FI109724B - Poltin hienojakoista hiiltä varten - Google Patents

Poltin hienojakoista hiiltä varten Download PDF

Info

Publication number
FI109724B
FI109724B FI955462A FI955462A FI109724B FI 109724 B FI109724 B FI 109724B FI 955462 A FI955462 A FI 955462A FI 955462 A FI955462 A FI 955462A FI 109724 B FI109724 B FI 109724B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
carbon dust
air
flow path
mixture
burner
Prior art date
Application number
FI955462A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI955462A (fi
FI955462A0 (fi
Inventor
Toshimitsu Ichinose
Hideaki Oota
Masaharu Ooguri
Hitoji Yamada
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP27910294 priority Critical
Priority to JP27910294A priority patent/JP3377626B2/ja
Priority to JP09230295A priority patent/JP3367784B2/ja
Priority to JP9230295 priority
Priority to JP14606795A priority patent/JP3342237B2/ja
Priority to JP14606795 priority
Application filed by Mitsubishi Heavy Ind Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Publication of FI955462A0 publication Critical patent/FI955462A0/fi
Publication of FI955462A publication Critical patent/FI955462A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI109724B publication Critical patent/FI109724B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/007Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel liquid or pulverulent fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045Combustion 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/02Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00Staged combustion
    • F23C2201/20Burner staging

Description

1 109724
Poltin hienojakoista hiiltä varten I Tämä keksintö koskee hiilipölyn polttoon tarkoitettua poltinta, jota käytetään hiilipölyn polttokattilassa, kemiallisen teollisuuden uunissa jne. kunnal-5 lisissä energialaitoksissa ja muussa teollisuudessa.
Kuvio 11 on pitkittäisleikkauskuva, joka esittää aiemman tekniikan esimerkkiä sylinterimäisestä hiilipölypolttimesta, joka on tämän keksinnön perusta. Kuvio 12 on sama edestäpäin, ja kuvio 13 on poikkileikkauskuva kuviosta 11 viivaa Vili - Vili pitkin. Tähän polttimeen tuotetaan öljyruisku 01 palamisen stabi-10 loimiseksi polttimen akselin keskiosassa, ja öljyn primaari-ilman virtaustie 13, joka ympäröi öljyruiskua 01 ja joka jakautuu ulompaan kehään öljyn primaari-ilmaputken 02 avulla, hiilipölyn ja primaari-ilman seoksen virtaustie 14 öljyn primaari-ilman virtaustien 13 ulkopuolella, joka jakautuu ulompaan kehään primaa-ri-ilmaputken 03 avulla, sekundaari-ilman virtaustie 15 hiilipölyn ja primaari-ilman 15 seoksen virtaustien 14 ulkopuolella jaettuna ulompaan kehään sekundaarisen ilmaputken 04 avulla, ja tertiaari-ilman virtaustie 16 kauempana sekundaari-ilmaputken 04 ulkopuolella jaettuna ulompaan kehään ulomman sylinterin avulla.
Öljyn primaari-ilman virtaustien 13 päätyosan päässä pyörresiipi 05 20 huolehtii raskasöljyn vakaiden liekkien säilymisestä, öljyn primaari-ilmaa syöte- '·.· tään 5-10 %:n suhteella kokonaisilmamäärästä apuilmana silloin kun raskasöl-• · jyä poltetaan tai palamista stabiloidaan.
Sekundaari-ilma ja tertiaari-ilma pääasiallista palamista varten jae-taan sekundaari-ilmaan ja tertiaari-ilmaan ilmatuulikaapin 09 avulla. Sekundaa-25 rinen pyörresiipi 07 antaa tarpeellisen pyörrevoiman sekundaari-ilmalle, joka sit-ten syötetään tulipesään sekundaari-ilman virtaustien 15 kautta ja sekundaarin ’·* ’ ilmasuuttimen 18 kautta. Vastaavasti tertiaari-pyörresiipi 08 antaa tarpeellisen pyörrevoiman tertiaari-ilmalle, joka syötetään tulipesään tertiaari-ilman virtausti-:· j en 16 kautta ja tertiäärin ilmasuuttimen 19 kautta.
30 Toisaalta, kuten kuviossa 13 esitetään, hiilipöly pääpolttoaineena . *·, syötetään polttimeen yhdessä primaari-ilman kanssa, joka kuljettaa hiilipölyn syöttöputken 11 kautta, joka liitetään kohtisuoraan primaari-ilmaputkeen 03, ja edelleen tulipesään seoksen virtaustien 14 ja hiilipölyn suuttimen 17 kautta. Hii-v lipölyn suuttimesta 17 suihkutettu hiilipöly sytytetään ja se palaa, kun se hajote-35 taan ja sekoitetaan sekundaari-ilman ja tertiaari-ilman kanssa ja myöhemmin 2 109724 palaa täydellisesti ilman avulla, jota tulee jälki-ilman aukosta (ei esitetty), joka tuotetaan uunin jälkiosaan.
Ohimennen sanoen sekundaari-ilman suuttimen 18 päätyosan päähän, joka vastaa primaari-ilman ja hiilipölyn seoksen virtaustien 14 ulkokehää, 5 tuotetaan liekkien stabilointilevy 06.
Aiemman tekniikan tason mainitussa aksiaalisessa symmetrisessä sylinterityyppisessä polttimessa on jäljempänä mainittava puute:
Kun polttimeen syötetty hiilipöly virtaa suorakulmaisesti primaari-ilmaputken 03 akseliin nähden, hiilipölyn ja primaari-ilman seoksen virtaustiellä 10 14 esiintyy poikkeamavirtauksia ja hiilipölyn tiheysjakauma kehän suunnassa hii lipölyn suuttimen 17 ulostulo-osassa tulee äärimmäisen epätasaiseksi. Sen ohella polttimen ja hiilipölyn syttymispisteen välinen etäisyys tulee epätasaiseksi kehän suunnassa. Se tarkoittaa, että alueella, jossa hiilipölyn tiheys on suuri, syttymispiste on lähellä ja jos tiheys on päinvastoin alhainen, syttymispiste jou-15 tuu kauemmaksi. Jos syttymispiste tulee epäsäännölliseksi, on olemassa pelko, että poltin vaurioituu kuumuudesta alueella, jossa syttymispiste on lähellä. Lisäksi alueella, jossa syttymispiste on etäällä, kun sekundaari-ilma on jo osittain hajonnut, ilman suhde syttymispisteessä tulee suureksi ja syntyy hapetusliekki, näin muodostuu kasvava määrä NOx:a.
20 Seuraavassa kuvataan aiemman tekniikan mukaista poltinta, jota esi- ’·.· tetään kuvioissa 14 ja 15.
. .·. Kuvio 14 on pitkittäisleikkauskuva, jossa esitetään esimerkki aiem- man tekniikan mukaisesta hiiltä polttavasta sylinterityyppisestä polttimesta, ja kuvio 15 on leikkauskuva kuviosta 14 viivaa V - V pitkin. Näissä kuvioissa seu-!".* 25 raavilla viitenumeroilla merkitään seuraavia komponentteja ja osia: 201 poltti-men tuulikaappi, 202 hiilipölyn ja primaari-ilman sekoitussylinteri, 203 liekkien ' stabilointilevy, 204 sekundaari-ilmasylinteri, 205 tertiaari-ilmasylinteri, 206 öljy-poltinruiskun ohjausputki, 207 öljyn poltinruisku, 208 hiilipölyn ti-heä/ohuterottelija, 209 sekundaari-ilman määrän säätölaite, 210 sekundaari-30 ilman pyörresiipi, 211 tertiaari-ilman pyörresiipi, 212 hiilipölyseoksen heittoputki, . 213 polttimen etuseinämä, 214 hiilipölyseososasto, 215 sekundaari-ilman osas- !!! to, 216 tertiaari-ilman osasto, 217 sekundaari-ilman määrän säätölaitteen käyt-*;·’ tövipu, 218 sekundaari-ilman pyörresiiven käyttövipu, 219 tertiaari-ilman pyörre- :.v siiven käyttövipu, 220 tiivistysilma, 221 hiilipölyseos, 222 sekundaari-ilma, 223 : ‘ : 35 tertiaari-ilma, 224 nestemäinen polttoaine ja 225 kattilan tulipesä.
3 109724
Ilman puhalluslaitteesta (ei esitetty) syötetty polttoilma jaetaan samalla, kun se virtaa, sekundaari-ilmaksi 222 ja tertiaari-ilmaksi 223 polttimen tuuli-kaapissa 201.
Sekundaari-ilman 222 määrää säädetään tarpeen mukaan sekun-5 daari-ilman määrän säätölaitteella 209, jota käytetään käyttövivun 217 avulla, ja ilma syötetään sekundaari-ilman sylinterin 204 sisällä olevaan sekundaari-ilman osastoon 215 käyttövivun 218 avulla käytettävän sekundaari-ilman pyörresiiven 210 kautta, ja sitten ilma puhalletaan kattilan tulipesään 225. Jäljellä oleva polttoilma syötetään tertiaari-ilmana 223 tertiaari-ilman osastoon 216 tertiaari-ilman 10 sylinterissä 205 tertiaari-ilman pyörresiiven 211 kautta ja sitten ilma puhalletaan kattilan tulipesään 225.
Polttoaineena oleva hiili jauhetaan hiilen jauhamislaitteen avulla (ei esitetty), sekoitetaan primaari-ilman kanssa ja syötetään hiilipölyseoksena 221 ja puhalletaan hiilipölyseoksen osastoon 214 hiilipölyseossylinterin 202 sisälle 15 hiilipölyseoksen heittoputkesta 212. Hiilipölyseossylinterin 202 loppupäähän tuotetaan liekkien stabilointilevy 203 ja sen sisäpuolelle tuotetaan öljypoltinruiskun ohjausputki 206, joka kulkee hiilipölyseossylinterin 202 poikki. Öljypoltinruiskun ohjausputken 206 ulkokehälle tuotetaan sylinterimäinen hiilipölyn tiheä/ ohuterottelija 208, jonka etuosa ja takaosa ovat supistetut, ja se sijoitetaan 20 hiilipölyseososaston 214 ulostulon lähelle.
\· Öljypoltinruiskun ohjausputken 206 sisälle tuotetaan öljypoltinruisku • · . .·. 207 nestemäisen polttoaineen 224 sumutettua polttoa varten. Öljypoltinruiskun 207 avulla tapahtuvan nestemäisen polttoaineen 224 polton tarkoituksena on lämpötilan nostaminen kattilan tulipesässä 225 ennen hiilipölyn polton aloitta- ;·γ 25 mistä. Öljypoltinruiskun ohjausputken 206 sisälle syötetään tiivistysilmaa 220 • · · jatkuvasti ilman puhalluslaitteesta (ei esitetty), jotta öljypoltinruiskun ohjausputki *' ’ 206 ei tukkeutuisi hiilipölyn vuoksi, kun hiilipölyn poltto aloitetaan.
Hiilipölyseososastoon 214 puhallettavaa hiilipölyseosta 221 kiihdyte-:,' j tään samalla, kun se kulkee hiilipölyn tiheä/ohuterottelijan 208 ulkokehällä ja hii-30 lipölyseososaston 214 ulostulo-osassa se äkkiä laajenee ja hidastaa vauhtiaan. Tässä kohtaa hiilipölyseoksen 221 hiilipöly virtaa suurimmalta osaltaan inertia-;;; voimien vaikutuksesta ulommalla kehäsivulla tai hiilipölyseossylinterin 202 sisä- r' seinämän pinnalla ja hiilipölyseososaston 214 ulostulon keskiosassa, siellä vir-—taa primaari-ilma hiilipölyseoksessa 221 ja pieni määrä siihen sekoittunutta hie-35 nojakeista hiilipölyä. Sen mukaisesti kattilan tulipesään 225 puhalletulla hiilipö- 4 109724 lyseoksen 221 suihkutusvirralla on sellainen tiheysjakauma, jossa hiilipölytiheys on korkea pinnalla (ulkopinnalla) ja alhainen sisäpuolella.
Hiilipölyseossylinterin 202 loppupäähän tuotettu liekkien stabilointile-vy 203 muodostaa sekundaari-ilman 222 pyörrevirtauksia, jotka viilaavat hiilipö-5 lyseossylinterin 202 ulkokehällä liekkien stabilointilevyn 203 takapinnalla ja näin hiilipölyseoksen 221 suihkuvirtauksen pinnalla (ulkopuolella) hiilipöly joutuu sinne ja syttyy ja hiilipölyn liekki sytytysosassa stabiloituu.
Hiilipölyseossylinteristä 202 kattilan tulipesään 225 puhallettava hiili-pölyseos 221 sytytetään sytytyslähteen (ei esitetty) avulla samalla, kun suih-10 kuosan ympärillä hiilipölyseos 221 sytytetään hiilipölyseoksen 221 suihkuvirtauksen pinnalta ja kun se etenee myötävirtaa hiilipölyseoksen 221 suihkuvirtauksessa, syttyminen etenee sisemmän puolen suuntaisesti ja näin hiilipölyn liekit syntyvät. Kuvio 16 on kaavamainen piirustus, joka esittää hiilipölyliekin mallia. Mitä lähempänä syttymispiste on hiilipölyseoksen 221 suihkutusaluetta, sitä 15 enemmän hiilipölyn liekki pyrkii stabiloitumaan. Hiilipölyliekin syttymispisteessä, kuten kuviossa 16 esitetään, hiilipölyseoksen 221 suihkutusvirtauksen pintaa lämmitetään sytytyslähteellä, minkä avulla haihtuva sisältö muodostuu ja syttyy. Sen mukaisesti, jos hiilipölyn tiheys suihkuvirtauksen pinnalla on korkea hiilipölyseoksen 221 suihkuosan lähellä, hiilipölyn liekin syttymispiste tulee lähem-20 mäksi suihkuosaa ja syntyy stabiileja hiilipölyliekkejä. Näin syntyneet hiilipöly-'·.· liekit jatkavat palamista kehältä puhallettavan sekundaari-ilman 222 ja tertiaari-. ilman 223 avulla.
Edellä kuvatussa aiemman tekniikan mukaisessa hiilenpolttoon tar-koitetussa sylinterityyppisessä polttimessa, jota on esitetty kuvioissa 14 ja 15, on ;*.· 25 seuraavia puutteita ratkaistavana:
Vaikka hiilipölyseoksen 221 suihkuvirtauksen hiilipölytiheysjakaumaa ’·* * säädetään hiilipölyseososaston 214 ulostulossa hiilipölyn tiheä/ohuterottelijan 208 avulla, hiilipölyn tiheys suihkuvirtauksen pinnalla ei muodostu riittävän kor-keaksi, ja alhaisen haihtuvan sisällön omaavien hiilien poltossa, jolloin polttoai- • 30 neen suhde (kiinteän hiilisisällön ja haihtuvan sisällön suhde) on korkea, hiilipö- lyliekin syttymispiste eroaa kauaksi hiilipölyseososaston 214 ulostulosta ja näin • I · !!; f liekin syttymisstabiilisuus ei ole riittävän hyvä.
Lisäksi, kun polttomäärä kattilan tulipesässä 225 alenee, hiilen jauha-:,0 tuslaitteesta syötettävän hiilipölyseoksen 221 hiilipölyn tiheys laskee ja hiilipöly-35 liekin syttymisstabiliteetti alhaisen kuormituksen poltossa huononee.
5 109724
Seuraavaksi kuvataan aiemman tekniikan mukaista, kuviossa 17 esitettyä poltinta.
Kuvio 17 on kaavamainen pitkittäisleikkauskuva aiemman tekniikan mukaisesta hiilipölypolttimen pääosasta, johon tuotetaan uunin seinämän aukon 5 309 sisäpuolelle ulomman kehän sylinteri 307 tertiaari-ilman suihkutusaukon 308 kautta ja ulomman kehän sylinterin 307 sisäpuolen keskelle polttimen runko 301' sekundaari-ilman suihkutusaukon 306 kautta ja hiilipölyä ja primaari-ilmaa syötetään polttimen rungosta 301'.
Kuvion vasemman reunan sisäänmenoon tuotetaan putkeen 10 säätölaite (ei esitetty) ja ilman määrä lisätään tai vähennetään yhtenäisesti eikä kunkin primaarin, sekundaarin ja tertiäärin virtaustien avulla.
Kuvion 16 oikea reuna on käsitteellinen piirustus poltosta, jossa esitetään, että poltto etenee kahdessa vaiheessa: pelkistysilmakehässä, jossa ilman suhde on alle 1 ja hapetusilmakehässä, jossa ilman suhde on suurempi kuin 1, 15 so. ensin hiilipöly saa haihtuvat ainesosat palamaan pelkistysilmakehässä ja tuottaa NOx:a ja sitten palaa muuttaakseen sen N2:ksi tai saa aikaan hapetuspa-lamista.
Viimeaikoina, kuten on tunnettua, koska alhaista NOx-pitoisuutta vaaditaan kaikenlaisissa pakokaasuissa, myös edellä mainitussa palamisessa, 20 pelkistysilmakehässä tuotetun NOx:n konvertoimiseksi välittömästi Isaksi voitai-·. : siin syöttää ilmaa (itseasiassa happea) nopeasti alueella, jossa lämpötila ei las- . ke, mutta on olemassa sellainen ongelma, että jos esimerkiksi primaari-ilmaa “i. syötetään liikaa, jäähdytyslämmön suhde tulee liian korkeaksi palamislämpöön verrattuna niin, että haihtuvan sisällön palaminen ei kehity ja vaikka primaari-25 ilman määrää pidätetään sopivasti ja sekundaari-ilman ja tertiaari-ilman määrät * · · : lisääntyvät, johtuen siitä, että polttimen 301' päätyosan (kuvion oikea pää) muo- V : dostama ilmanvirtausviiva ja ulomman kehän sylinteri 307 aukeavat suppilon ta voin, kuten kuviossa esitetään, ilma ei voi sekoittua hyvin polttoalueella ellei se tule suhteellisen etäälle myötävirtaan. On tarpeetonta mainita, että suppilomai-30 nen aukko polttimen rungon 301' ja ulomman kehän sylinterin 307 päätyosassa t \t on välttämätön, koska vaaditaan, että ilma täytyy sekoittaa tasaisesti nk. kehi-• · · tyskaasun (NOx jne.), ilman jne. palamisliekkeihin palamisalueella, joka laajenee ;·' äkkiä palamisen avulla ja että liekkien nykyistä nopeutta täytyy vaimentaa sopi- : Y: vasti, jotta varmistetaan riittävä lämmönsiirtyminen uunin seinämän putkiin jne.
35 NOx:n tuottomäärä suhteessa pelkistysilmakehän lämpötilaan alueel la, jossa hiilipöly lakkaa palamasta pelkistysilmakehän ja hapetusilmakehän jäi- 6 109724 keen tai äärimmäisessä reunassa kuviossa 17, esitetään kuviossa 18 diagrammina, joka osoittaa, että mitä korkeampi pelkistysilmakehän lämpötila on, sitä pienempi on NOx-määrä.
Kuvio 19 on diagrammi, joka esittää sekundaari-ilmamäärän ja hiilen 5 haihtuvan sisällön määrän suhdetta kuviossa 18 esitetyssä esimerkissä.
Edellä kuvatussa, aiemman tekniikan mukaisessa hiilipölyn poltti-messa, joka esitetään kuviossa 17, on seuraavat puutteet ratkaistavana: Tässä aiemman tekniikan hiilipölypolttimessa hiilipölyä kantavan primaari-ilman ja kehän sekundaari-ilman ja tertiaari-ilman suihkuaukot tuotetaan 10 kiinteästi eikä ilman määrää voida säätää suihkuaukoissa hiilen laadun mukaan.
Sen mukaisesti ilman määrän säätö suoritetaan tavallisella putkeen asennettavalla säätölaitteella, joka tuotetaan säädettävään sisäänmenoon.
Alhainen NOx:n poltto hiilipölypolttimen avulla riippuu siitä, kuinka nopeasti hiilen haihtuva sisältö palaa pelkistyksessä välittömästi suihkuaukkojen 15 jälkeen ja kuinka nopeasti tuotettu NOx muuttuu laiksi, samalla kun lämpötila ei laske myöhemmin.
Mutta koska haihtuva sisältö vaihtelee hiilen laadun mukaisesti ja koska voimalaitoksessa vielä käytetään monen laatuista hiiltä, aiemman tekniikan hiilipölypolttimessa, jossa suppilomaiset aukot tuotetaan kiinteästi, ongel-20 maksi muodostuu se, että sekundaari-ilman sekoittumisalue muodostuu kau-'·, j emmaksi ja alhaista NOx:n palamista ei saavuteta hyvin hiilen laatuun nähden.
, Tämän keksinnön tavoite on sen vuoksi tuottaa hiilipölypoltin, joka
Pystyy saamaan hiilipölyn tiheysjakauman kehällä tasaiseksi hiilipölysuuttimen ulostulo-osassa kuin myös varmistamaan, että ulkokehälle tuotetaan tiheä ; · / 25 sekoitus ja sisäpuolelle ohut sekoitus ja että muodostetaan hiilipölyn liekit, joilla t · « :: on vakaat syttymispisteet.
v ·' Tämän keksinnön toinen tavoite on tuottaa hiilipölypoltin, joka pystyy vähentämään NOx:n määrää palamisessa.
\ Jotta nämä tavoitteet saavutetaan, tämä keksintö aikaansaa patentti- *"*: 30 vaatimuksessa 1 määriteltävän hiilipölypolttimen. Sellainen poltin käsittää öljy- j. ruiskun palamisen stabiloimiseksi keskiosassa, poikkileikkaukseltaan rengas- t I · ;;; maisen öljyn primaari-ilman virtaustien, joka ympäröi öljyruiskua, poikkileikkauk- * · seitaan rengasmaisen hiilipölyn ja primaari-ilman seoksen virtaustien, joka ym-:Y: päröi öljyn primaari-ilman virtaustietä, poikkileikkaukseltaan rengasmaisen se- 35 kundaari-ilman virtaustien, joka ympäröi seoksen virtaustietä ja poikkileikkauk- • » seitaan rengasmaisen tertiaari-ilman virtaustien, joka ympäröi sekundaari-ilman 7 109724 virtaustietä, ja jossa hiilipölyn syöttöputki liitetään tangentiaalisessa suunnassa seoksen virtaustiehen, ja jolle on tunnusomaista se, että seoksen saapumiskul-man säätövälineet on aikaansaatu hiilipölyn syöttöputkeen.
Tämän keksinnön mukainen hiilipölypoltin on konstruoitu, kuten edel-5 lä mainittiin, ja hiilipölyn syöttöputki liitetään tangentiaalisessa suunnassa hiilipölyn seoksen virtaustiehen ja siten hiilipölyseokselle annetaan pyörrevoimia ja hiilipölyn tiheys tulee korkeaksi seoksen virtaustien ulommalla kehäosalla ja ohueksi sisäpuolella. Tämän pyörteisyyden avulla kehän tiheysjakauma saadaan tasaiseksi.
10 Tämän keksinnön mukaisen hiilipölypolttimen mainitun konstruktion lisäksi, jos hiilipölyseoksen heittonopeuden säätölevy tuotetaan hiilipölyseoksen heittoputkeen, hiilipölyn puhallusnopeus voidaan aina pitää sopivana jopa alhaisen kuormituksen vallitessa.
Edelleen mainitun heittonopeuden säätölevyn lisäksi, jos sellaista 15 konstruktiota käytetään, että mainitun hiilipölyn seossylinterin sisäpuolen etuosa jaetaan ulompaan osaan ja sisempään osaan ja jos tuotetaan hiilipölyn tiheyden erottelusylinteri, joka muodostaa poikkileikkaukseltaan rengasmaisen tiheän seoksen tien ulkosivulle ja ohuen seoksen tien sisäpuolelle, silloin mainittu tiheä seos virtaa poikkileikkaukseltaan rengasmaiseen tiheän seoksen virtaustiehen, 20 joka muodostuu ulkosivulle ja ohut seos virtaa ohuen seoksen virtaustiehen, jo-,'·· ka muodostuu hiilipölyn tiheyden erottelijan sisäpuolelle, näin saavutetaan hiili- : : ’: pölypoltin, joka varmasti pystyy muodostamaan tiheän ja ohuen seoksen.
··· Tai tämän keksinnön mukaisen hiilipölypolttimen sellaisen konstrukti- : on lisäksi, kuten edellä mainittiin, jossa hiilipölyn syöttöputki liitetään tangentiaa- • ( » · : 25 lisessa suunnassa seoksen virtaustiehen, jos tällainen konstruktio otetaan, jossa tuotetaan laite mainitun hiilipölyseoksen saapumiskulman säätämiseksi hiilipölyn • · · syöttöputken päätyosaan, voidaan hiilipölyseoksen pyörrevoimaa säätää. Tämän mukaisesti, vaikka polttokuormitus laskee ja hiilipölytiheys seoksessa las- * » · kee, hiilipöly keskittyy ulommalle virtausreitille, hiilipölytiheys tuossa virtaustiessä ’...: 30 pysyy tietyllä tasolla ja syttyminen voidaan stabiloida.
: Lisäksi tämän keksinnön mukaisessa hiilipölypolttimessa, jossa hiili- .···. pölyn syöttöputki liitetään tangentiaalisessa suunnassa seoksen virtaustiehen, kuten edellä mainittiin, jos seoksen virtaustie konstruoidaan niin, että se käsittää '•v sisemmän sylinterielementin, jossa on laippa, joka avautuu päätyosassa suppi-:: 35 lomaisena ja jonka kehällä on ajoittain leikattuja osia, ja ulomman sylinterielementin, joka ympäröi sisempää sylinterielementtiä, jonka päätyosassa on sa- 8 109724 manmuotoinen laippa kuin mainitussa sisemmässä sylinterielementissä, ja joka pyörii akselin ympäri sisempään sylinterielementtiin nähden, voidaan NOx:n määrää vähentää tehokkaasti.
Toisin sanoen käyttämällä konstruktiota, jossa öljyruisku polton stabi-5 toimiseksi ja öljyn primaari-ilman virtaustie ovat mainitun konstruktion sisemmän sylinterielementin ja ulomman sylinterielementin ympäröimiä, ja ajankohtana, jolloin öljyruisku sytytetään, hiilipölyn poltto aloitetaan sen jälkeen, kun hiilipölyä ja hiilipölyä kuljettavaa ilmaa suihkutetaan ulkokehältä ja riittävä pelkistysilmakehä ja hapetusilmakehä muodostetaan, jos ulompaa sylinterielementtiä pyöritetään 10 esimerkiksi sisempään sylinterielementtiin nähden, silloin kunkin laipan leikatut osat (tämän jälkeen laippaa ja poisleikattuja osia kutsutaan "laipaksi") limitetään toistensa kanssa (auki) tai pyöritetään toisistaan erilleen (kiinni) kehän suuntaisesti, ja limitettäessä sekundaari-ilmaa tulee suoraan laipan alueelle poisleikattujen osien kautta niin, että sekundaari-ilman syöttö tapahtuu nopeasti 15 ja alhaisen NOx:n alue (konversio isiksi) saadaan tehokkaasti. Ja kun laippoja pyöritetään erilleen, poisleikatut osat etenevät sulkemaan toisensa, sekundaari-ilman suora virtaus vähenee ja loppuu sulkemisen jälkeen, ja näin muodostuu suppilomainen laippa ilman poisleikattuja osia, joka vastaa tavanomaista laippaa. Jos kunkin laipan poisleikattujen osien avausta säädetään sopivasti, 20 voidaan saavuttaa suora ilmavirtaus, joka parhaiten sopii kyseisen hiilen laa-tuun.
• · : Ohimennen sanoen ulompi sylinteri tuottaa sekundaarin ja tertiäärin • · · ilman, kuten tavanomaisessa laitteessa.
•»· : . ·. Oheisissa piirustuksissa: • · · ♦ : 25 Kuvio 1 on pitkittäisleikkauskuva tämän keksinnön mukaisesta en- simmäisestä edullisesta suoritusmuodosta.
Kuvio 2 on kuvio 1 edestäpäin.
Kuvio 3 on leikkauskuva kuviosta 1 viivaa III - III pitkin.
'· ” Kuvio 4 on leikkauskuva kuviosta 1 nuolten osoittamaa viivaa IV- IV
30 pitkin.
. Kuvio 5 on leikkauskuva kuviosta 1 nuolten osoittamaa viivaa V - V
.*··. pitkin.
• · ]·[ Kuvio 6 on pitkittäisleikkauskuva tämän keksinnön mukaisesta toises- ::· ta edullisesta suoritusmuodosta.
35 Kuvio 7 on leikkauskuva kuviosta 6 nuolten osoittamaa viivaa II - Il pitkin.
109724 g
Kuvio 8 on leikkauskuva kuviosta 6 nuolten osoittamaa viivaa III - III
pitkin.
Kuvio 9 on piirustus tämän keksinnön mukaisen kolmannen edullisen suoritusmuodon pääosasta, jossa kuvio 9(a) on kuva edestäpäin ja kuvio 9(b) 5 on leikkauskuva oikealta sivulta (pitkittäisleikkauskuva).
Kuvio 10 on piirustus, joka esittää toiminnallisen vertailun kolmannen edullisen suoritusmuodon ja aiemman tekniikan esimerkin välillä, jossa kuvio 10(a) esittää kolmatta edullista suoritusmuotoa ja kuvio 10(b) esittää aiemman tekniikan esimerkkiä.
10 Kuvio 11 on pitkittäisleikkauskuva aiemman tekniikan hiilipölypoltti- men esimerkistä.
Kuvio 12 on kuvio 11 edestäpäin.
Kuvio 13 on poikittainen leikkauskuva kuviosta 11 viivaa Vili - Vili pitkin.
15 Kuvio 14 on pitkittäinen leikkauskuva aiemman tekniikan hiilipolttimen sylinterityyppisestä polttimen esimerkistä.
Kuvio 15 on leikkauskuva kuviosta 14 nuolten osoittamaa viivaa V - V
pitkin.
Kuvio 16 on kaavamainen piirustus hiilipölyliekin mallista.
20 Kuvio 17 on kaavamainen pitkittäisleikkauskuva aiemman tekniikan .*·· polttimen esimerkin pääosasta.
: Kuvio 18 on diagrammi, joka esittää lopullisen NOx:n tuoton ja aiem- ··· man tekniikan esimerkin pelkistysilmakehän lämpötilan välistä suhdetta.
• · · : .·. Kuvio 19 on diagrammi, joka esittää sekundaari-ilman määrän ja hii- : X 25 Ien haihtuvan sisällön määrän välistä yleistä suhdetta.
Seuraavassa on konkreettinen kuvaus tämän keksinnön mukaisesta • · · * · · ‘ hiilipölypolttimesta, joka perustuu kuvioissa 1-10 esitetyille edullisille suoritus muodoille.
• tl *· Ensimmäinen edullinen suoritusmuoto 30 Seuraavaksi selitetään ensimmäistä edullista suoritusmuotoa kuvi- : oissa 1 - 5. Kuvioissa 1-5 samaa tai vastaavaa komponenttia tai osaa kuin ai- ,···. emman tekniikan esimerkissä kuvioissa 11 - 13 on merkitty samalla viitenume-
I I
* · [ rolla yksinkertaisuuden vuoksi ja yksityiskohtainen kuvaus on jätetty pois.
:.v Tässä ensimmäisessä edullisessa suoritusmuodossa hiilipölyn syöt- 35 töputki 11 liitetään seoksen virtaustiehen 14 tangentiaalisessa suunnassa tietyssä saapumiskulmassa a (45° - 90°) ja hiilipölyn syöttöputken 11 päätyosaan tuo- 10 109724 tetaan kappale 28, joka kiertyy oikealle ja vasemmalle, polttimen poikkileikkauksessa akselin ympäri hiilipölyn syöttöputken 11 sisemmässä päätypinnassa mainitun seoksen saapumiskulman säätämiseksi.
Lisäksi tässä ensimmäisessä edullisessa suoritusmuodossa tuote-5 taan hiilipölyn tiheyden jakajasylinteri 25 seoksen virtaustien 14 jakamiseksi ulompaan kehäosaan 26 ja sisempään kehäosaan 27. Ulompaan kehäosaan 26, ts. mainitun hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 25 ja primaari-ilmaputken 03 väliselle virtaustielle 26, tuotetaan, kuten kuviossa 4 esitetään, useita jakajia 23 kehän suuntaisesti. Sisempään kehäosaan 27, ts. mainitun hiilipölyn tiheyden 10 jakajasylinterin 25 ja öljyn primaari-ilmaputken 02 väliselle virtaustielle 27, tuotetaan useita oikaisulevyjä 24, kuten kuviossa 5 esitetään, virtauksen oikaisemiseksi yhdensuuntaiseksi akselin linjan kanssa.
Lisäksi tässä ensimmäisessä suoritusmuodossa tuotetaan sekundaari-ilman suutin 18 sekundaari-ilman virtaustien 15 päätyosaan että tertiaari-ilman 15 suutin 19 tertiaari-ilman virtaustien 16 päätyosaan ja ne molemmat työntyvät esiin hiilipölynsuuttimen 17 etuosasta, joka muodostaa seoksen virtaustien 14 päätyosan. Tertiaari-ilman suuttimen 19 päätyosan ulkopuolelle tuotetaan keinotekoinen taittaja 21) niin, että tertiaari-ilman virtaustien 16 päätyosa avautuu ulomman pinnan suuntaan.
20 Tässä ensimmäisessä edullisessa suoritusmuodossa, kuten edellä mainittiin, kun hiilipölyn syöttöputki 11 liitetään tangentiaalisessa suunnassa, hii-Li.: lipölyn ja primaari-ilman seokseen muodostetaan pyörrevoimia, tiheän hiilipölyn *:· seos muodostetaan ulommalle kehäosalle ja seos virtaa ulommalle kehän vir-• :*: taustielle 26 ja ohuen hiilipölyn seos muodostetaan sisemmälle kehäosalle ja : 25 seos virtaa sisemmälle kehän virtaustielle 27, mainitut virtaustiet muodostuvat hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 25 avulla. Lisäksi tiheyden jakauma kehän suunnassa tasoittuu pyörrevoimien vaikutuksesta.
, . Sen jälkeen kun mainittu seos on suihkutettu tulipesään samalla, '; *· kun se virtaa pyörteisenä, hiilipölyn liekit leviävät laajoissa kulmissa eikä vain ···* 30 NOx lisäänny äkillisestä sekoittumisesta tertiaari-ilman kanssa, vaan myös polt-: toliekit törmäävät uunin seinämiin polttimen järjestelyn mukaisesti, muodostuu ongelmaksi kuonan tai CO:n lisääntyminen jne. ja siten hiilipölyn seos on edullisesti virta, jossa on heikkoa pyörteilyä tai suora virtaus, joka on yhdensuuntai-nen polttimen akselin kanssa. Tässä ensimmäisessä edullisessa suoritusmuo-35 dossa lohkomaiset jakajat 23 tuotetaan virtaustielle 26 hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 25 ulkopinnalle polttimen päätyosassa heikentävät tiheän seoksen „ 109724 pyörrevirtausta sekä vahvistavat liekkien stabilointia jakajien 25 taakse tuotettujen Karman vortex-laitteen avulla. Toisaalta virtaustielle 27 tuotetaan oikaisule-vyt 24 hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 25 sisäpuolelle ohuen seoksen oikaisemiseksi suoraksi virtaukseksi ja ohut seos sytytetään palamaan tiheän seok-5 sen liekeistä tulevan säteilylämmön avulla.
Hiilipölyn syöttöputkeen 11 tuotettu liikkuva kappale 28 säätää hiilipölyn pyörrevoimia säätämällä primaari-ilman ja hiilipölyseoksen saapumiskulmaa. Palamiskuorman alentumisen seurauksena hiilipölyn tiheys hiilipölyseoksessa alentuu suhteellisesti rouhimen ilmavirtauksen rajoituksen vuoksi ja syttyminen 10 tulee epästabiiliksi. Tämän seurauksena, jos liikkuvaa kappaletta 28 siirretään suuntaan, jossa kiertymissäde tulee suuremmaksi, hiilipöly keskittyy keskipakoisvoimien vaikutuksesta virtaustielle 26 hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 25 ulkopuolelle, ja vaikka palamiskuorma alenee, hiilipölyn tiheys hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 25 ulkopuolella säilyy tietyllä tasolla ja vakaa syttyminen varmis-15 tetaan.
Lisäksi tässä ensimmäisessä edullisessa suoritusmuodossa, kun sekundaari-ilma suutin 18 ja tertiaari-ilmasuutin 19 tuotetaan hiilipölysuuttimen 17 etupuolelle, hiilipölyseoksen kanssa yhdensuuntaisesti suihkutetun sekundaari-ilman kosketusta liekkien kanssa viivytetään ja tämän seurauksena sekundaari-20 ilman sekoittuminen hiilipölyseokseen ennen sen syttymistä voidaan estää.
.*·: Lisäksi tässä ensimmäisessä edullisessa suoritusmuodossa, kun ter- : tiaari-ilman virtaustien 16 päätyosa avautuu suuntaan, joka on ulkosivua päin, ·:· tertiaarisen ilmasuuttimen 19 päätyosan ulkopuolella olevan keinotekoisen taitta-: jän 21 vuoksi, tertiaari-ilma muodostaa sellaisen kierrätysvirtauksen liekkien ym- : 25 parille, ja näin muodostuu laaja NOx:n pelkistysalue ja NOx vähenee.
’•j·* Virtaustien päätyosan kehälle (tiheän seoksen virtaustielle) 26 hiilipö lyn tiheyden jakajasylinterin 25 ulkopuolelle tuotetaan edullisesti kolme tai use-. . ampi jakaja 23. Ja jakajien 23 pinta-alasuhde tiheän seoksen virtaustien 26 poikkileikkausalueeseen on edullisesti 15-30 %. Hiilipölyn tiheyden jakajasylin-• 30 terin 25 sisäpuolella olevaan virtaustiehen (ohuen seoksen virtaustie) 27 tuotet- : tavat oikaisulevyt 24 ovat edullisessa suoritusmuodossa tasaisia levyjä, joiden pituus on edullisesti "pivotal pitch" tai enemmän ja lukumäärä on edullisesti kol-/t me tai enemmän.
Kuten edellä kuvataan, tämän keksinnön mukaisessa aksiaalisessa 35 symmetrisessä sylinterityyppisessä hiilipölypolttimessa hiilipöly jakautuu tiheään ja ohueen osaan pyörrevoiman avulla ja tasainen syttymispinta ja stabiili sytty- 12 109724 minen polttimen koko kehällä voidaan saavuttaa laitteen avulla, joka säätää pyörrevoimaa kuormituksen mukaisesti ja jakajien tai oikaisulevyjen avulla, jotka tuotetaan hiilipölyn suuttimen päätyosaan.
Lisäksi optimoimalla sekundaari-ilmasuuttimen ja tertiaari-5 ilmasuuttimen suihkutusasema ja suunta muodostuu laaja NOx:n pelkistysalue ja NOx:n määrää voidaan vähentää.
Toinen edullinen suoritusmuoto
Seuraavassa kuvataan kuvioissa 6 - 8 esitettyä toista edullista suoritusmuotoa. Kuvioissa 6-8 samaa tai vastaavaa komponenttia tai osaa kuin ai-10 emman tekniikan esimerkissä kuvioissa 14- 15 on merkitty vähentämällä kuvioiden 14 tai 15 viitenumerosta 100 ja yksityiskohtainen kuvaus on jätetty pois.
Kuvioissa 6-8 viitenumerolla 102 merkitään sylinterimäistä hiilipölyn sekoitussylinteriä, jonka etupää on auki kattilan tulipesän 125 sisäosan suuntaan, viitenumerolla 112 merkitään hiilipölyseoksen heittoputkea, joka liitetään 15 tangentiaalisessa suunnassa mainitun hiilipölyn sekoitussylinteriin 102 takaosaan, viitenumerolla 130 merkitään hiilipölyseoksen heittonopeutta säätävää levyä, joka tuotetaan mainitun hiilipölyseoksen heittoputken 112 ja hiilipölyn seossylinterin 102 liitososaan, ja viitenumerolla 131 merkitään levyn käyttövipua. Viitenumerolla 127 merkitään hiilipölyn tiheyden jakajasylinteriä, joka jakaa mai-20 nitun hiilipölyseossylinterin 102 etuosan sisätilan ulompaan osaan ja sisempään • · .'·! osaan poikkileikkaukseltaan rengasmaisen tiheän seoksen virtaustien 133 muo-: : : dostamiseksi ulkopuolelle ja poikkileikkaukseltaan rengasmaisen ohuen seok- ·:· sen virtaustien 134 muodostamiseksi sisäpuolelle. Viitenumerolla 128 merkitään • tiheän/ohuen seoksen määrää säätävää laitetta, joka varustetaan hiilipölyn ti-: .·. 25 heydenjakajasylinterin 127 takaosassa tilalla, joka liikkuu edestakaisin hiilipö-!·! lyseoksen sisäsylinterissä 126 käyttövivun 132 avulla. Viitenumeroilla 129 ja 137 merkitään tiheän seoksen pyörteen estolevyä, joka tuotetaan tiheän seoksen vir- . . taustielle 133 ja ohuen seoksen pyörteen estolevyä, joka tuotetaan ohuen seok- • · · sen virtaustielle 134. Viitenumerolla 108 merkitään sylinterimäistä hiilipölyn ti-···’ 30 heä/ohuterottelijaa, joka tuotetaan tiheän seoksen pyörteen estolevyn 129 etu-: puolen hiilipölyseoksen jakajasylinterin 127 ulkokehälle ja joka kapenee etu- ja takaosastaan.
Hiilen jauhatuslaitteesta (ei esitetty) syötetty hiilipölyseos 121 puhal-letaan tangentiaalisessa suunnassa hiilipölyseossylinteriin 102 hiilipölyseoksen 35 heittoputkesta 112. Tässä kohtaa hiilipölyseoksen 121 puhallusnopeus pidetään 13 109724 jatkuvasti sopivana hiilipölyseoksen heittonopeuden säätölevyn 130 avulla, joka tuotetaan hiilipölyseoksen heittoputkeen 112.
Hiilipölyseossylinteriin 102 puhallettuun hiilipölyseokseen 121 vaikuttaa keskipakoisvoima ja tiheä seos 135, jossa hiilipölytiheys on korkea, muodos-5 tuu ulommalle kehäosalle, tai hiilipölyseossylinterin (102) sisäseinämälle ja ohut seos 136 muodostuu sisemmälle kehäosalle tai hiilipölyseos sisäsylinterin 126 ulkoseinämälle. Ulommalle kehäosalle muodostuva tiheä seos 135 virtaa poikkileikkaukseltaan rengasmaiseen tiheän seoksen virtaustielle 133, joka muodostuu hiilipölyseossylinterin 102 ja hiilipölyn tiheydenjakajasylinterin 127 välillä. Si-10 sempään kehäosaan muodostuva ohut seos 136 virtaa hiilipölyseoksen sisäsylinterin 126 ja hiilipölyn tiheydenjakajasylinterin 127 välisen aukko-osan kautta poikkileikkaukseltaan rengasmaiseen ohuen hiilipölyseoksen virtaustielle 134, joka muodostuu hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin 127 ja öljyn poltinruiskun ohjausputken 106 väliin. Ohuen seoksen 136 määrää säädetään ti-15 heä/ohutseosmäärän säätölevyn 128 avulla, joka säätää aukon kokoa hiilipölyseoksen sisäsylinterin 126 ja hiilipölyn tiheydenjakajasylinterin 127 välillä.
Jos tiheän seoksen ruiskutusvirtaus on pyörrevirtaus, suihkuvirtauksen laajuus tulee suuremmaksi ja hajaantuminen ulkokehältä puhalletun sekundaari-ilman 122 kanssa kiihtyy, näin NOx:n tuottomäärä kasvaa ja hiilipölyn liekin 20 halkaisija kasvaa. Mutta tässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa tiheän .'·· seoksen virtaustielle 133 viilaavaa tiheää seosta 135 estetään pyörteilemästä : tiheän seoksen pyörteenestolevyn 129 avulla, jotta saadaan suora virtaus. Tihe- ··· än seoksen 135 virtaus, joka poistaa pyörrevirtauskomponentin, kiihtyy samalla, : kun se kulkee hiilipölyn tiheä/ohuterottelijan 108 ulkokehällä ja äkkiä laajenee ja : 25 hidastaa vauhtia tiheän seoksen virtaustien 133 ulosmeno-osassa. Tässä koh-
I I I
’§’5·* taa, kun tiheässä seoksessa 135 hiilipöly virtaa suurimmalta osaltaan inertia- • * · voimien vaikutuksesta tiheän seoksen virtaustien 133 ulosmeno-osan sisäsei-nämän pinnalla, tiheän sekoituksen 135 suihkuvirtaus välittömästi tämän jälkeen puhalletaan kattilan tulipesään 125 ja se muodostaa hiilipölyseoksen, jonka ti-... · 30 heys on vielä suurempi pinnan puolella.
: Toisaalta ohuesta seoksesta 136 poistetaan pyörrevirtauskompo- .···. nentti ohuen seoksen virtaustielle 134 sijoitetun ohuen virtauksen pyörteenesto-” levyn 137 avulla ja seos puhalletaan kattilan tulipesään 125 suorana virtaukse- *·'·* na.
35 Mitä tulee näin kattilan tulipesään 125 puhallettavaan hiilipölyseok seen, suuritiheyksisen hiilipölyn tiheä seos 135 muodostuu ulommalle kehälle ja 14 109724 ohuen hiilipölyseoksen ohut seos 136 muodostuu sisäpuolelle ja näin voidaan saada hiilipölyn liekki, jolla on vakaa syttymispiste. Lisäksi, kun molemmat ti-heä/ohutseokset 135, 136 puhalletaan suorina virtauksina, tiheän seoksen 135 dispersio ei aiheuta syttymiselle estettä.
5 Jos polttomäärä kattilan tulipesässä 125 laskee, hiilen jauhatuslait- teesta (ei esitetty) syötetyn hiilipölyseoksen 121 hiilipölytiheys (hiilipölyn mää-rä/primaari-ilman määrä) alenee, mutta tässä tapauksessa hiilipölyseoksen 121 heittonopeutta kiihdytetään hiilipölyseoksen heittonopeuden säätölevyn 130 avulla, tiheän hiilipölyseoksen 135 hiilipölytiheyttä lisätään hiilipölyn erottelute-10 hokkuudella ja näin saavutetaan vakaa hiilipölyliekin muodostus.
Tämän keksinnön mukaisen polttimen avulla, kuten edellä mainittiin, kun kattilaan puhallettavan hiilipölyseoksen hiilipölytiheys suihkutusvirtauksen pinnalla voidaan pitää korkealla tasolla polttimen kuormituksen laajalla alueella, voidaan muodostaa aina vakaa hiilipölyliekki. Vakaa palaminen on mahdollista 15 saavuttaa jopa alhaisen haihtuvan sisällön omaavalla hiilellä ja korkealla poltto-ainesuhteella.
Kolmas edullinen suoritusmuoto
Seuraavaksi selitetään kolmatta edullista suoritusmuotoa kuvioissa 9-10. Kuvioissa 9-10 samaa tai vastaavaa komponenttia tai osaa kuin aiem-20 man tekniikan esimerkissä kuvioissa 17 merkitään samalla viitenumerolla ja yk-.'·· sityiskohtainen kuvaus on jätetty pois, missä se ei ole välttämätöntä. Kuvioissa 9 : ja 10 esitetään vain hiilipölypolttimen päätyosia, joissa on tämän kolmannen ··· edullisen suoritusmuodon tunnusomaiset piirteet, ja hiilipölyn syöttöputki liitetään : tangentiaalisessa suunnassa hiilipölyn ja primaari-ilman seoksen virtaustiehen : 25 samalla tavalla, kuin ensimmäisen ja toisen edullisen suoritusmuodon hiilipöly- "··’ polttimissa.
Kuviossa 9 viitenumerolla 301 merkitään polttoöljyn kärkeä, joka on polttimen rungon sytytyslaite, joka tuotetaan polttimen seinämän aukon 309 keskelle aukon akselia pitkin ja viitenumerolla 302 merkitään öljyn polttoilman ···* 30 aukkoa, joka on liekkiä ylläpitävä laite. Ohimennen sanoen polttoöljyn kärkeä : 301 ja öljyn polttoilman aukkoa 302 kutsutaan jäljempänä joskus kollektiivisesti .··. "polttimen rungoksi", mikä vastaa polttimen rungon 301' osaa aiemman teknii-kan mallissa kuviossa 17, josta ulompi sylinteri suppilomaisine päätyineen on *·*·* poistettu.
35 Viitenumerolla 303 merkitään hiilipölyn ja sitä kuljettavan ilman suih- kutusaukkoa, joka ympäröi polttimen rungon ulompaa kehää, viitenumerolla 304 15 109724 merkitään kiinteää sylinteriä (muodostaa sisemmän sylinterin ja joka on kiinteä), joka ympäröi polttimen runkoa hiilipölyn ja sitä kuljettavan ilmasuihkun aukon 303 välityksellä ja jossa on sisempi laippa 304a, joka avautuu päätyosassaan suppilomaisesti ja jonka kehältä on ajoittain leikattu osia pois, viitenumerolla 305 5 merkitään liikkuvaa sylinteriä (ulompaa sylinteriä), joka ympäröi tarkasti kiinteää sylinteriä 304, jossa on ulompi laippa 305a, joka on saman muotoinen kuin kiinteän sylinterin 304 sisempi laippa 304a päätyosassa ja joka pyörii kiinteään sylinteriin 304 nähden sylinteriakselin ympäri, viitenumerolla 306 merkitään sekundaari-ilman suihkutusaukkoa, viitenumerolla 307 merkitään ulompaa kehäsylin-10 teriä ja viitenumerolla 308 merkitään tertiaari-ilman suihkutusaukkoa. Muu konstruktio on sama kuin aiemman tekniikan mukaisessa esimerkissä.
Seuraavaksi kuvataan edellämainitun konstruktion kolmannen edullisen suoritusmuodon polttimen toimintaa.
Sen jälkeen kun liikkuvaa sylinteriä 305 pyöritetään kiinteään sylinte-15 riin 304 nähden akselin ympäri melkein ulomman laipan 305a (tai sisemmän laipan 304a) leveyden matkan, sisemmän laipan 304a poisleikatut osat peittyvät (sulkeutuvat) ulomman laipan 305a avulla ja sisempi laippa 304a ja ulompi laippa 305a täydentävät toisiaan siten, että ne liittyvät toisiinsa niin, että kiinteän sylinterin 304 (tai liikkuvan sylinterin 305) ympärille muodostuu suppilomainen 20 laippa, ts. saavutetaan sama muoto kuin aiemman tekniikan esimerkissä.
.’·· Tässä tilassa polttimen runko sytytetään ja hiilipölyä syötetään yh- : dessä ilman kanssa hiilipölyn ja sitä kuljettavan ilman suihkutusaukosta 303 ja ·*· sen jälkeen, kun polttoliekki on muodostunut tarpeeksi, liikkuvaa sylinteriä 305 « · · • .·. pyöritetään sopivassa määrin hiilen laadun mukaisesti ja se pysäytetään pistee-
• f · I
: 25 seen, kun NOx-anturi (ei esitetty) näyttää ΝΟχ-minimiarvoa. On tarpeetonta mai- • » · nita, että näiden operaatioiden sarja voidaan konstruoida niin, että se voidaan <11 suorittaa automaattisesti käyttölaitteen avulla tietokoneen välityksellä, mikä on . . parempi vaihtoehto.
’· ’· Edellä olevan seurauksena se osa ilmasta, joka kulkee sekundaari- ..30 ilman suihkutusaukosta 306 ei suihkua suppilomaisessa muodossa, vaan joutuu : polttoalueella suorana virtauksena poisleikattujen osien kautta, jotka on saatu asettamalla sisempi laippa 304a ja ulompi laippa 305a päällekkäin, näin pelkis-tysilmakehässä juuri tuotettu korkean lämpötilan NOx syötetään C>2:n kanssa ja » · · ’ · ’ ·' pakotetaan muuttumaan N2:ksi ja alhainen NOx-määrä saavutetaan tehokkaasti. 35 Kuvio 10 on piirustus, joka esittää näiden toimintojen toiminnallista vertailua aiemman tekniikan esimerkin kanssa, ja osa sekundaari-ilmasta virtaa 16 109724 sisään suorina linjoina tässä kolmannessa edullisessa suoritusmuodossa, kuten nuolilla kuviossa 10(a) esitetään, kun taas aiemman tekniikan esimerkissä virtaukset ovat silmukkalinjoja, kuten kuviossa 10(b) esitetään.
Tämän kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaisesti, kuten edel-5 lä mainittiin, kun kiinteän sylinterin 304 sisempi laippa 304a ja liikkuvan sylinterin 305 ulompi laippa 305a liittyvät toisiinsa tai eroavat toisistaan kehän suuntaisesti ja osa sekundaari-ilman virtaustiestä muodostetaan suoraksi, jossa on yhtä suuret tilat kehän suunnassa, sekundaari-ilmaa kiihdytetään palamisalueella, erityisesti korkean lämpötilan pelkistysilmatilassa, tapahtuvaa sekoittumista varten, ja 10 NOx:n konversiota N2:ksi suoritetaan riittävästi, näin etuna on se, että alhainen ΝΟχ-taso saavutetaan tehokkaasti.
Lisäksi etuna on se, että sisempää laippaa 304a ja ulompaa laippaa 305a sopivasti yhteenliittämällä tai toisistaan erottamalla on mahdollista soveltaa konstruktiota erilaatuisia hiiliä varten.
15 Täten näin edellä mainitulla tavalla konstruoidulla polttimella on seu- raavat vaikutukset:
Kun sisemmän sylinterin laippa ja ulomman sylinterin laippa liitetään yhteen tai erotetaan kiertämällä niitä kehän suuntaisesti ja osa sekundaari-ilman virtauksesta polttopinnoille voivaan tehdä suoraksi, NOx voidaan konvertoida 20 N2:ksi korkean lämpötilan pelkistysilmakehän välittömässä läheisyydessä ja ai- · .*: hainen NOx voidaan saavuttaa tehokkaasti.
: Lisäksi, kun sekundaari-ilman suoran virtauksen määrää voidaan · säätää laippoja yhteenliittämällä tai niitä erottamalla, on mahdollista soveltaa • · · : tämä erilaatuisia hiiliä varten.
I I I
* * · I
: 25 Vaikka tässä on kuvattu tämän keksinnön edullista muotoa, alan * · · '.‘j.j ammattilaiset voivat tehdä siihen muutoksia tämän keksinnön suoja-alan puit-« · · ' teissä, jotka kuvataan seuraavissa patenttivaatimuksissa.
• · » · · • · • · » · * * · I ( t • · * · t < · » » * * > » ·

Claims (4)

17 109724
1. Hiilipölypoltin, joka käsittää öljyruiskun (01) polton stabiloimiseksi aikaansaatuna keskiosassa; poikkileikkaukseltaan rengasmaisen öljyn primaari- 5 ilman virtaustien (13), joka ympäröi mainittua öljyruiskua (01); poikkileikkaukseltaan rengasmaisen hiilipölyn ja primaari-ilman seoksen virtaustien (14), joka ympäröi mainittua öljyn primaari-ilman virtaustietä (13); poikkileikkaukseltaan rengasmaisen sekundaari-ilman virtaustien (15), joka ympäröi mainittua seoksen virtaustietä (14); poikkileikkaukseltaan rengasmaisen tertiaari-ilman virtaustien 10 (16), joka ympäröi mainittua sekundaari-ilman virtaustietä (15); ja hiilipölyn syöt- töputken (11), joka on liitetty tangentiaalisessa suunnassa mainittuun seoksen virtaustiehen (14), t u n n e 11 u siitä, että mainitun seoksen saapumiskulman säätövälineet (28; 130) on aikaansaatu mainittuun hiilipölyn syöttöputkeen (11).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hiilipölypoltin, tunnettu siitä, 15 että se käsittää hiilipölyn tiheyden jakajasylinterin (25; 127), joka jakaa mainitun seoksen virtaustien (14) ulompaan osaan ja sisempään osaan ja muodostaa poikkileikkaukseltaan rengasmaisen tiheän seoksen virtaustien (26; 133) ulkosivulle ja ohuen seoksen virtaustien (27; 134) sisäsivulle.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hiilipölypoltin, tunnettu . # 20 siitä, että mainittu seoksen virtaustie (14) konstruoidaan sisemmän sylinterimäi- • sen rungon (304) avulla, jossa on laippa (304a), joka avautuu päätyosassa sup- pilomaisesti ja jonka kehältä on leikattu jaksottaisesti osia pois, ja ulomman sy- ,;r linterimäisen rungon (305) avulla, joka ympäröi mainittua sisempää sylinteri-• 1 i mäistä runkoa (304), jossa on laippa (305a), joka on samanmuotoinen kuin si-i 25 semmän sylinterimäisen rungon (304) mainittu laippa (304a) päätyosassa ja jo-ka on pyöritettävissä sisempään sylinterimäiseen runkoon (304) nähden sylinterimäisen rungon akselin ympäri. • « > » lit 1 » » » » 1β 109724
FI955462A 1994-11-14 1995-11-13 Poltin hienojakoista hiiltä varten FI109724B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27910294 1994-11-14
JP27910294A JP3377626B2 (ja) 1994-11-14 1994-11-14 微粉炭バーナ
JP09230295A JP3367784B2 (ja) 1995-04-18 1995-04-18 石炭焚き丸型バーナ
JP9230295 1995-04-18
JP14606795A JP3342237B2 (ja) 1995-06-13 1995-06-13 微粉炭燃焼バーナ
JP14606795 1995-06-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI955462A0 FI955462A0 (fi) 1995-11-13
FI955462A FI955462A (fi) 1996-05-15
FI109724B true FI109724B (fi) 2002-09-30

Family

ID=27306992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI955462A FI109724B (fi) 1994-11-14 1995-11-13 Poltin hienojakoista hiiltä varten

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6116171A (fi)
EP (1) EP0711952B1 (fi)
KR (1) KR100201677B1 (fi)
AT (1) AT206194T (fi)
CA (1) CA2162244C (fi)
CZ (2) CZ293962B6 (fi)
DE (1) DE69522895T2 (fi)
DK (1) DK0711952T3 (fi)
ES (1) ES2163468T3 (fi)
FI (1) FI109724B (fi)
HU (1) HU220145B (fi)
NO (1) NO305453B1 (fi)
PL (1) PL179672B1 (fi)
PT (1) PT711952E (fi)
TW (1) TW289077B (fi)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2300706B (en) * 1995-05-12 1999-08-04 Sandra Maria Angelica Godoy Pulverised fuel burner modification to reduce emissions by segregating particles by size
EP1335164B1 (en) * 1996-07-19 2006-05-24 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Combustion burner
JP3322887B2 (ja) * 1996-12-27 2002-09-09 住友大阪セメント株式会社 燃料燃焼装置及び方法
DK175606B1 (da) * 1999-08-06 2004-12-27 Burmeister & Wains As Brænder
IT1316825B1 (it) * 2000-03-22 2003-05-12 Italcementi Spa Dispositivo per l'iniezione di combustibili solidi in formapolverizzata in un forno da cemento
US6315551B1 (en) * 2000-05-08 2001-11-13 Entreprise Generale De Chauffage Industriel Pillard Burners having at least three air feed ducts, including an axial air duct and a rotary air duct concentric with at least one fuel feed, and a central stabilizer
US6475267B2 (en) * 2000-12-13 2002-11-05 Foster Wheeler Energy Corporation System and method for removing gas from a stream of a mixture of gas and particulate solids
US6551098B2 (en) * 2001-02-22 2003-04-22 Rheem Manufacturing Company Variable firing rate fuel burner
CN2493843Y (zh) * 2001-08-27 2002-05-29 王爱生 燃煤锅炉的点火燃烧器
FR2851032B1 (fr) * 2003-02-06 2005-11-11 Pillard Chauffage BURNER IMPROVEMENT COMPRISING A FLAME STABILIZER AND AT LEAST TWO PRIMARY, AXIAL AND ROTATING AIR DUCTS, CONCENTRIC AROUND AT LEAST ONE FUEL SUPPLY
WO2008141412A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources Method for burning coal using oxygen in a recycled flue gas stream for carbon dioxide capture
JP5260034B2 (ja) 2007-11-30 2013-08-14 三菱重工業株式会社 粉体分離装置及び固体燃料用バーナ
ES2504516T3 (es) * 2007-12-18 2014-10-08 Electrolux Home Products Corporation N.V. Quemador de gas con conducto de aire principal mejorado
ES2527501T3 (es) * 2008-03-06 2015-01-26 Ihi Corporation Procedure and apparatus for controlling the supply of oxygen in an oxygenated fuel combustion boiler
JP2009216281A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Ihi Corp 微粉燃料用バーナ
US20090297996A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Advanced Burner Technologies Corporation Fuel injector for low NOx furnace
WO2010034124A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 New Brunswick Power Generation Corporation System and method for burning fuel
CN101413659B (zh) * 2008-11-07 2010-06-16 浙江大学 外燃式微油点火和超低负荷稳燃煤粉燃烧器
EP2141413A1 (en) * 2008-12-22 2010-01-06 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method for oxycombustion of pulverized solid fuels
CN101761924B (zh) * 2008-12-23 2012-08-29 烟台龙源电力技术股份有限公司 一种煤粉浓缩装置和应用该装置的煤粉燃烧器
CN101561150B (zh) * 2009-06-02 2010-08-25 向卫 富氧微油点火稳燃装置
CN102086415B (zh) * 2009-12-03 2014-08-20 通用电气公司 进料装置及进料方法
JP6043278B2 (ja) 2010-04-09 2016-12-14 パシラ ファーマシューティカルズ インコーポレーテッド 多小胞リポソームを作製するための方法、大直径合成膜小胞を調製するための方法、および蒸発装置
US20120052451A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 General Electric Company Fuel nozzle and method for swirl control
CN101984022B (zh) * 2010-10-26 2011-08-10 西峡龙成特种材料有限公司 多管外热式煤粉分解设备
US9388982B2 (en) * 2010-10-27 2016-07-12 Alstom Technology Ltd Flow deflectors for fuel nozzles
JP5730024B2 (ja) * 2011-01-12 2015-06-03 三菱日立パワーシステムズ株式会社 噴霧ノズル及び噴霧ノズルを有する燃焼装置
EP2672180B1 (en) * 2011-01-31 2018-04-25 IHI Corporation Operation method of a burner device for high-temperature air combustion
KR101321156B1 (ko) * 2011-09-02 2013-10-23 주식회사 경동 하이브리드 미분연료 연소장치
CN102506424A (zh) * 2011-09-23 2012-06-20 哈尔滨工业大学 一种采用阶梯型喷口的中心给粉旋流煤粉燃烧器
US8795602B2 (en) * 2011-09-29 2014-08-05 General Electric Company Multi-stream feed injector
JP5931415B2 (ja) * 2011-11-24 2016-06-08 三菱重工業株式会社 微粉炭バーナ
US9228744B2 (en) 2012-01-10 2016-01-05 General Electric Company System for gasification fuel injection
FR2998946B1 (fr) 2012-12-04 2018-07-27 Fives Pillard CHARCOAL BURNER WITH DOUBLE FLOW
US20140157790A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Zilkha Biomass Power Llc Combustor assembly and methods of using same
CN103090380A (zh) * 2013-01-09 2013-05-08 向卫 等离子无油富氧煤粉燃烧装置
JP6070323B2 (ja) * 2013-03-21 2017-02-01 大陽日酸株式会社 燃焼バーナ、バーナ装置、及び原料粉体加熱方法
US20140305355A1 (en) 2013-04-12 2014-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Oxy-Solid Fuel Burner
CN104100969B (zh) * 2013-04-12 2017-04-12 气体产品与化学公司 宽焰氧‑固体燃料喷燃器
CN104100970B (zh) * 2013-04-12 2017-04-12 气体产品与化学公司 氧‑固体燃料喷燃器
US9513002B2 (en) 2013-04-12 2016-12-06 Air Products And Chemicals, Inc. Wide-flame, oxy-solid fuel burner
KR101485678B1 (ko) * 2013-06-25 2015-01-23 황명수 바이오매스 탄화 분체 연소용 버너 및 연소 시스템
CN103343967A (zh) * 2013-07-18 2013-10-09 向卫 高温富氧无油煤粉点火稳燃方法
ES2781117T3 (es) * 2013-10-17 2020-08-28 Hatch Pty Ltd Solid fuel burner with dispersion apparatus
US9545604B2 (en) 2013-11-15 2017-01-17 General Electric Company Solids combining system for a solid feedstock
CN104654292B (zh) * 2013-11-25 2018-06-26 中国科学院上海高等研究院 空间浓淡型直流煤粉燃烧器
US9709269B2 (en) 2014-01-07 2017-07-18 Air Products And Chemicals, Inc. Solid fuel burner
KR101730003B1 (ko) * 2014-05-15 2017-04-26 한국생산기술연구원 석유코크스 연료 전소 및 혼소용 연소장치
EP3130851B1 (en) 2015-08-13 2021-03-24 General Electric Technology GmbH System and method for providing combustion in a boiler
KR101665420B1 (ko) * 2015-09-07 2016-10-13 주식회사 삼우에코 내구성을 향상한 미분탄 혼합장치
FI127083B (fi) * 2015-10-30 2017-11-15 Outotec (Finland) Oy Burner and fines feeder for burner
RU2646164C1 (ru) * 2017-06-26 2018-03-01 Общество с ограничительной ответственностью "ЗиО-КОТЭС" Вихревая пылеугольная горелка
CN108980822A (zh) * 2018-07-27 2018-12-11 常州市新港热电有限公司 一种低氮燃烧煤粉炉及低氮燃烧方法
RU2716642C1 (ru) * 2019-06-03 2020-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЗиО-КОТЭС" Вихревая пылеугольная горелка (варианты)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2320575A (en) * 1941-08-22 1943-06-01 Peabody Engineering Corp Fuel burner
US4380202A (en) * 1981-01-14 1983-04-19 The Babcock & Wilcox Company Mixer for dual register burner
ES2050791T3 (es) * 1988-03-04 1994-06-01 Northern Eng Ind Quemador para la combustion de combustible pulverizado.
JP2776572B2 (ja) * 1989-07-17 1998-07-16 バブコツク日立株式会社 微粉炭バーナ
CA2086399C (en) * 1992-01-27 2004-03-30 Joel Vatsky Split stream burner assembly
DE4217879A1 (de) * 1992-05-29 1993-12-02 Babcock Energie Umwelt Brenner für staubförmigen Brennstoff
JPH0680364A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Toshiba Corp エレベータ

Also Published As

Publication number Publication date
PL179672B1 (pl) 2000-10-31
FI109724B1 (fi)
PL311363A1 (en) 1996-05-27
EP0711952B1 (en) 2001-09-26
DE69522895D1 (de) 2001-10-31
NO305453B1 (no) 1999-05-31
CZ293962B6 (cs) 2004-08-18
FI955462D0 (fi)
US6116171A (en) 2000-09-12
KR100201677B1 (en) 1999-06-15
ES2163468T3 (es) 2002-02-01
DE69522895T2 (de) 2002-04-11
HUT72852A (en) 1996-05-28
DK0711952T3 (da) 2002-01-21
TW289077B (fi) 1996-10-21
CZ291358B6 (cs) 2003-02-12
EP0711952A3 (en) 1997-10-22
CZ300095A3 (en) 1996-05-15
EP0711952A2 (en) 1996-05-15
HU9503257D0 (en) 1996-01-29
PT711952E (pt) 2002-03-28
CA2162244C (en) 1999-04-27
NO954561L (no) 1996-05-15
FI955462A0 (fi) 1995-11-13
FI955462A (fi) 1996-05-15
CA2162244A1 (en) 1996-05-15
AT206194T (de) 2001-10-15
HU220145B (hu) 2001-11-28
NO954561D0 (no) 1995-11-13
DK711952T3 (fi)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9822967B2 (en) Apparatus for burning pulverized solid fuels with oxygen
US4147116A (en) Pulverized coal burner for furnace and operating method
CA1315605C (en) Burners
CA2014828C (en) Burner arrangement
US5826428A (en) Burner for the thermal regeneration of a particle filter in an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, especially a diesel engine
CA2211769C (en) Low emission swirl burner
US4301657A (en) Gas turbine combustion chamber
EP0529779B1 (en) Low NOx burners
EP2357413B1 (en) Dry low NOx combustion system with means for eliminating combustion noise
EP1530005B1 (en) Solid fuel burner and related combustion method.
AU2003212026B2 (en) Nox-reduced combustion of concentrated coal streams
US4457241A (en) Method of burning pulverized coal
US5240409A (en) Premixed fuel/air burners
US5169302A (en) Burner
JP3696645B2 (ja) ガスタービン用燃焼装置
EP0852315B1 (en) Combustion burner and combustion device provided with same
US5490378A (en) Gas turbine combustor
US5603906A (en) Low NOx burner
CN1033337C (zh) 旋流燃烧器
US4303386A (en) Parallel flow burner
US5569020A (en) Method and device for operating a premixing burner
US3859786A (en) Combustor
FI106405B (fi) Poltin jauhemaista polttoainetta varten
US4479442A (en) Venturi burner nozzle for pulverized coal
KR100330675B1 (ko) 미분탄버너

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed