DK146747B - Fremgangsmaade til drift af et kulstoevkedelfyr og et kulstoevkedelfyr indrettet til fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i U6747

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til drift af et kulstøvkedelfyr (f.eks. et cyklonfyr, SU- eller hvirvelsmeltefyr eller kulstøvkedelfyr med tør askedannelse, hvorved der i kulstøvkedelfyret indblæses en blanding af forbrændings-5 luft og forbrændingskulstøv med et forud givet kornstørrelsesspektrum, hvilket kornstørrelsesspektrum har en øvre grænsekornstørrelse, hvorved der desuden til sænkning af forbrændingstemperaturen i fyret indføres et i forbrændingen indgående middel til formindskelse af flammetemperaturen.

10 Opfindelsen angår endvidere et kulstøvkedelfyr, som er indrettet til udøvelse af en sådan fremgangsmåde. Afkølingen af flammen tjener som bekendt til at reducere dannelsen af nitrogenoxider.

Inden for rammerne af de kendte forholdsregler tilsættes 15 kold forbrændingsluft som middel til at reducere dannelsen af nitrogenoxider. Den opnåede reduceringseffekt er ikke tilfredsstillende. Hertil kommer, at disse forholdsregler til direkte køling af flammen har ufordelagtige følger for flammens stabilitet. Endvidere kan det medføre en for-20 ringelse af kulstofafbrændingen, dvs. at kulstofindholdet i flyvestøvet og asken eller slaggen tiltager. Reduktionen af dannelsen af nitrogenoxider ved direkte køling af flammen er derfor ved kulstøvkedelfyr kun lidt anvendelig i praksis. I øvrigt har grundlæggende undersøgelser vist, 25 at nitrogenoxiddannelsen ud fra nitrogenholdigt brændstof også sker, når flammetemperaturen ved tilsætning af kold forbrændingsluft sænkes betragteligt. I praksis er der derfor hidtil blevet anvendt andre forholdsregler til reduktion af dannelsen af nitrogenoxider, nemlig en nær-30 støkiometrisk forbrænding, en forbrænding i flere trin og en recirkulation af røggasser, samt i hovedsagen kun tilsætning af nitrogenfattige brændstoffer.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, hvormed der opnås 146747 2 en virksom reduktion af dannelsen af nitrogenoxider, selv med hensyn til dannelsen af nitrogenoxider ud fra nitrogen i brændstofferne.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at der som 5 middel til formindskelse af flammetemperaturen i fyret indblæses ekstra temperaturformindskelseskulstøv, hvis kornstørrelsesspektrum i hovedsagen ligger over den i det foregående givne øvre grænsekornstørrelse, og at temperaturformindskelseskulstøvet efterbrændes i efterkoblede 10 områder af kulstøvkedelfyret. Derved indblæser man i almindelighed temperaturformindskelseskulstøvet blandet med forbrændingskulstøvet i kulstøvkedelfyret. Men man kan også indbringe temperaturformindskelseskulstøvet uafhængigt af forbrændingskulstøvet i strømmen af forbrændings-15 luft og forbrændingskulstøv. Ifølge opfindelsen indblæses således kulstøv med forskellige kornstørrelsesspektrer i kulstøvkedelfyret. Det første kornstørrelsesspektrum med sin forud givne øvre grænsekornstørrelse, dvs. kornstørrelsesspektret af den hidtil normale formaling, er nødvendig 20 for at sikre tændingen i fyret. Det andet kornstørrelsesspektrum, hvis kornstørrelse hovedsagelig ligger over den forud givne øvre grænsekornstørrelse for det første spektrum,bevirker en temperaturformindskelse af flammen.

Det tilføres for også at videreføre forbrændingen i flam-25 men, når de mindste fraktioner allerede er udbrændt. På denne måde sikres, at der er tilstrækkeligt kulstøv til stede til i dette i sig selv relativt varme flammeområde at formindske dannelsen af nitrogenoxider. Dette opnås på overraskende måde ifølge opfindelsen for nitrogenet i 30 brændstoffet, der medfører det tilsatte forbrændingskulstøv. Endelig bidrager de større kornfraktioner i det andet spektrum også til at forlænge flammen ensartet, hvorved efterforbrændingen kan gennemføres. Man opnår en særlig udbredt reduktion af nitrogenoxiddannelsen, når der som 35 temperaturformindskelseskulstøv anvendes et brændstof, der 3 146747 kun medfører en ringe mængde brændstofnitrogen eller slet intet brændstofnitrogen. Forholdsreglerne ifølge opfindelsen kan kombineres med andre forholdsregler til reduktion af nitrogenoxiddannelsen. Især kan der arbejdes 5 med en nærstøkiometrisk forbrænding. I denne sammenhæng er en foretrukken udførelsesform for opfindelsen karakteristisk ved, at forbrændingskulstøvet, eventuelt blandet med temperaturformindskelseskulstøvet, indblæses i kulstø vkedelfyret med en nærstøkiometrisk forbrændingsluft-10 mængde, og at der i kulstøvkedelfyret indblæses ekstra luft til efterforbrændingen af temperaturformindskelseskulstøvet i kulstøvkedelfyret. Også denne tilsætningsluft kan ifølge opfindelsen tilføres i nærstøkiometriske mængder.

15 Opfindelsen angår også et kulstøvkedelfyr til udøvelse af den beskrevne fremgangsmåde, hvilket kedelfyr har et forbrændingsrum og en indretning for tilførsel af en blanding af forbrændingsluft og forbrændingskulstøv med mindst én brænder. Til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen 20 er brænderen ikke blot indrettet til indblæsning af forbrændingskulstøv, men også til indføring af temperaturformindskelseskulstøv, og forbrændingsrummet er tilsluttet et efterforbrændingsrum, der har yderligere organer til tilførsel af forbrændingsluft. Fremgangsmåden ifølge 25 opfindelsen kan også realiseres ved kulstøvkedelfyr, hvor der til tilførsel af forbrændingskulstøv ved siden af den sædvanlige brænder er ekstra indblæsningsindretninger til temperaturformindskelseskulstøvet, eller ved hvilken brænderen f.eks. er udstyret med et centralt rør til indblæs-30 ning af temperaturformindskelseskulstøvet.

Herved opnås, at der uden store udgifter opnås en meget effektiv reduktion af nitrogenoxiddannelsen i kulstøvkedelfyret og ligeledes af nitrogenoxiddannelsen ud fra nitrogen i brændstoffet. Apparatmæssigt er det en fordel, at der 4 146747 til udøvelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan arbejdes med sædvanlige kulstøvkedelfyr, som for indføringen af temperaturformindskelseskulstøv på en enkel måde kan udrustes med et efterforbrændingsrum og i givet fald med 5 en indretning til tilførsel af ekstra forbrændingsluft i forbrændingsrummet.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 til 3 viser skematiske fremstillinger til belysning 10 af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 4 et længdesnit gennem et kulstøvkedelfyr, som er indrettet til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

I den skematiske fremstilling i fig. 1 til 3 er der op-15 tegnet karakteristiske kurver 1 over kulstøvsamlingerne.

De karakteristiske kurver er kendte grafiske fremstillinger over fordelingen af kornstørrelserne i en kornblanding. Sædvanligvis gengives sådanne kornstørrelseskarakteristikker i dobbelt logaritmisk målestok, hvorved de viser sig 20 som næsten retliniede kurver. Af tydelighedsgrunde blev det ved fig. 1 til 3 valgt at anvende enkle lineære skalaer, hvor kornstørrelsen er afsat på abscisseaksen imod højre, og hyppigheden af denne kornstørrelse i en kulstøvsamling er afsat på ordinataksen opad. I denne afbildning 25 bliver kornstørrelseskarakteristikkerne klokkeformede kurver. Kornstørrelsesspektret for kulstøvsamlinger til kulstøvkedelfyr er sædvanligvis kontinuerligt.

I fig. 1 bemærker man først kornstørrelsesspektret 2 for forbrændingskulstøvet, hvormed et klassisk kulstøvkedel-30 fyr drives. Den øvre kornstørrelse ligger ved linien 3, de grovere kornstørrelser kan fjernes ved hjælp af en sigte 5 146747 eller en si. Det resterende kornstørrelsesspektrum tilføres fyret, således som pilen 4 antyder. Det frasorterede delspektrum 5 føres sædvanligvis tilbage til møllen, således som antydet med pilen 6.

5 Fig. 2 tydeliggør en udførelsesform ifølge opfindelsen, hvorved kornstørrelsesspektret 2 for forbrændingskulstøvet i første omgang stemmer overens med det i fig. 1 viste og tilføres fyret, således som pilen 4 også her antyder. Delspektret 5, der slutter op til linien 3, som markerer 10 den øvre kornstørrelse, tilføres imidlertid ligeledes fyret, således som den anden pil 7 antyder. Dette delspektrum 5 har sit eget kornspektrum, og for dette gælder udsagnet, at det hovedsageligt ligger over den allerede nævnte, forud givne, øvre grænsekornstørrelse ved 3. Fra-15 sorteret bliver nu kun et delspektrum 8, som føres tilbage til møllen, således som pilen 9 viser. Ved denne udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der altså både før og efter arbejdes f.eks. med en mølle eller en møllegruppe, hvorved der ikke desto mindre vindes et korn-20 størreIsesspektrum 5 med kornstørrelser, der i hovedsagen ligger over den forud givne øvre grænsekornstørrelse ved 3 og tilføres fyret som temperaturformindskelseskulstøv efter pilen 7.

Ved udførelsesformen ifølge 3 er der allerede i det fore-25 gående antydet en kornstørrelse 2 for forbrændingskulstøv og et kornstørrelsesspektrum 5 for temperaturformindskelses-kulstøv. Disse områder overlapper hinanden ved 10. De tilsvarende kulstøvsamlinger er f.eks. frembragt af forskellige møller eller mølleaggregater. Kun de for grove 30 kornstørrelser frasorteres og føres tilbage til møllen, således som området 11 og pilen 12 antyder.

Fig. 2 og 3 viser tydeligt, at på den ene side indblæses der i kulstøvkedelfyret en blanding af forbrændingsluft 146747 6 og forbrændingskulstøv med et forud givet kornstørrelsesspektrum 2, hvilket kornstørrelsesspektrum har en øvre grænsekornstørrelse ved 3, og at der som middel til at sænke flammetemperaturen i fyret indblæses ekstra afkølings-5 kulstøv, hvis kornstørrelsesspektrum 5 hovedsagelig lig ger over den forud givne øvre grænsekornstørrelse ved 3.

Temperaturformindskelseskulstøvet bliver efterbrændt i efterkoblede områder af den afkølede kulstøvkedelfyring.

Med dette formål forevises fig. 4, der viser en kulstøv-10 kedelfyring til udførelse af en fremgangsmåde ifølge opfindelsen. Man erkender forbrændingsrummet 101, 102, der er kølet ved hjælp af .kølerør 103. Til kulstøvkedelfyret hører der endvidere en generel, som brænder betegnet, indretning 104 for tilførsel af forbrændingsluft, for-15' brændingskulstøv og temperaturformindskelseskulstøv. For brændingskulstøvet tilføres med sin bæreluft via det centrale dyserør 105. Det er koncentrisk omgivet af et forbrændingslufttilførselsrør 106. Den forbrændingsluft, der tilføres via den således dannede ringspalte, får en rota-20 tion. Temperaturformindskelseskulstøvet med sin bæreluft tilføres gennem dyserøret 107, som koncentrisk omgiver forbrændingslufttilførselsrøret 106 med en tilsvarende afstand. Temperaturformindskelsesstøvet indføres i en kompakt impulsrig stråle i forbrændingsrummet 101, 102 og 25 når ind i området 102, der ligger i forlængelse af forbrændingsrummet 101 og danner efterforbrændingsrummet.

Strålen af temperaturformindskelseskulstøv er omgivet af ikke roterende luft, som tilføres gennem et bredere koncentrisk forbrændingslufttilførselsrør 108. Efterfor-30 brændingsrummet 102 kan også have yderligere organer 109 for tilførsel af forbrændingsluft. Det ligger inden for opfindelsens rammer at ombytte tilførslen af temperaturformindskelseskulstøv og forbrændingskulstøv. Den gennem røret 106 tilførte forbrændingsluft bliver dog i så fald 35 ikke sat i rotation. Den udefra tilførte forbrændingsluft m

Claims (4)

146747 kan i dette tilfælde tilføres med eller uden rotation. Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til drift af et kulstøvkedelfyr (f.eks. cyklonfyr, SU- eller hvirvelsmeltefyr eller kulstøvfyr 5 med tør askedannelse, hvorved der i kulstøvkedelfyret ind blæses en blanding af forbrændingsluft og forbrændingskulstøv med et forud givet kornstørrelsesspektrum, hvilket kornstørrelsesspektrum har en øvre grænsekornstørrelse, hvorved der desuden til sænkning af forbrændingstemperaturen 10 i fyret indføres et i forbrændingen indgående middel til formindskelse af flammetemperaturen, kendetegnet ved, at der som middel til formindskelse af flammetempera-turen i fyret indblæses ekstra temperaturformindskelseskulstøv, hvis kornstørrelsesspektrum i hovedsagen ligger 15 over den i det foregående gine øvre grænsekornstørrelse, og at dette temperaturformindskelseskulstøv efterforbrændes i efterkoblede områder af kulstøvkedelfyret.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at temperaturformindskelseskulstøvet indblæses i 20 kulstøvkedelfyret blandet med forbrændingskulstøvet.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at temperaturformindskelseskulstøvet indføres i strømmen af forbrændingsluft og forbrændingskulstøv u-afhængigt af forbrændingskulstøvet.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3, kende te g n e t ved, at forbrændingskulstøvet, eventuelt blandet med temperaturformindskelseskulstøvet, indblæses i kulstøvkedelfyret med en nærstøkiometrisk forbrændingsluftmængde, og at der i kulstøvkedelfyret indblæses ekstra 30 luft til efterforbrændingen af temperaturformindskelses-