PL194926B1 - Sposób i układ do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych z zapobieganiem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele - Google Patents

Abstract

1. Sposób niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych z zapobieganiem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele, z podziałem komory paleniskowej na strefy spalania, ze zróżnicowaniem i usystematyzowaniem w rejonie palników pyłowych podziału pyłu węglowego podawanego z młynów węglowych w postaci mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do niższych rzędów palników, mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do wyższych rzędów palników, ze zróżnicowaniem podziału powietrza spalania podawanego do określonych stref spalania, wprowadzaniem strug powietrza dopalającego pomiędzy strugami mieszanki pyło- -powietrznej oraz z czterech ścian kotła w dwóch poziomach z każdej z nich nierównoległymi lub równoległymi strugami, znamienny tym, że pył węglowy w mieszankach pyło-powietrznych zagęszczonych i rozrzedzonych dozuje się ze ściany frontowej do komory paleniska (1) w sposób usymetryzowany poprzez krzyżowe ich podawanie, z jednego z młynów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do jednego z niższych rzędów palnika pyłowego z lewej strony kotła a mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do jednej z wyższych dysz pyłowych z prawej strony kotła, z drugiego z młynów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do jednego z niższych rzędów palnika pyłowego z prawej strony kotła a mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do jednej z wyższych dysz pyłowych..

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych, z zapobieganiem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele. Sposób i układ dotyczy kotłów energetycznych z frontowym układem palników zabudowanych w pionowych rzędach z prawej i lewej strony ściany czołowej kotła energetycznego, gdzie do palników niższych rzędów doprowadzona jest mieszanka pyło-powietrzna zagęszczona, a do dysz pyłowych wyższych rzędów doprowadzona jest mieszanka pyło-powietrzna rozrzedzona. Ponadto w górnej części komory paleniska wprowadzane jest dodatkowe powietrze dopalające.

Z polskiego opisu patentowego nr 178691 znany jest sposób spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych, zwłaszcza z frontowym układem palników w celu zmniejszenia zawartości tlenków azotu w spalinach przemysłowych, gdzie palniki są umieszczone na jednej ścianie paleniska w poziomych rzędach, palniki poszczególnych rzędów są usytuowane jeden nad drugim w pionowych szeregach, a spalanie prowadzi się w co najmniej jednej parze palników składającej się z palnika usytuowanego w wyższym rzędzie zasilanego mieszanką paliwowo-powietrzną uboższą i palnika usytuowanego w niższym rzędzie zasilanego mieszanką paliwowo-powietrzną bogatą w paliwo. Strumień mieszaniny paliwowo-powietrznej wypływającej z palników w najwyższym rzędzie jest kierowany skośnie w dół w stronę strefy spalania mieszaniny paliwowo-powietrznej dostarczanej przez palniki niższych rzędów. Z palników w najwyższym rzędzie, gdzie dolną połowę wylotu kanału paliwowego obejmuje przesuwny dyfuzor, a górną połowę kanału paliwowego obejmuje ukierunkowany dyfuzor, wypływa strumieniami w górę dodatkowe powietrze w stronę strefy dopalania.

Z polskiego opisu patentowego nr 170716 znany jest układ do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w zakresie zawartości tlenków azotu w spalinach, dopalenia tlenku węgla CO i niespalanego węgla, w kotłach energetycznych z palnikami strumieniowymi, zawierający umieszczone w płaszczyźnie poziomej dysze pyłowe, dysze powietrza wtórnego ustawione kątowo w stosunku do dysz pyłowych oraz dysze powietrza górnego, gdzie palniki strumieniowe umieszczone są w jednym lub wielu poziomach, w narożach lub na ścianach komory paleniskowej. Nad palnikami strumieniowymi w narożach lub na ścianach komory paleniskowej zabudowane są dysze powietrza górnego, przez które wprowadzane są po dwa w tej samej płaszczyźnie strumienie dodatkowego powietrza dopalającego styczne do dwóch kół wirów o mniejszej i większej średnicy wywołanych zawirowaniem powietrza górnego o kierunku zawirowania przeciwnym do kierunku zawirowania pochodzącego od dysz pyłowych, dysz głównych i dyszy dodatkowej powietrza wtórnego.

Z polskiego opisu patentowego nr 178536 znany jest sposób niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotle energetycznym, z niską zawartością części palnych w popiele i niskiej zawartości CO w spalinach, polegający na realizowaniu trójstrefowego spalania z wykorzystaniem palników usytuowanych w narożach komory i czterech dysz dopalających usytuowanych na ścianach bocznych komory, podczas którego w strefie pierwszej odgazowania spala się tylko części lotne, w strefie drugiej głównej spala się części stałe w warunkach podstechiometrycznych, a w trzeciej strefie doprowadza się powietrze dopalające, które dopala pozostałe części stałe paliwa i powoduje utlenianie CO, gdzie reguluje się i kontroluje przepływ powietrza wtórnego, stopniuje się ilość paliwa i dopływ powietrza w palniku i palenisku. Do strefy odgazowania doprowadza się z palników pył węglowy o zwiększonej zawartości wilgoci przemijającej wynoszącej od 2,0 do 4,5%, w strefie głównej kształtuje się niskoturbulentny płomień redukcyjny o eksplozyjnym charakterze spalania ziaren pyłu węglowego poprzez gwałtowne odparowanie zawartej w nich wilgoci, w trzeciej strefie kształtuje się płomień dopalająco-utleniający o wysokiej turbulencji, strumienie powietrza dopalającego doprowadza się aerodynamicznie uformowane. Przy zasilaniu kotła węglem o dwóch różnych zawartościach wilgoci całkowitej, paliwo o większej zawartości wilgoci całkowitej doprowadza się do górnych poziomów palników, a paliwo o mniejszej zawartości wilgoci całkowitej doprowadza się do dolnych poziomów palników. Powietrze dopalające doprowadza się do komory paleniskowej przez dysze powietrza dopalającego o skomplikowanej budowie, zabudowane symetrycznie po dwóch stronach przeciwnych ścian komory paleniskowej, o zmiennym i różnym kierunku wypływu z obu dysz jednej ściany kotła, wykonane o zbieżnych ścianach, na wylocie których znajduje się wiele kierownic regulacyjnych o zmiennym położeniu dla regulacji kąta wypływu w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Dwie z dysz dopalających umieszczonych na przeciwległych ścianach po przekątnej kotła są zabudowane prostopadle, a dwie dysze są zabudowane pod kątem (90-b) do ścian komory paleniskowej. Każda z dysz dopalających jest podzielona poziomo na dwie części, gdzie wysokość jednej z części stanowi od 50 do 70% wysoPL 194 926 B1 kości całości dyszy, posiada przegrodę rozdzielającą oraz klapę rozdzielającą z poziomą osią obrotu. Kierownice regulacyjne są osobno wykonane i ustawione dla górnej i dolnej części dysz.

Powietrze dopalające doprowadza się do komory spalania co najmniej czterema strumieniami, z których każdy rozdziela się poziomo na dwa w taki sposób, aby tworzyły w środku komory koło wiru o kierunku zgodnym z zawirowaniem w głównej strefie spalania. Dwa strumienie powietrza dopalającego, których kierunek jest symetryczny względem osi komory, ukierunkowywuje się na mniejszą średnicę koła wiru, a dwa strumienie na większą średnicę koła wiru.

Z polskiego opisu patentowego nr 181530 znany jest sposób wprowadzania strug gorącego powietrza dodatkowego w kotłach energetycznych z frontowym układem palników z poziomych kolektorów powietrza z czterech ścian komory paleniskowej, tworzących co najmniej dwa współśrodkowe koła wiru produktów spalania.

Z opisu patentowego nr 181530 znane są kotły energetyczne różnych typów z narożnikowym lub frontowym układem palników, z dyszami górnego powietrza dodatkowego nad palnikami na ścianach komory paleniskowej, z co najmniej jednym zabudowanym kolektorem powietrza, gdzie w kotłach z frontowym układem palników zabudowany jest poziomy kolektor powietrza na tylnej lub przedniej ścianie komory paleniskowej, lub tylnej i przedniej ścianie lub na czterech ścianach komory paleniskowej. Kolektor ten jest integralnie połączony z opancerzeniem i izolacją kotła, z zabudowanym wewnątrz układem dysz powietrza dodatkowego w ilości od 2 do „n z uchylnymi w pionie kierownicami, z regulacją przekroju wylotowego dysz za pomocą klap sterowanych ze wspólnego drążka i zawierających na wpływie element rozchylający w kształcie klina.

Z opisu patentowego nr US 4715301 znany jest sposób stycznego opalania kotła rozdrobnionym węglem w celu lepszego mieszania węgla i powietrza dodatkowego, zmniejszenia ilości niespalonego węgla uderzającego w górne ściany kotła i zabezpieczenia ścian kotła pod tworzeniem się na nich żużla, gdzie mieszankę pyło-powietrzną doprowadza się do kotła z czterech naroży kotła, w których zabudowane są w pionie liczne poziomy palników. Bezpośrednio w pionie nad i pod dyszami pyło-powietrznymi wprowadzane jest w pionie z naroży kotła powietrze wtórne, a pomiędzy tymi dyszami powietrza wtórnego wprowadzane jest w pionie z naroży kotła powietrze dodatkowe.

Wprowadzanie strumieni mieszanki pyło-powietrznej i powietrza wtórnego do kotła jest stycznie do wyobrażalnego koła w centralnej części kotła, a powietrze dodatkowe jest wprowadzane do kotła stycznie do wyobrażalnego koła w miejscach bezpośrednio powyżej i poniżej kuli ognia stycznie do koła o większej średnicy niż koła, do którego stycznie wprowadza się mieszankę pyło-powietrzną i powietrze wtórne.

Z opisu patentowego nr WO 00/37853 znany jest sposób stycznego opalania paleniska kotła opalanego paliwem pyłowym, mającego szereg skrzyń dmuchowych zabudowanych w narożach kotła w pionie, w których każda posiada szereg dysz paliwowo-powietrznych, gdzie stałe paliwo i powietrze wprowadza się do kotła z czterech jego naroży. W głównej skrzyni dmuchowej zabudowanej w narożach zabudowane są w pionie na górze i na dole dysze powietrza końcowego a między wieloma dyszami paliwowymi w pionie zabudowane są w pionie dysze tak zwanego powietrza przesuniętego. Skrzynie dmuchowe umieszczone w każdym z czterech narożników paleniska tworzą dwie pary skrzyń dmuchowych. Powietrze wtórne wprowadzane w postaci powietrza przesuniętego chroni ściany kotła a zwłaszcza ekrany wodne przed atmosferą redukcyjną wpływającą na korozję tych ekranów. Tuż nad układem dysz paliwowych i powietrznych zabudowanych w pionie w narożach kotła zabudowane są dysze górnego powietrza opałowego, ściśle z nimi sprzężonego. Ponad nimi zabudowane są w pionie trzy dysze oddzielnego górnego powietrza dodatkowego w każdym z naroży kotła, pomiędzy górną częścią głównej skrzyni dmuchowej i płaszczyzną wylotową paleniska.

Celem sposobu i układu według wynalazku jest niskoemisyjne spalanie pyłu węglowego z niską zawartością NOx w spalinach w szerokim zakresie regulacji, z równoczesnym uzyskaniem zapobiegania powstawania podczas pracy kotła jednostronnej koncentracji CO w spalinach, obniżenia zawartości CO w spalinach do wielkości dopuszczalnych oraz z równoczesną minimalizacją zawartości części palnych w popiele i wyrównaniem zawartości popiołu po stronach kotła.

Sposób niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych z zapobieganiem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele, z podziałem komory paleniskowej na strefy spalania, ze zróżnicowaniem i usystematyzowaniem w rejonie palników pyłowych podziału pyłu węglowego podawanego z młynów węglowych w postaci mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do niższych rzędów palników, mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do wyższych rzędów palników, ze zróżnicowaniem podziału powietrza spalania podawanego do określonych stref spalania, z wprowa4

PL 194 926 B1 dzaniem strug powietrza dopalającego pomiędzy strugami mieszanki pyło-powietrznej oraz z czterech ścian kotła w dwóch poziomach z każdej z nich nierównoległymi lub równoległymi strugami, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pył węglowy w mieszankach pyło-powietrznych zagęszczonych i rozrzedzonych dozuje się ze ściany frontowej do komory paleniska w sposób usymetryzowany poprzez krzyżowe ich podawanie, z jednego z młynów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do jednego z niższych rzędów palnika pyłowego z lewej strony kotła a mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do jednej z wyższych dysz pyłowych z prawej strony kotła, z drugiego z młynów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do jednego z niższych rzędów palnika pyłowego z prawej strony kotła a mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do jednej z wyższych dysz pyłowych z lewej strony kotła, mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną wprowadza się do komory kotła nad strugami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej pogrupowanymi w kilka, najkorzystniej po dwie, strugami na jednym poziomie, nad kilkoma strugami w poziomie mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej oraz pomiędzy nimi w poziomie wprowadza się ze ściany frontowej kotła powietrze dopalające tak, że nad strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej powietrze dopalające wprowadza się pojedynczą strugą, a pomiędzy strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się powietrze dopalające strugami rozchylonymi na prawą i lewą stronę kotła w kierunku strug mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i strug powietrza dopalającego wprowadzanego nad nimi, a w strefie dopalania wprowadza się z czterech ścian kotła parami strug z dwóch różnych poziomów z każdej z nich nierównoległe lub równoległe strugi dodatkowego powietrza dopalającego tak, że na niższym poziomie strugi dodatkowego powietrza dopalającego wychodzącego z dysz w środkowej części ścian komory paleniskowej wywołują wir mniejszy w centralnej części komory kotła energetycznego, a na wyższym poziomie strugi dodatkowego powietrza dopalającego wychodzące z dysz bliżej naroży komory paleniskowej wywołują wir duży w pozostałej części komory, przy czym do pierwszej strefy spalania mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej podaje się około 70% pyłu węglowego opuszczającego współpracujące z kotłem energetycznym młyny węglowe, z ograniczoną ilością powietrza wtórnego, do drugiej strefy spalania mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej podaje się pozostałą ilość pyłu węglowego, bez powietrza wtórnego, do trzeciej strefy spalania wprowadza się do przekroju komory paleniskowej ograniczoną ilość powietrza dodatkowego, bez pyłu węglowego, a nad ostatnią strefą spalania wprowadza się w strefie dopalania na dwóch różnych poziomach dodatkowe powietrze dopalające.

Mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną wprowadza się pod kątem w dół. Powietrze dopalające nad strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się strugą płaską, poziomą lub pod kątem w dół.

Układ do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych z zapobieganiem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele, z frontowym układem palników, zawierający palniki zabudowane w pionowych rzędach z prawej i lewej strony kotła, z doprowadzaniem z odpowiednich młynów węglowych mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do niższych rzędów palników oraz mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do dysz pyłowych wyższych rzędów, zawierający pomiędzy dyszami mieszanki pyło-powietrznej dysze powietrza dopalającego oraz dysze dodatkowego powietrza dopalającego na wszystkich ścianach kotła zabudowanych na różnych poziomach według wynalazku charakteryzuje się tym, że na ścianie frontowej kotła nad palnikami pyłowymi mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej zabudowane są w poziomie pogrupowane po kilka najkorzystniej dwie, dysze mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, nad nimi zabudowane są na ścianie frontowej pojedyncze dysze powietrza dopalającego oraz pomiędzy dyszami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej w poziomie, zabudowane są w poziomie podwójne dysze powietrza dopalającego z rozchylonymi pod kątem końcówkami ukierunkowanymi na lewą i prawą stronę kotła, w górnej części komory paleniskowej na wszystkich ścianach zabudowane są parami na różnych poziomach, ukierunkowane pod kątem pary dysz dodatkowego powietrza dopalającego, gdzie na wyższym poziomie zabudowane są bliżej naroży kotła cztery dysze zewnętrzne z par dysz, na niższym poziomie zabudowane są cztery dysze wewnętrzne z par dysz dodatkowego powietrza dopalającego, przy czym młyny węglowe połączone są z odpowiednimi palnikami pyłowymi i dyszami mieszanki rozrzedzonej krzyżowo względem siebie pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, z jednej strony kotła z palnikami pyłowymi mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej niższego rzędu, a z drugiej strony z określoną dyszą mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wyższego rzędu. Dysze mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej są ukierunkowane pod kątem w dół. Dysze powietrza dopalającego są płaskie ukierunkowane poziomo lub pod kątem w dół komory paleniskowej.

PL 194 926 B1

Dozowanie pyłu węglowego w mieszankach pyło-powietrznych zagęszczonych i rozrzedzonych do komory kotła energetycznego z frontowym układem palników według wynalazku w sposób usymetryzowany poprzez krzyżowy układ podawania z młynów węglowych mieszanek pyło-powietrznych rozrzedzonych i zagęszczonych, umożliwia równomierne rozłożenie CO w obszarze komory paleniskowej, zapobiega koncentracji CO w spalinach po prawej lub lewej stronie kotła energetycznego. Wpływa również na wyrównanie zawartości popiołu po obu stronach kotła. Mieszanka pyło-powietrzna rozrzedzona z małą ilością powietrza wprowadzana kilkoma strumieniami do komory kotła powoduje pogłębienie strefy redukcji związków NO do wolnego N2 a w efekcie zmniejszenia zawartości NOx w spalinach.

Wprowadzenie powietrza dopalającego na ścianie frontowej zarówno bezpośrednio nad kilkoma strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej jak i między strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i nad nimi powietrza dopalającego, strugami rozchylonymi na prawą i lewą stronę kotła w kierunku strug mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej jak i wprowadzonej nad nimi strugi powietrza dopalającego, kontynuuje w trzeciej strefie spalania proces dopalania grubszych frakcji pyłu i produktów spalania w całym przekroju komory paleniskowej. Następuje wyrównanie rozkładu niedopałów nad pierwszą i drugą strefą spalania, częściowe ich dopalenie i ograniczenie związków CO. W wyniku tego bezpośrednio za strefą redukcji powstaje strefa dopalania. Następnie strugi dodatkowego powietrza dopalającego ukierunkowane są tak, aby swoim zasięgiem pokrywały cały przekrój komory paleniskowej, wywoływały poziome wiry produktów spalania o różnych średnicach, wydłużające drogę i czas dopalania cząstek paliwa. W wyniku tego uzyskiwana jest niska zawartość części palnych w popiele, o wartości 3-6%.

Sposób i układ według wynalazku redukują związki NOx do dopuszczalnego normą poziomu, nie powodując powstawania w obrębie rur parownika skoncentrowanych stref redukcyjnych bogatych w CO, będących głównymi czynnikami wywołującymi korozję niskotlenową. Zapewniają utrzymanie części palnych w popiele na niskim poziomie niezależnie od wielkości kotła.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój pionowy przez komorę kotła energetycznego z frontowym układem palników pyłowych, z doprowadzeniem przewodów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i rozrzedzonej do określonych palników i dysz, doprowadzeniem powietrza dopalającego oraz dodatkowego powietrza dopalającego, z podziałem komory paleniskowej na cztery strefy spalania, z ukierunkowaniem strug mieszanek pyło-powietrznych zagęszczonych, rozrzedzonych, powietrza dopalającego i dodatkowego powietrza dopalającego wprowadzanych z palników i dysz, fig. 2 - schematyczny przekrój poprzeczny A - A na fig. 1 przez komorę kotła energetycznego na wysokości III rzędu czyli dysz mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, fig. 3 - schematyczny widok z przodu części ściany frontowej kotła energetycznego na wysokość III rzędu, z dyszami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i dyszami powietrza dopalającego, fig. 4 - układ krzyżowego podawania mieszanek pyło-powietrznych zagęszczonych i rozrzedzonych z czterech młynów węglowych do odpowiednich palników i dysz, fig. 5 - przekrój poprzeczny B - B na fig. 1 przez komorę kotła energetycznego na wysokości zabudowania dysz dodatkowego powietrza dopalającego.

W komorze paleniskowej 1 kotła energetycznego na ścianie frontowej 2 zabudowane są jak przedstawiono na fig. 1, fig. 3 w pionowych rzędach z prawej i lewej strony kotła palniki pyłowe 3 w dwóch dolnych rzędach, do których doprowadzana jest mieszanka pyło-powietrzna zagęszczona, w trzecim rzędzie nad nimi zabudowane są po dwie obok siebie w poziomie dysze pyłowe 4, 5 i 6, 7 mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej ukierunkowane pod kątem ok. 15° w dół, a nad nimi pojedyncze dysze powietrza dopalającego 8 ukierunkowane poziomo. Na ścianie frontowej 2 między rzędami palników pyłowych 3 mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i nad nimi dysz pyłowych 4, 5 i 6, 7, na poziomie dysz pyłowych 4, 5 i 6, 7 zabudowana jest podwójna dysza 9 powietrza dopalającego zawierająca końcówki 10 rozchylone pod kątem na lewą i prawą stronę kotła, w kierunku strug mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wychodzącej z dysz pyłowych 4, 5 oraz 6, 7 i strug powietrza dopalającego wychodzących z dysz 8. W górnej części komory paleniskowej 1, jak przedstawiono na rysunku fig. 5, zabudowane są na każdej ze ścian na różnych poziomach po dwie dysze 11 i 12, 13 i 14, 15 i 16, 17 i 18 dodatkowego powietrza dopalającego, pod kątem ukierunkowane do komory paleniskowej, gdzie cztery dysze 11, 13, 15, 17 zewnętrzne z poszczególnych par dysz zabudowane bliżej naroży 19 komory paleniskowej 1 zabudowane są na wyższym poziomie i ukierunkowane są na wir duży 20, a cztery dysze 12, 14, 16, 18 wewnętrzne z poszczególnych par dysz dodatkowego po6

PL 194 926 B1 wietrzą dopalającego, zabudowane w środkowej części ścian komory paleniskowej 1, zabudowane są na niższym poziomie i ukierunkowane na wir mniejszy 21.

Zgodnie z przykładem wykonania przedstawionym na fig. 4, kocioł energetyczny jest zasilany w sposób usymetryzowany, krzyżowy pyłem węglowym w postaci mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i rozrzedzonej z czterech młynów węglowych MW I, MW II, MW III i MW IV.

Z młyna węglowego MW I pyłoprzewody mieszanki zagęszczonej 22 są doprowadzane do palnika pyłowego 3 w pierwszym rzędzie z lewej strony kotła, a pyłoprzewody mieszanki rozrzedzonej 23 są doprowadzane do dyszy pyłowej 7 z prawej strony kotła. Z młyna węglowego MW II pyłoprzewody mieszanki zagęszczonej 22 są doprowadzane do palnika pyłowego 3 w drugim rzędzie z lewej strony kotła, a pyłoprzewody mieszanki rozrzedzonej 23 są doprowadzane do dyszy pyłowej 6 z prawej strony kotła. Z młyna węglowego MW III pyłoprzewody mieszanki zagęszczonej 22 są doprowadzane do palnika pyłowego 3 w drugim rzędzie z prawej strony kotła, a pyłoprzewody mieszanki rozrzedzonej 23 są doprowadzane do dyszy pyłowej 5 z lewej strony kotła. Z młyna węglowego MW IV pyłoprzewody mieszanki zagęszczonej 22 są doprowadzane do palnika pyłowego 3 w pierwszym rzędzie z prawej strony kotła, a pyłoprzewody mieszanki rozrzedzonej 23 są doprowadzone do dyszy pyłowej 4 z lewej strony kotła.

Komora paleniskowa kotła, jak przedstawiono na fig. 1, została podzielona na cztery strefy spalania. I strefa spalania jest na wysokości palników pyłowych 3, czyli wprowadzania mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej. II strefa spalania jest na wysokości dysz pyłowych 4, 5, 6, 7, przez które wprowadzana jest mieszanka pyło-powietrzna rozrzedzona. III strefa spalania jest na wysokości zabudowy dysz powietrza dopalającego 8 i stanowi strefę wstępnego dopalania produktów spalania. IV strefę spalania stanowi strefa dopalania na wysokości zabudowy dysz 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 i 18, przez które wprowadzane jest dodatkowe powietrze dopalające do górnej części komory paleniskowej 1.

Zgodnie z wynalazkiem pył węglowy w postaci mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i rozrzedzonej jest dozowany w sposób usymetryzowany poprzez krzyżowe podawanie mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do palników pyłowych 3 określonej strony kotła i mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do określonych dysz pyłowych 4, 5, 6, 7. Z młyna węglowego MW I mieszanka zagęszczona jest doprowadzana do palnika pyłowego 3 w pierwszym rzędzie z lewej strony kotła, a mieszanka rozrzedzona jest doprowadzana do dyszy pyłowej 7 z prawej strony kotła. Z młyna węglowego MW II mieszanka zagęszczona jest doprowadzana do palnika pyłowego 3 w drugim rzędzie z lewej strony kotła, a mieszanka rozrzedzona do dyszy pyłowej 6 z prawej strony kotła. Z młyna węglowego MW III mieszanka zagęszczona jest doprowadzana do palnika pyłowego 3 w drugim rzędzie z prawej strony kotła, a mieszanka rozrzedzona do dyszy pyłowej 5 z lewej strony kotła. Z młyna węglowego MW IV mieszanka zagęszczona jest doprowadzana do palnika pyłowego 3 w pierwszym rzędzie z prawej strony kotła, a mieszanka pyło-powietrzna rozrzedzona do dyszy pyłowej 4 z lewej strony kotła. W ten sposób z młynów węglowych MW I i MW IV mieszanka zagęszczona jest doprowadzana do pierwszego rzędu palników pyłowych 3, a z młynów węglowych MW II i MW III jest doprowadzana do drugiego rzędu palników pyłowych 3. Mieszanka rozrzedzona z młynów węglowych MW I, MW II, MW III i MW IV jest wprowadzana w ten sposób, że z młynów MW I i MW II jest wprowadzana do dysz pyłowych 6 i 7 z prawej strony kotła, a z młynów MW III i MW IV jest wprowadzana do dysz pyłowych 4 i 5 z lewej strony kotła.

Mieszanka pyło-powietrzna rozrzedzona jest wprowadzana do komory paleniskowej 1 z frontowej ściany dwoma obok siebie strugami 24 nad strugami 25 mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej wprowadzanej na dwóch poziomach niższych w pionie. Nad dwoma strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej 24 z każdej strony ściany 2 kotła wprowadzana jest pojedyncza, szerokim płaskim strumieniem poziomo struga powietrza dopalającego 26.

Pomiędzy strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej 24 i strugami powietrza dopalającego 26 na ich poziomie wprowadzane jest powietrze dopalające rozchylonymi strugami 27, 28 na prawą i lewą stronę kotła w kierunku strug mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej 24 i strug powietrza dopalającego 26. W strefie dopalania w górnej części komory paleniskowej 1 wprowadza się z czterech ścian kotła parami strug z dwóch poziomów nierównoległe strugi dodatkowego powietrza dopalającego. Strugi dodatkowego powietrza dopalającego 29, 31, 33, 35 wychodzące odpowiednio z dysz dodatkowego powietrza dopalającego 11, 13, 15, 17 zabudowanych na wyższym poziomie bliżej naroży 19 komory paleniskowej 1, wywołują wir duży 20. Strugi dodatkowego powietrza dopalającego 30, 32, 34, 36 wychodzące odpowiednio z dysz dodatkowego powietrza dopalającego 12, 14,

PL 194 926 B1

16, 18 zabudowanych na niższym poziomie w środkowej części ścian komory paleniska 1, wywołują wir mniejszy 21. Do I strefy spalania mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej podaje się około 70% pyłu węglowego opuszczającego współpracujące z kotłem energetycznym młyny węglowe, z ograniczoną ilością powietrza wtórnego. Do II strefy spalania mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej podaje się pozostałą ilość, około 30% pyłu węglowego opuszczającego współpracujące z kotłem energetycznym młyny węglowe, bez powietrza wtórnego. Do III strefy spalania wprowadza się do przekroju komory paleniskowej ograniczoną ilość powietrza dodatkowego, bez pyłu węglowego. Do IV strefy spalania będącej strefą dopalania na dwóch poziomach wprowadza się dodatkowe powietrze dopalając.

Sposób według wynalazku umożliwia spalanie pyłu węglowego z niską emisją NO_X w spalinach w granicach dopuszczonych normą, zapobiega występowaniu w czasie pracy kotła energetycznego miejscowych, zwłaszcza w obrębie rur parownika, skoncentrowanych stref redukcyjnych bogatych w CO, będących głównymi czynnikami wywołującymi korozję niskotlenową. Dzięki wydłużeniu drogi i czasu dopalania produktów spalania, umożliwia uzyskiwanie niskiej zawartości części palnych w popiele rzędu 3-6% niezależnie od wielkości kotła oraz wyrównanej zawartości popiołu po obu stronach kotła.

Claims (9)

1. Sposób niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych z zapobieganiem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele, z podziałem komory paleniskowej na strefy spalania, ze zróżnicowaniem i usystematyzowaniem w rejonie palników pyłowych podziału pyłu węglowego podawanego z młynów węglowych w postaci mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do niższych rzędów palników, mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do wyższych rzędów palników, ze zróżnicowaniem podziału powietrza spalania podawanego do określonych stref spalania, wprowadzaniem strug powietrza dopalającego pomiędzy strugami mieszanki pyło-powietrznej oraz z czterech ścian kotła w dwóch poziomach z każdej z nich nierównoległymi lub równoległymi strugami, znamienny tym, że pył węglowy w mieszankach pyło-powietrznych zagęszczonych i rozrzedzonych dozuje się ze ściany frontowej do komory paleniska (1) w sposób usymetryzowany poprzez krzyżowe ich podawanie, z jednego z młynów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do jednego z niższych rzędów palnika pyłowego z lewej strony kotła a mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do jednej z wyższych dysz pyłowych z prawej strony kotła, z drugiego z młynów mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do jednego z niższych rzędów palnika pyłowego z prawej strony kotła a mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do jednej z wyższych dysz pyłowych z lewej strony kotła, mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną wprowadza się do komory paleniskowej (1) nad strugami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej (25) pogrupowanymi w kilka, najkorzystniej po dwie na jednym poziomie strugami (24), nad kilkoma strugami (24) w poziomie mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej oraz pomiędzy nimi w poziomie wprowadza się ze ściany frontowej (2) powietrze dopalające tak, że nad strugami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (24) powietrze dopalające wprowadza się pojedynczą strugą (26) a pomiędzy strugami (24) mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się strugami (27), (28) rozchylonymi na prawą i lewą stronę kotła w kierunku strug (24) mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i strug (26) powietrza dopalającego wprowadzanego nad nimi, a w strefie dopalania wprowadza się z czterech ścian kotła parami strugi z dwóch różnych poziomów z każdej z nich, nierównoległe lub równoległe strugi (29) i (30), (31) i (32), (33) i (34), (35) i (36) dodatkowego powietrza dopalającego tak, że na niższym poziomie strugi (30), (32), (34), (36) dodatkowego powietrza dopalającego wychodzącego z dysz w środkowej części ścian komory paleniskowej (1) wywołują wir mniejszy (21) w centralnej części komory kotła energetycznego, a na wyższym poziomie strugi (29), (31), (33), (35) dodatkowego powietrza dopalającego wychodzące z dysz bliżej naroży (19) komory paleniskowej (1) wywołują wir duży (20) w pozostałej części komory, przy czym do (I) strefy spalania mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej podaje się około 70% pyłu węglowego opuszczającego współpracujące z kotłem energetycznym młyny węglowe, z ograniczoną ilością powietrza wtórnego, do (II) strefy spalania mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej podaje się pozostałą ilość pyłu węglowego bez powietrza wtórnego, do (III) strefy spalania wprowadza się do przekroju komory paleniskowej (1) ograniczoną ilość powietrza dodatkowego bez pyłu węglowego, a nad ostatnią strefą spalania wprowadza się w strefie dopalania (IV) dodatkowe powietrze dopalające na dwóch różnych poziomach.

PL 194 926 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamiennytym, że miesza nkępyło-powietrzną rozrzedzonąwprowadza się strugami (24) pod kątem w dół.

3. Sposób według 1, znamienny tym. że powieerze dopalające nad strugami (24) mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się płaską strugą (26).

4. Sposób według zas-trz. 1, znamienny tym, że dopalające wprowadza się z fronti^wej ściany (2) strugami poziomymi.

5. Sposób według zas-trz. 1, znamienny tym, że dopalające wprowadza się z frontowej ściany (2) strugami pod kątem w dół.

6. Układ do niskoemisyjnego s[^^l^r^i^ pyłu węglowego w kotłach energetycznych z niem koncentracji CO i minimalizacją części palnych w popiele, z frontowym układem palników, zawierający palniki zabudowane w pionowych rzędach z prawej i lewej strony kotła, z doprowadzeniem z odpowiednich młynów węglowych mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej do niższych rzędów palników oraz mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej do dysz pyłowych wyższych rzędów, zawierający pomiędzy dyszami mieszanki pyło-powietrznej dysze powietrza dopalającego oraz na wszystkich ścianach kotła zabudowane na różnych poziomach dysze dodatkowego powietrza dopalającego, znamienny tym, że na ścianie frontowej kotła nad palnikami pyłowymi (3) mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej zabudowane są w poziomie pogrupowane po kilka, najkorzystniej dwie dysze mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (4), (5) i (6), (7), nad nimi zabudowane są na ścianie frontowej pojedyncze dysze (8) powietrza dopalającego oraz pomiędzy dyszami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (4), (5), oraz (6), (7) w poziomie, zabudowane są w poziomie podwójne dysze (9) powietrza dopalającego z rozchylonymi pod kątem końcówkami (10) ukierunkowanymi na lewą i prawą stronę kotła, w górnej części komory paleniskowej (1) na wszystkich ścianach kotła zabudowane są parami na różnych poziomach pary dysz (11) i (12), (13) i (14), (15) i (16), (17) i (18) dodatkowego powietrza dopalającego pod kątem ukierunkowane, gdzie na wyższym poziomie zabudowane są bliżej naroży (19) kotła dysze (11), (13), (15), (17) zewnętrzne dodatkowego powietrza dopalającego, na niższym poziomie zabudowane są dysze (12), (14), (16), (18) wewnętrzne dodatkowego powietrza dopalającego, przy czym młyny węglowe połączone są z odpowiednimi palnikami pyłowymi (3) i dyszami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (4), (5), (6), (7) krzyżowo względem siebie pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej (22) i pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (23), z jednej strony kotła z palnikami pyłowymi (3) mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej niższego rzędu, a z drugiej strony z dyszą mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (4) lub (5), lub (6) lub (7) wyższego rzędu.

7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że dysze mieszanki pyło-powie-trznej rozrzedzonej (4), (5), (6), (7) są ukierunkowane pod kątem w dół.

8. Ukkad według zast:rz. 6, tym, że dysze powierza dopalającego (8) ukierunkowane są poziomo.

9. Ukkad według zas^z. 6, znamienny tym. że dysze powierza dopalającego (8) są ukierunkowane po kątem w dół komory paleniskowej.