PL162415B1 - Sposób spalania węgla brunatnego w kotle rusztowym - Google Patents

Abstract

Sposób spalania węgla brunatnego w kotle rusztowym przy doprowadzeniu paty nasyconej o ciśnieniu 0,2 - 0,3 atmosfery technicznej, do skrzyni podmuchowej, znamienny tym, że do wybranych stref podmuchu powietrza o temperaturze 160° do 180°C i ciśnieniu 0,5 do 0,8 kPa wprowadza się rozpylone strumienie wody w postaci mgły o temperaturze 20° do 35°C i ciśnieniu 0,4 do 0,6 MPa, przy czym parametry powietrza podmuchowego i wody wtryskowej regulowane są w zależności od własności fizykochemicznych paliwa i warunków spalania.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania węgla brunatnego w kotle rusztowym.

W Polsce kotły przemysłowe są opalane węglem kamiennym i brunatnym oraz odpadkami z produkcji przemysłowej jak trociny, muł węglowy, przerosty, wyjątkowo śmiecie. Węgiel C jest podstawowym składnikiem paliwa. Przy spalaniu czystego węgla C wywiązuje się ciepło w ilości 8100 kcal/kg (33.900 kJ/kg) ciepła. Oprócz węgla C paliwa stałe zawierają wodór, siarkę w trzech odmianach organicznych, tlen do 40%, fosfor, azot. Spotyka się dużą różnorodność węgli brunatnych.

Spalanie w palenisku polega na łączeniu się pierwiastków palnych danego paliwa z tlenem zawartym w powietrzu przy równoczesnym wywiązywaniu się ciepła i światła. Aby wywołać proces spalania trzeba paliwo doprowadzić do temperatury, przy której nastąpi zapłon. Temperatura zapłonu zależy od rodzaju paliwa, jego składu chemicznego, sortymentu. Im mniejsze są drobiny paliwa, tym łatwiej następuje zapłon, a zatem temperatura zapłonu może być niższa. Ostatecznymi produktami spalania są CO2, SO2, i H2O. Niezupełne spalanie występuje wówczas, gdy w spalinach zawarte jest CO i niespalone węglowodory, w normalnej eksploatacji niewykrywalne. Aby zapewnić dostęp tlenu (powietrza) do każdej cząstki paliwa w praktyce trzeba spalać paliwo z nadmiarem powietrza.

W elektrowniach opalanych węglem brunatnym w spalinach powstają różnego rodzaju tlenki w zależności od sposobu spalania węgla brunatnego - CO2, CO, O2, N2, SO2, SO3, NxOy. W wyniku połączenia się CO2, SO2, SO3, N2O5 z parą wodną powstają kwasy, węglowy, siarkowy o słabym działaniu korozyjnym oraz kwasy siarkowy i azotowy o silnym działaniu korozyjnym. W wyniku połączenia gorącej skroplonej pary wodnej z produktami spalania na wewnętrznych powierzchniach przewodów spalin powstają kwasy węglowy, siarkowy, siarkawy, azotowy i azotawy. Mieszanina tych produktów spalania posiada różne stężenia zależne od rozpuszczania się gazów okresowego odparowywania wilgoci, ilości kondensatu. Przybliżony skład spalin pochodzących ze spalania węgla brunatnego jest następujący :

N2O5 - 190 - 250 mg/Nm?

CO - 21 - 27 m^g/Nm3

SO³ - 2100 - 2400 ^mg/Nm^{3 Pył} zawⁱeszon^y okoto ²⁰⁰ mg/Nm³

Temperatura gazów w kanałach wynosi około 240°C.

Przy spalaniu węgla z popiołem łatwo topliwym lub węgla brunatnego powstają na ruszcie skupiska stopionego żużla o dużej zawartości części palnych. Żużel zalewa szczeliny rusztu i skupiska stopionego żużla nie przepuszczają powietrza, przez co powstaje nierównomierne spalanie. Przeciwdziałanie takiemu spalaniu polega na zwiększeniu nadmiaru powietrza, przez co obniża się temperatura paleniska i zażużlowanie zmniejszy się. Sprawność koda obniży się, lecz spalając nieodpowiedni węgiel lub gorszy węgiel trzeba zawsze liczyć się z gorszą sprawnością kotła.

162 415

Przy silnie żużlującym węglu dobre rezultaty otrzymuje się doprowadzając parę nasyconą o ciśnieniu 0,2 do 0,3 atmosfery technicznej do skrzyni podmuchowej, do stref w których następuje najintensywniejsze spalanie i gdzie na ruszcie powstają najwyższe temperatury. Ilość doprowadzonej pary wynosi 0,25 do 0,5% ilości produkowanej pary. Para wtedy chłodzi rusztowiny i granuluje spiekający się żużel, przez co staje się sypki. Tym sposobem nie tylko umożliwia się spalanie, ale również chroni rusztowiny przed przedwczesnym zużyciem. Trzeba również unikać zatrzymywania posuwu rusztu, gdyż przy zatrzymywaniu rośnie temperatura rusztowin i zwiększa się zażużlowanie.

Celem wynalazku jest usprawnienie procesów spalania w kotłach energetycznych i przemysłowych opalanych węglem brunatnym poprzez obniżenie temperatury spalania paliwa, bardziej równomierne niż dotychczas rozbijanie spieczonych brył paliwa w strefach ich występowania, przez co uzyska się lepsze wypalanie węgla brunatnego i obniży się straty paleniskowe.

Wynalazek dotyczący sposobów spalania węgla brunatnego w kotle rusztowym polega na tym, że do wybranych stref podmuchu powietrza pod ruszt, gdzie powietrze jest o temperaturze 160° do 180°C i ciśnieniu 0,5 do 0,8 kPa wprowadza się rozpylone strumienie wody w postaci mgły o temperaturze 20 do 35°C i ciśnieniu 0,4 do 0,6 MPa, przy czym parametry powietrza podmuchowego i wody wtryskowej regulowane są w zależności od własności fizyko-chemicznych paliwa i warunków spalania. Strumienie wody są tak dozowane, że zapewniają właściwe odparowanie wody w całej masie powietrza podmuchowego. Tak spreparowany podmuch daje złożone cele, to jest obniżenie temperatury powietrza poprzez oddawanie ciepła powietrza na odparowanie wody oraz rozbijanie spieczonych brył paliwa parą wodną zawartą w powietrzu. Obniżenie temperatury powietrza obniża temperaturę spalania, a przez to zmniejsza się ilość spieków.

Wynalazek umożliwia znaczne obniżenie temperatury spalania w warstwie paliwa bez zakłócenia w zauważalnym stopniu bilansu cieplnego komory paleniskowej i uzyskanie efektu granulacji paliwa w warstwie, co daje zmniejszenie straty paleniskowej o około 2 do 3%. Ponadto zmniejszenie nadmiaru powietrza do spalania paliwa co daje zmniejszenie straty wylotowej z kotła o około 2 do 3% zwiększenie stopnia związania się siarki w składnikach żużla oraz obniżenie emisji tlenków azotu.

Sposób spalania węgla brunatnego w kotle rusztowym został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku ukazującym schematycznie ruszt kotła, strefy podmuchu i odparowania wody.

Na rysunku w kotle o komorze paleniskowej 4 z rusztem 6 na którym znajduje się warstwa spalonego węgla brunatnego 5 do stref podmuchu 7 wprowadza się ogrzane powietrze z kanału powietrznego 2 poprzez rozpylacz 1 zasilany wodą z rurociągu wodnego 3.

162 415

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób spalania węgla brunatnego w kotle rusztowym przy doprowadzeniu pary nasyconej o ciśnieniu 0,2 - 0,3 atmosfery technicznej do skrzyni podmuchowej, znamienny tym, że do wybranych stref podmuchu powietrza o temperaturze 160° do 180°C i ciśnieniu 0,5 do 0,8 kPa wprowadza się rozpylone strumienie wody w postaci mgły o temperaturze 20° do 35°C i ciśnieniu 0,4 do 0,6 MPa, przy czym parametry powietrza podmuchowego i wody wtryskowej regulowane są w zależności od własności fizyko-chemicznych paliwa i warunków spalania.