáváno většinou jemně práškové palivo, které může shořet v blízkosti tohoto kanálu, za dosažení potřebné úrovně teploty, a do níže uloženého kanálu má být přiváděno poměrně hrubší palivo, které se dobře spaluje ve vířivé zóně.
Vynález bude osvětlen v souvislosti s výkresem, na němž je znázorněn podélný řez vířivého topeniště podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Jak je uvedeno, vířivé topeniště podle vynálezu má vertikální spalovací komoru _1, na jejíž čelní stěně je umístěn hořák _2 pro přívod směsi paliva a vzduchu. Hořák 2 je proveden ve formě dvou kanálů 2a a 2b pro přívod směsi paliva a vzduchu směsi. Kanál 2a má odbočku 2c kanál 2b má odbočku 2d pro přívod této směsi. Kromě toho má kanál 2a větev 2e a kanál 2b má větev 2f pro přívod vzduchu. Pro regulaci poměru palivo/vzduch má každá z větví 2e a 2f zařízení například ve tvaru dvířek 3 a 4, umístěných ve větvích 2e a 2f odpovídajícím způsobem. Ktomě toho se plochy příčných řezů odboček 2c a 2d a větší 2e a 2f a také rozsah regulace dvířek 3 a 4 volí takovým způsobem, aby při každé poloze dvířek 3 a 4 byl poměr vzduchu k množství paliva pro kanál 2a větší, než pro kanál 2b. Topeniště, provedené podle vynálezu může obsahovat větší počet kanálů. V takovém případě je jejich konstrukční provedení analogické výše uvedenému provedení. Čelní a zadní stěny spalovací komory 1_ jsou v dolní části skloněné a spolu s bočními scénami tvoří studenou nálevku pryzmatického tvaru 5. se Štěrbinovým ústím 6. Pod ústím 6 studené nálevky 5. je umístěno zařízení 7 pro přívod zespodu. Jak je uvedeno na výkrese, úhel alfa mezi podélnou osou X kanálu 2a a projekcí této podélné osy X na stěnu spalovací komory _1 je větší než úhel beta mezi podélnou osou Y kanálu 2b a projekcí této osy Y na stěnu spalovací komory ý. Uvedené úhly mohou býc stejné, ale v každém případě úhel není větší než úhel alfa. Je nutno mít na paměti, že největší množství spalných oxidů dusíku vzniká na začátku plamene. Proto má být podle druhů paliva a zvláštností konkrétního topeniště zvolena taková vzájemná poloha os kanálů, aby bylo možno umístit ve vertikále zóny s různými funkcemi - rekonstrukční zónu a zónu okysličení, což umožní zvolit nejvýnodnějším způsobem poměr
Λ palivo/vzduch pro každý kanál. Proudy směsi paliva-vzduchu z kanálů 2a a 2b rozšiřují podle vzdálenosti od ústí. Otvor má obvykle přibližně 7°. Proto pro většinu využívaných druhů paliva a typů komor jsou úhly mezi podélnou osou kanálu 2a a 2b obvykle přibližně 12 až 15°. Topeniště má také zařízení pro přívod paliva určitého frakčního složení do každého kanálu, provedené ve formě koncentrátoru prachu s vířivým zařízením 9 proudu. Může být využíváno kteréhokoliv ze široce používaných koncentrátů prachu, a lze užít další známá zařízení, používaná pro tento účel. Přívod paliva určeného frakčního složení do každého kanálu lze provádět, například také za pomoci mlýnů, jako ve výše popsaném zařízení 2.
Vířivé topeniště pracuje následujícím způsobem; do koncentrátoru 8. prachu se dodává směs paliva a vzduchu. Zařízení 9 vířé proud a tím, působením odstředivé síly dochází k dělení paliva do frakcí: větší částice se tisknou ke stěnám koncentrátoru <3 a dostávají se většinou do odbočky 2d, menší (méně setrvačné) částice paliva se zvedají se vzdušným proudem a dostávají se do větve 2e. Takovým způsobem se do horního kanálu 2a dostávají poměrně menší částice paliva, do dolního kanálu 2b, poměrně velké částice. Množství paliva dodávaného do horního kanálu 2a a dolního kanálu 2b paliva se určuje podle konstrukce koncentrátoru 8 a určuje se podle typů používaného paliva a konstrukce kotle topeniště. Množství jemně práškového paliva přiváděného do horního kanálu 2a má být takové, aby bylo možno dosáhnout nutné úrovně teploty v blízkosti horního kanálu 2a. Současně s tím se větvemi 2e a 2f přivádí vzduch a jeho množství se reguluje pomocí dvířek 3 a 4 takovým způsobem, že do horního kanálu 2 se vzduchu dostává víc, než do dolního kanálu 2b. Kromě toho se současně přivádí vzduch pomocí zařízení 7 pro přívod zespodu, štěrbinovým ústím 6. Při vzájemném působení proudu směsí paliva a vzduchu, které se dostávají do topeniště z kanálů 2a a 2b a vstřícného vzdušního proudu ze zařízení 7 do dolní části topeniště se tvoří vířivý proud pohybu plynu. Proudy směsi paliva a vzduchu přiváděné z kanálů 2a a 2b se podle vzdálenosti ústí kanálů rozšiřují a zaplní touto směsí topeniště.
Díky tomu, že podélné osy kanálů 2a a 2b jsou skloněny vzhledem k ose spalovací komory 1., přičemž úhel sklonu podélné osy X kanálz 2a je větší než úhel sklonu podélné osy kanálu 2b se stejnoměrně zaplní směsí paliva a vzduchu podle vertikály prakticky celý objem topeniště spalovací komory JL. V případě, že topeniště na větší počet kanálů, lze dosáhnout efektivnějšího zaplnění prostoru topeniště touto směsí. Poměrně malé částice se spálí v blízkosti ústí kanálů 2a a 2b, kde vzniká zóna zapálení a aktivního hoření. V této zóně se zapaluje a spaluje větší část poměrně malých částic paliva.
Na výkrese není zóna zapálení a aktivního hoření zašrafována. V blízkosti horního kanálu 2a za podmínek přívodu přebytečného množství kyslíku větší 2e probíhá spalování při poměrně vysoké teplotě za vzniku spalných oxidů dusíku. Avšak proto, že touto odbočnou se dodává menšé část paliva, je množství vzniklých oxidů dusíku poměrně malé. Kanálem 2b do topeniště se dostává větší část paliva, jehož určitá část (nejmenší částice) se spálí poblíž hořáku v zóně zapálení a aktivního hoření.
Tato zóna pracuje s poměrně malým množstvím vzduchu, který je z kanálz 2b a také se vzduchem, který je přiváděn štěrbinovým ústím 6 studené nálevky 5. podél sklonu pod kanál 2b. Nedohořené palivo se separuje do vířivé zóny ve střední části topeniště, přitom vzhledem k tomu, že úhel sklonu podélné osy spodního kanálu 2b je menší, než úhel sklonu osy X horního kanálu 2a, se vířivá zóna rozšiřuje vertikálním směrem. To vede ke snížení maximální teploty spalování, k vyrovnávání teplotních polí a ke vzniku velké rekonstrukční zóny za podmínek nedostatku kyslíku.
Na výkrese je rekonstrukční zóna šikmo vyšrafována.
Při spálení paliva za podmínek nedostatku kyslíku a za poměrně nízkých teplot vznikne určité množství oxidů dusíku a produktů neúplného spalování. Avšak díky tomu, že se tvoří vířivé proudění a poměrně velká rekonstrukční zóna a vzhledem ke dlouhodobému pohybu těchto produktů v rekonstrukč ní zóně probíhá vzájemné působení produktů neúplného spalování, například oxidů uhlíku s dalšími oxidy, například s oxidy dusíku.
V důsledku toho oxid uhelnatý odnímá oxidům dusíku kyslík a rekonstruuje je na kolekulový dusík. Současně s tím se jedovatý oxid uhelnatý částečně rekonstruuje na poměrně neškodný pxid uhličitý. Částice paliva nedchořelé v rekonstrukční zóně jsou většinou částice uhlíku (koksu), které prakticky neobsahují dusík.
Koks a plynné produkty neúplného spalování se při opuštění vířivé zóny dostávají do proudu směsi paliva a vzduchu z horního kanálu 2a, který se vyznačuje přebytkem vzduchu a vytváří zónu zapálení, která je na výkrese vyšrafována horizontálně. Vzhledem k tomu, jak již byle uvedeno, že se do zóny dohoření dostává z výše uloženého kanálu 2 a takové množství jemně práškového paliva, které při spálení zajistí vysokou teplotu v této zóně, probíhá celkem úplné dohoření pevných i plynných produktů neúplného spalování.
V tom případě, že topeniště má více kanálu, než uvedená konstrukce, lze dosáhnout efektivnějšího vyplnění obsahu topeniště směsí paliva a vzduchu a úplnějšího spálení paliva. Takovým způsobem v topeništi podle vynálezu probíhá mnohonásobná cirkulace částic paliva v rekonstrukční zóně s nízkou teplotou a současně dohoření jemně práškových částic vynášených z vířivé zóny v zóně obohacené kyslíkem. To zajištuje snížení emisí oxidů dusíku. Současně s tím, díky existence vířivého proudu v topeništi se dosahuje také poměrně )plného spalování paliva, což znamená i poměrně vysoké ekonomické charakteristiky topeniště.
Claims (3)
- PATENTOVĚ NÁROKY1. Vířivé topeniště s nízkou tvorbou emisí, sestá jící ze spalovací komory s alespoň jedním, směrem dolů skloněným hořákem na stěně této komory, ze studené nálevky se štěrbinovým ústím, prismatického tvaru, tvořené sešikmenými spodními částmi stěn spalovací komory a ze zařízení pro přívod zespodu, uloženého pod ústím studené nálevky, vyznačující se tím, že hořák je tvořen alespoň dvěma kanály pro přívod směsi vzduchu a paliva, uloženými nad sebou, přičemž každý z těchto kanálů je opatřen zařízením pro úpravu poměru vzduchu a paliva a zařízení jsou seřízena tak, že poměr množství vzduchu a množství paliva je u výše uloženého kanálu vždy vyšší než u níže uloženého kanálu.
- 2. Vířivé topeniště podle nároku 1, vyznačující se tím, že úhel mezi podélnou osou jakéhokoliv kanálu a projekcí této osy na odpovídající stěnu spalovací komory je nižší než odpovídající úhel pro jakýkoliv výše uložený kanál.9 5 i Z C
- 3. Vířivé topeniště podle nároku 1 nebo 2, v y značující se tím, že je opatřeno zařízením pro přívod paliva s určitým daným složením frakcí do každého kanálu.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494045164A RU2067724C1 (ru) | 1994-12-29 | 1994-12-29 | Низкоэмиссионная вихревая топка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ351995A3 true CZ351995A3 (en) | 1996-07-17 |
Family
ID=20163437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ953519A CZ351995A3 (en) | 1994-12-29 | 1995-12-29 | Turbulent furnace |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5769008A (cs) |
EP (1) | EP0747629B1 (cs) |
AT (1) | ATE207194T1 (cs) |
CZ (1) | CZ351995A3 (cs) |
DE (1) | DE69523293D1 (cs) |
ES (1) | ES2165929T3 (cs) |
PL (1) | PL180167B1 (cs) |
RU (1) | RU2067724C1 (cs) |
WO (1) | WO1996021125A1 (cs) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2107223C1 (ru) * | 1996-08-15 | 1998-03-20 | МГВП "Политехэнерго" | Топка |
JP2000065305A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Hitachi Ltd | 貫流型ボイラ |
RU2154234C1 (ru) * | 1999-04-23 | 2000-08-10 | Малое государственное внедренческое предприятие МГВП "Политехэнерго" | Топка |
US6145454A (en) * | 1999-11-30 | 2000-11-14 | Duke Energy Corporation | Tangentially-fired furnace having reduced NOx emissions |
FR2848641B1 (fr) * | 2002-12-11 | 2005-12-16 | Alstom Switzerland Ltd | Systeme de chauffe indirecte avec valorisation des particules de combustible ultra fines |
RU2298132C1 (ru) * | 2005-12-30 | 2007-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Политехэнерго" | Вихревая топка |
RU2474758C1 (ru) * | 2011-10-10 | 2013-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Политехэнерго" | Способ регулирования температуры газов на выходе из камеры сгорания вихревой топки и вихревая топка |
RU2493487C1 (ru) * | 2012-01-16 | 2013-09-20 | Владимир Васильевич Масленников | Устройство для газификации сыпучего мелкодисперсного углеродсодержащего сырья и гранулированных биошламов |
GB2513389A (en) | 2013-04-25 | 2014-10-29 | Rjm Corp Ec Ltd | Nozzle for power station burner and method for the use thereof |
PL2993400T3 (pl) * | 2014-09-02 | 2020-05-18 | General Electric Technology Gmbh | Instalacja spalająca |
PL3130851T3 (pl) * | 2015-08-13 | 2021-08-02 | General Electric Technology Gmbh | Instalacja i sposób zapewnienia spalania w kotle |
CN109210564A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 煤气锅炉变工况低氧燃烧控制方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4308806A (en) * | 1978-04-05 | 1982-01-05 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Incinerator for burning waste and a method of utilizing same |
US4246853A (en) * | 1979-08-27 | 1981-01-27 | Combustion Engineering, Inc. | Fuel firing method |
SU987286A1 (ru) * | 1980-08-04 | 1983-01-07 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Вихрева топка |
CA1190093A (en) * | 1982-08-06 | 1985-07-09 | Ralph D. Winship | Method of reducing no.sub.x and so.sub.x emission |
JPS5960107A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Babcock Hitachi Kk | 低NOx燃焼装置 |
SU1089354A1 (ru) * | 1982-11-18 | 1984-04-30 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт | Факельно-вихрева топка |
US4501204A (en) * | 1984-05-21 | 1985-02-26 | Combustion Engineering, Inc. | Overfire air admission with varying momentum air streams |
US4655148A (en) * | 1985-10-29 | 1987-04-07 | Combustion Engineering, Inc. | Method of introducing dry sulfur oxide absorbent material into a furnace |
EP0225157A3 (en) * | 1985-11-26 | 1987-09-30 | International Combustion Australia Limited | Method and apparatus for reduced nox emissions from coal furnaces |
US4715301A (en) * | 1986-03-24 | 1987-12-29 | Combustion Engineering, Inc. | Low excess air tangential firing system |
SU1460534A1 (ru) * | 1986-07-10 | 1989-02-23 | Сибирский Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им.Ф.Э.Дзержинского | Факельно-вихрева экранированна топка |
US4854249A (en) * | 1987-08-03 | 1989-08-08 | Institute Of Gas Technology | Two stage combustion |
HU201230B (en) * | 1987-11-17 | 1990-10-28 | Eszakmagyar Vegyimuevek | Acaricides with synergetic effect and comprising thiophosphoryl glycineamide derivative as active ingredient |
JP2813361B2 (ja) * | 1989-03-03 | 1998-10-22 | 三菱重工業株式会社 | 微粉炭燃焼方法 |
US5199357A (en) * | 1991-03-25 | 1993-04-06 | Foster Wheeler Energy Corporation | Furnace firing apparatus and method for burning low volatile fuel |
GB2272752A (en) * | 1992-11-18 | 1994-05-25 | Boc Group Plc | Incinerator |
RU2052715C1 (ru) * | 1992-12-07 | 1996-01-20 | Владимир Анатольевич Чамин | Способ сжигания грубоизмельченного твердого топлива в вихревой топке и вихревая топка |
-
1994
- 1994-12-29 RU RU9494045164A patent/RU2067724C1/ru active
-
1995
- 1995-12-21 PL PL95312003A patent/PL180167B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1995-12-26 DE DE69523293T patent/DE69523293D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-26 ES ES95944773T patent/ES2165929T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-26 EP EP95944773A patent/EP0747629B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-26 AT AT95944773T patent/ATE207194T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-12-26 US US08/700,525 patent/US5769008A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-26 WO PCT/RU1995/000282 patent/WO1996021125A1/ru active IP Right Grant
- 1995-12-29 CZ CZ953519A patent/CZ351995A3/cs unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5769008A (en) | 1998-06-23 |
ES2165929T3 (es) | 2002-04-01 |
RU2067724C1 (ru) | 1996-10-10 |
DE69523293D1 (de) | 2001-11-22 |
ATE207194T1 (de) | 2001-11-15 |
RU94045164A (ru) | 1996-12-27 |
PL180167B1 (pl) | 2000-12-29 |
EP0747629B1 (en) | 2001-10-17 |
EP0747629A4 (en) | 1997-12-10 |
PL312003A1 (en) | 1996-07-08 |
WO1996021125A1 (fr) | 1996-07-11 |
EP0747629A1 (en) | 1996-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0445070B1 (en) | Process and apparatus for emission reduction from waste incineration | |
CA1245830A (en) | Method of introducing dry sulfur oxide absorbent material into a furnace | |
US4790743A (en) | Method of reducing the nox-emissions during combustion of nitrogen-containing fuels | |
CZ20021480A3 (cs) | Hořák na pevná paliva, spalovací zařízení, způsob spalování s pouľitím hořáku na pevná paliva a způsob provozu spalovacího zařízení | |
CZ280436B6 (cs) | Skupinový soustředný tengenciální spalovací systém | |
PL199728B1 (pl) | Palnik na paliwo stałe, sposób spalania i urządzenie spalające | |
CZ351995A3 (en) | Turbulent furnace | |
US6244200B1 (en) | Low NOx pulverized solid fuel combustion process and apparatus | |
US4669398A (en) | Pulverized fuel firing apparatus | |
TW200403411A (en) | Combustion with reduced carbon in the ash | |
US7261046B1 (en) | System and method of reducing pulverizer flammability hazard and boiler nitrous oxide output | |
CN107355809A (zh) | 减少W型火焰锅炉NOx排放的方法 | |
RU2348861C1 (ru) | Вихревая топка для сжигания твердого топлива | |
BG63094B1 (bg) | Пещ | |
CN1082164A (zh) | 流化床煤粉预燃加热燃烧器 | |
CN106439792A (zh) | 链条炉系统和链条炉燃烧方法 | |
JPH08121711A (ja) | 微粉炭燃焼方法および微粉炭燃焼装置および微粉炭バーナ | |
EP2038580A2 (en) | Oxygen-enhanced combustion of unburned carbon in ash | |
CN105258111B (zh) | 多孔壁风耦合空气分级的煤粉燃烧炉 | |
RU2282105C2 (ru) | Горелка, работающая на твердом топливе, и способ сжигания топлива при использовании горелки, работающей на твердом топливе | |
JP2648600B2 (ja) | 固体燃料燃焼方法 | |
CN213300072U (zh) | 一种煤粉炉 | |
CN115164592B (zh) | 一种分解炉二次全氧燃烧富集co2的系统与方法 | |
AU4897699A (en) | A method of firing in a boiler and a boiler for using the method | |
CN109000219B (zh) | 立式煤粉锅炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |