RU1825412C

RU1825412C - Method of boiler plant operation and boiler plant

Info

Publication number: RU1825412C
Application number: SU904820922A
Authority: RU
Inventors: Алексей Васильевич Друцкий; Михаил Иванович Невзоров; Александр Николаевич Панасенко
Original assignee: Алексей Васильевич Друцкий
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1993-06-30

Abstract

Сущность изобретени : способ реализуетс путем сжигани топлива в среде увлаж- ненного в контактном воздухоподогревателе воздуха в топке котла, промывки продуктов сгорани в контактной термохимической камере продуктов сгорани регулирующим по контуру щелочным поглотителем с получением в последнем нейтральных солей , последующей утилизации тепла промытых продуктов сгорани с выделением из них конденсата вод ных паров в контактно- поверхностном экономайзере, поддержани заданной концентрации щелочного поглотител в основном рециркулирующем потоке контура электролизом нейтральных солей в электролизере с направлением газообразных продуктов электролиза через патрубок на поток увлажненного воздуха, а также повторного орошени продуктов сгорани после утилизации их тепла дополнительным потоком по контуру рециркули- рующего теплоносител , часть которого после поддона абсорбера направл ют на смешение с основным потоком щелочного поглотител в контур, причем после электролиза часть основного потока поглотител возвращают в контур. В установке, реализующей указанный способ, предусмотрены также датчик уровн , установленный в поддоне абсорбера, регул тор расхода и запорный орган на подающей и обратной лини х, и регул тор расхода на подающем трубопроводе бака щелочного поглотител . 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ЁSUMMARY OF THE INVENTION: the method is implemented by burning fuel in a humidified air in a contact air heater in a boiler furnace, washing the combustion products in a contact thermochemical chamber of the combustion products with an alkaline absorber controlling the circuit to obtain neutral salts in the latter, and then utilizing the heat of the washed combustion products with evolution of them condensate of water vapor in the contact-surface economizer, maintaining a given concentration of an alkaline absorber mainly the circulating flow of the circuit by the electrolysis of neutral salts in the electrolyzer with the direction of the gaseous products of electrolysis through the nozzle to a stream of humidified air, as well as re-irrigating the combustion products after utilizing their heat with an additional flow along the circuit of the recirculating coolant, part of which is sent to the mixing tank with the main the alkaline absorber flow into the circuit, and after electrolysis, part of the main absorbent stream is returned to the circuit. The installation implementing the above method also includes a level sensor installed in the absorber sump, a flow regulator and a shut-off element on the supply and return lines, and a flow regulator on the supply pipe of the alkaline absorber tank. 2 s.p. f-ly, 1 ill. Yo

Description

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных , работающих на газообразном или жидком топливе.The invention relates to a power system and can be used in boiler houses operating on gaseous or liquid fuels.

Цель изобретени - повышение эффективности очистки продуктов сгорани и экономичности .The purpose of the invention is to increase the efficiency of purification of combustion products and efficiency.

На чертеже представлена принципиальна схема предлагаемой котельной установки .The drawing shows a schematic diagram of the proposed boiler installation.

Котельна установка содержит котел 1, подключенный воздуховодом 2 к контактному воздухоподогревателю 3, снабженному орошающим устройством 4 и поддоном 5, и газоходом 6 к последовательно включенным контактной термохимической камере 7 и контактно-поверхностному экономайзеру 8 выполненным каждый со своим орошающим устройством 9, 10 и поддоном 11, 12 соответственно, а также бак 13 щелочного поглотител с подающим трубопроводом, электролизер 16 и дренажную емкость 14, причем поддон 11 контактной термохимической камеры 7 снабжен датчиком 22 уровн The boiler installation includes a boiler 1, connected by an air duct 2 to a contact air heater 3, equipped with an irrigation device 4 and a pan 5, and a gas duct 6 to a series-connected contact thermochemical chamber 7 and a contact-surface economizer 8 each made with its own irrigation device 9, 10 and a pallet 11 , 12, respectively, as well as an alkaline absorber tank 13 with a supply pipe, an electrolyzer 16 and a drainage tank 14, and the tray 11 of the contact thermochemical chamber 7 is equipped with a level sensor 22

0000

и соединен со своим орошающим устройством 9 с образованием первого рециркул ционного контура 15, к которому подключены дренажна емкость 14, электролизер 16, имеющий отвод поглотител и сообщенный патрубком 17 отвода газообразных продуктов с воздуховодом 2 и поддон 12 контактно-поверхностного экономайзера 8, подсоединенного к своему орошающему устройству 10 через орошающее устройство 4 и поддон 5 воздухоподогревател 3 с образованием второго рециркул ционного контура .and connected to its irrigation device 9 with the formation of the first recirculation loop 15, to which a drainage tank 14, an electrolyzer 16, having an absorber outlet and communicated by a pipe 17 of the outlet of gaseous products with an air duct 2 and a pallet 12 of a contact-surface economizer 8 connected to its the irrigation device 10 through the irrigation device 4 and the pan 5 of the air heater 3 with the formation of a second recirculation loop.

Котельна установка дополнительно содержит установленный в газоходе 6 после контактно-поверхностного экономайзера 8 абсорбер 30 с орошающим устройством 31, снабженным датчиком уровн 38 поддоном 32 и насосом 34, образующими третий рециркул ционный контур 33, а также подающую и обратную линии с соответственно размещенными на них регул тором расхода 35 и запорным органом 36 и установленный на подающем трубопроводе бака 13 щелочного поглотител второй регул тор расхода 37. причем подающа и обратна линии включены между третьим рециркул ционным контуром 33 и соответственно первым рециркул ционным контуром 15 и с отводом поглотител из электролизера 16. Подающий трубопровод бака 13 щелочного поглотител подключен к третьему рециркул ционному контуру 33, а регул торы расхода 35 и 37 св заны соответственно с датчиком 22 уровн поддона 11 контактной термохимической камеры 7 и с датчиком 38 уровн поддона 32 абсорбера 30.The boiler plant additionally contains an absorber 30 installed in the flue 6 after the contact-surface economizer 8 with an irrigation device 31, equipped with a level sensor 38, a pan 32 and a pump 34, forming a third recirculation circuit 33, as well as a supply and return line with a regulation respectively placed on them a flow regulator 35 and a shut-off member 36 and a second flow regulator 37 installed on the supply pipe of the alkaline absorber tank 13. Moreover, the supply and return lines are connected between the third recirculation circuit 33 and, respectively, the first recirculation circuit 15 and with the removal of the absorber from the electrolyzer 16. The feed pipe of the tank 13 of the alkaline absorber is connected to the third recirculation circuit 33, and the flow regulators 35 and 37 are connected respectively to the sensor 22 of the level of the pallet 11 of the contact thermochemical chamber 7 and with a level sensor 38 of the pan 32 of the absorber 30.

Дренажна емкость 14 и поддон 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 подключены к первому рециркул ционному контуру 15 через электромагнитные клапаны 18, 19, соединенные с датчиком 20 уровн , расположенным в дренажной емкости 14, и регул тор 21 расхода, соединенный с датчиком 22 уровн . Первый рециркул ционный контур 15 и второй рециркул ционный контур содержат насосы 23, 24 и 25 соответственно.The drain tank 14 and the pallet 12 of the contact-surface economizer 8 are connected to the first recirculation loop 15 through solenoid valves 18, 19 connected to a level sensor 20 located in the drain tank 14 and a flow controller 21 connected to the level sensor 22. The first recirculation loop 15 and the second recirculation loop comprise pumps 23, 24 and 25, respectively.

Первый рециркул ционный контур 15 снабжен линией 26 вывода избытка получаемых нейтральных солей, на которой расположены насос 27, регул тор 28 расхода, соединенный с датчиком 22 уровн .The first recirculation loop 15 is provided with a line 26 for outputting the excess of the obtained neutral salts, on which the pump 27 is located, the flow regulator 28 connected to the level sensor 22.

При сжигании в котле 1 жидкого топлива котельна установка дополнительно содержит отделители гидрооксидов т желых металлов и нейтральных солей.When liquid fuel is burned in boiler 1, the boiler plant additionally contains separators of heavy metal hydroxides and neutral salts.

Дл осуществлени переключений при переходе котельной с сжигани газообразного топлива на жидкое, или наоборот, лини 26 дополнительно содержит запорные органы 39-42.To make the switchover when the boiler is switched from burning gaseous fuel to liquid, or vice versa, line 26 further comprises locking elements 39-42.

Работа котельной установки осуществл етс следующим образом,The operation of the boiler plant is as follows

Продукты сгорани топлива, отход щиеFlue gas products

от котла 1 по газоходу 6 поступают в контактную термохимическую камеру 7, где интенсивно промываютс рециркулирующим потоком раствора щелочного поглотител . Вfrom the boiler 1 through the gas duct 6 enter the contact thermochemical chamber 7, where they are intensively washed with a recycle stream of an alkaline absorber solution. AT

результате активного контакта с водным раствором щелочного поглотител продукты сгорани увлажн ютс до относительной влажности 100%, снижа свою температуру до температуры мокрого термометра. Одно5 временно с процессами тепломассообмена в контактной термохимической камере 7 протекают химические реакции между щелочным поглотителем и кислыми окислами, содержащимис в продуктах сгорани , с об0 разованием нейтральных солей.As a result of active contact with an aqueous solution of an alkaline absorber, the combustion products are moistened to a relative humidity of 100%, lowering their temperature to the temperature of a wet thermometer. Simultaneously with the processes of heat and mass transfer in the contact thermochemical chamber 7, chemical reactions occur between the alkaline absorber and the acid oxides contained in the combustion products, with the formation of neutral salts.

Из контактной термохимической камеры 7 влажные продукты сгорани поступают в контактно-поверхностный экономайзер 8, где интенсивно охлаждаютс , отдава From the contact thermochemical chamber 7, the wet combustion products enter the contact-surface economizer 8, where they are intensively cooled, giving

5 свое тепло промежуточному теплоносителю (конденсату), подаваемому навстречу потоку через орошающее устройство 10, и теплоносителю, протекающему внутри труб трубного пучка. Возможно также исполь05 its heat to the intermediate heat carrier (condensate) supplied towards the flow through the irrigation device 10, and the heat carrier flowing inside the tubes of the tube bundle. It is also possible to use

зование контактного экономайзера.contact economizer.

Из поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 гор чий конденсат подаетс насосом 25 на орошающее устройство 4 контактного воздухоподогревател 3.From the pan 12 of the contact-surface economizer 8, hot condensate is pumped 25 to the irrigation device 4 of the contact air heater 3.

5 где охлаждаетс потоком дутьевого воздуха . Охлажденный конденсат из поддона 5 возвращаетс насосом 24 через орошающее устройство 10 в контактно-поверхностный экономайзер 8 дл повторного своего5 where it is cooled by a stream of blast air. The cooled condensate from the sump 5 is returned by the pump 24 through the irrigation device 10 to the contact-surface economizer 8 for its repeated

0 нагрева и более глубокого охлаждени уход щих продуктов сгорани . Избыток конденсата , получаемый в экономайзере 8, отводитс из второго iрециркул ционного контура на собственные нужды котельной, а0 heating and deeper cooling of the flue gases. The excess condensate obtained in economizer 8 is diverted from the second recirculation loop to the boiler’s own needs, and

5 также используетс дл подпитки рециркул ционного контура 15 при отсутствии воды в дренажной емкости 14.5 is also used to feed the recirculation loop 15 in the absence of water in the drain tank 14.

Дутьевой воздух, контактиру в воздухоподогревателе 3 непосредственно с гор 0 чим конденсатом и охлажда его, сам нагреваетс и одновременно увлажн етс , чем обеспечиваетс частичное подавление образовани окислов азота в топке котла 1.The blast air, which is contacted directly in the air heater 3 with hot condensate and cools it, is itself heated and humidified, which partially suppresses the formation of nitrogen oxides in the furnace of boiler 1.

5 Водный раствор щелочного поглотител из поддона 11 с помощью насоса 23 подаетс по рециркул ционному контуру 15 повторно на орошающее устройство 9. Компенсаци потерь упариваемой в контактной термохимической камере 7 влаги осуществл етс через регул тор 21 расхода, соединенный с датчиком 22 уровн , расположенным в поддоне 11, от поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 или от дренажной емкости 14, в которую сведены все аварийные, разовые и другие технические сливы котельной, включа и аварийные переливы из поддонов 5, 11, 12 и 32, причем включение указанных источников подпитки контура 15 водой осуществл етс автоматически с помощью отсечных клапанов 18, 19, работающих по импульсам датчика 20 уровн , расположенного в дренажной емкости 14, из которой осуществл етс подпитка через отсечной клапан 18, а при отсутствии в ней воды - через клапан 19 из поддона 12.5 An aqueous solution of an alkaline absorber from the sump 11 is fed through the recirculation loop 15 to the irrigation device 9 through the recirculation loop 15. The moisture losses evaporated in the contact thermochemical chamber 7 are compensated through the flow controller 21 connected to the level sensor 22 located in the sump 11, from the pallet 12 of the contact-surface economizer 8 or from the drainage tank 14, into which all emergency, one-time and other technical drains of the boiler house, including emergency overflows from pallets 5, 11, 12 and 32, are brought together The indicated sources of water supply for the circuit 15 are switched on automatically by means of shut-off valves 18, 19 operating by pulses of the level sensor 20 located in the drainage tank 14, from which water is fed through the shut-off valve 18, and in the absence of water through the valve 19 from pallet 12.

Отбор высококонцентрированного избытка нейтральных солей из рециркул ционного контура 15 осуществл етс по линии 26 с помощью насоса 27 через регул тор 28 расхода на электролизер 16.The selection of a highly concentrated excess of neutral salts from the recirculation loop 15 is carried out along line 26 by means of a pump 27 through a flow regulator 28 to the electrolysis cell 16.

Охлажденные и частично осушенные в контактно-поверхностном экономайзере 8 продукты сгорани перед поступлением в дымовую трубу предварительно преход т через абсорбер 30, где промываютс рецир- кулирующим потоком высококонцентрированного щелочного поглотител . В результате активного контакта продуктов сгорани с распыл емым раствором указанного поглотител , содержаща с в продуктах сгорани остаточна влага интенсивно поглощаетс щелочным поглотителем, который при этом будет нагреватьс за счет выдел ющейс скрытой теплоты конденсации поглощаемой влаги, нагретые капли раствора щелочного поглотител вследствие продолжающегос контакта, в процессе движени до поддона 32. с продуктами сгорани будут частично охлаждатьс , отдава свою теплоту уход щим продуктам сгорани , нагрева последние, т.е. в абсорбере 30 будет происходить одновременна осушка и подогрев уход щих продуктов сгорани . Кроме того, в абсорбере 30 также будут протекать химические реакции между щелочным поглотителем и неуловленными в контактной термохимической камере 7 кислыми окислами, т.е. будет осуществл тьс дополнительна очистка уход щих продуктов сгорани от вредных веществ.The products of combustion, cooled and partially dried in the contact-surface economizer 8, are passed through the absorber 30 before entering the chimney, where they are washed with a recycle stream of a highly concentrated alkaline absorber. As a result of the active contact of the combustion products with the sprayed solution of the indicated absorber, the residual moisture contained in the combustion products is intensively absorbed by the alkaline absorber, which will be heated by the liberated latent heat of condensation of the absorbed moisture, heated drops of the alkaline absorber solution due to continued contact in the process of moving to the pan 32. with the combustion products will be partially cooled, giving its heat to the leaving combustion products, heating the last ie in the absorber 30, simultaneous drying and heating of the exhaust products of combustion will occur. In addition, chemical reactions will also take place in the absorber 30 between the alkaline absorber and acid oxides that are not trapped in the contact thermochemical chamber 7, i.e. additional purification of waste products of combustion from harmful substances will be carried out.

Поддержание в рециркул ционном контуре 33 концентрации щелочного поглотите- л на посто нном расчетном уровне обеспечиваетс за счет подпитки контура 33 высококонцентрированным щелочным раствором из бака 13, а при работе котельной на газообразном топливе, в первую очередь ,- высококонцентрированным регенерированным в электролизере 16 раствором щелочного поглотител . При работе на газообразном топливе запорные органы 39, 40, 42 закрыты, а 36 и 41 - открыты, т.е. весь поток по линии отбора 26 проходит через электролизер 16 и используетс дл подпитки (в первую очередь) рециркул ционного контура 33, а щелочной поглотитель из бака 13 расходуетс только на компенсацию незначительных потерь. При работе котельной на жидком топливе запорные органы 36 и 41 закрыты, а 39, 40 и 42 - открыты, т.е. весь поток по линии 26 поступает последовательно на отделитель гидрооксидов т желых металлов и отделитель нейтральных солей и только потом через электролизер 16 возвращаетс в первый рециркул ционный контур 15, а подпитка третьего рециркул ционного контура 33 осуществл етс исключительноMaintaining the concentration of alkaline absorber in the recirculation circuit 33 at a constant design level is ensured by feeding circuit 33 with a highly concentrated alkaline solution from tank 13, and when the boiler is operated on gaseous fuel, first of all, with a highly concentrated alkaline absorber solution regenerated in electrolyzer 16 . When operating on gaseous fuels, the locking elements 39, 40, 42 are closed, and 36 and 41 are open, i.e. the entire flow through the sampling line 26 passes through the electrolyzer 16 and is used to feed (primarily) the recirculation loop 33, and the alkaline absorber from the tank 13 is used only to compensate for minor losses. During the operation of the boiler house on liquid fuel, the shut-off bodies 36 and 41 are closed, and 39, 40 and 42 are open, i.e. the entire stream through line 26 flows sequentially to the separator of heavy hydroxides of the metals and the separator of neutral salts and only then through the electrolyzer 16 is returned to the first recirculation loop 15, and the third recirculation loop 33 is fed exclusively

из бака 13.from tank 13.

При работе котельной как на газообразном , так и на жидком топливе, подпитка рециркул ционного контура 15 щелочным поглотителем осуществл етс за счет егоWhen the boiler house operates on both gaseous and liquid fuels, the recirculation loop 15 is fed with an alkaline absorber due to its

отбора из рециркул ционного контура 33 через регул тор 35 расхода, работающий по импульсам датчика 22 уровн . Поддержание в рециркул ционном контуре 33 посто нного высококонце нтрированногоselection from the recirculation loop 33 through the flow controller 35, operating on the pulses of the level sensor 22. Maintaining in the recirculation loop 33 a constant highly concreted

раствора щелочного поглотител осуществл етс за счет регулировани его расхода на подпитку из бака 13 с помощью регул тора 37, работающего по импульсам датчика 38 уровн , расположенного в поддоне 32 абсорбера 30.The alkaline absorber solution is carried out by adjusting its flow rate for recharge from the tank 13 with the help of a regulator 37 operating by pulses of a level sensor 38 located in the pan 32 of the absorber 30.

Таким образом, предложенные технические решени обеспечивают одновременную осушку и подогрев уход щих продуктов сгорани . Одновременно с этим наличиеThus, the proposed technical solutions provide simultaneous drying and heating of the flue gases. At the same time, the presence of

второй ступени контакта продуктов сгорани с высококонцентрированным щелочным поглотителем значительно повышает степень очистки продуктов сгорани от вредных веществ (кислых окислов), кромеthe second stage of contact of the combustion products with a highly concentrated alkaline absorber significantly increases the degree of purification of the combustion products from harmful substances (acid oxides), except

того, в абсорбере практически полностью отводитс от продуктов сгорани остаточна влага, при этом утилизируетс дополнительное количество теплоты. Указанные факторы в целом значительно повышаютMoreover, residual moisture is almost completely removed from the combustion products in the absorber, while additional heat is utilized. These factors generally significantly increase

эффективность и экономичность предложенного способа работы котельной установки .the effectiveness and efficiency of the proposed method of operation of the boiler plant.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of operating a boiler plant, including burning fuel in a humidified air environment, removing heat from combustion products, washing the latter with a recycle stream of an alkaline absorber to obtain neutral salts in the latter, and then recovering the heat of the washed combustion products with the release of water condensate from them vapors, maintaining a given concentration of an alkaline absorber in the main recycle stream by electrolysis of neutral salts obtained after the mentioned washing and the regulation of gaseous products of electrolysis together with humidified blast air for fuel combustion, characterized in that, in order to increase the purification efficiency of the combustion products and economy, the combustion products after their heat recovery are re-irrigated with an additional stream of recycle alkaline absorber, some of which is directed to mixing with the main recycle stream of an alkaline absorber before it is fed to the washing of combustion products, and after electrolysis, part of the main the circulating alkali scavenger stream is mixed with said further alkaline scavenger stream.

2. A boiler installation comprising a boiler connected by an air duct to a contact air heater equipped with an irrigation device and a tray, and a gas duct to a series-connected contact thermochemical chamber and a contact-surface economizer, each made with its own irrigation device and a tray, and an alkaline absorber tank with a supply pipe, an electrolyzer and a drainage tank, and the tray of the contact thermochemical chamber is equipped with a level sensor and connected to its irrigation device with the formation of the first recirculation circuit, to which a drainage tank is connected, an electrolyzer having an absorber outlet and communicated by a gaseous product outlet pipe with an air duct, and a contact-surface economizer tray connected to its irrigation device through an irrigation device and an air heater pan with the formation of a second recirculation loop, characterized in that, in order to increase the efficiency of cleaning combustion products and economy, it additionally contains it installed in the flue after the contact-surface economizer absorber with an irrigation device equipped with a level sensor, a tray and

a pump forming a third recirculation loop, as well as a supply and return line with a first flow regulator and a shut-off element respectively mounted on them and a second flow regulator installed on the supply pipe of the alkaline absorber tank, the supply and return lines being connected between the third recirculation the circuit and, accordingly, the first recirculation loop and the removal of the absorber of the electrolyzer, the supply pipe of the alkaline absorber tank is connected to the third recirculation loop And the first and second flow regulators are associated respectively with the sensor layer pallet thermochemical contact chamber and with the sensor layer absorber sump.

Editor

Compiled by A. Drutsky Tehred M. Morgenthal

Order 2234

Circulation

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the USSR SCST 113035. Moscow. Zh-35, Rauska embankment. 4/5

Proofreader L. Pilipenko

Subscription