RU2047048C1 - Device for firing pulverized fuel - Google Patents
Device for firing pulverized fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047048C1 RU2047048C1 RU93020035A RU93020035A RU2047048C1 RU 2047048 C1 RU2047048 C1 RU 2047048C1 RU 93020035 A RU93020035 A RU 93020035A RU 93020035 A RU93020035 A RU 93020035A RU 2047048 C1 RU2047048 C1 RU 2047048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- flow
- coal
- stabilizing
- heating
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для розжига и стабилизации горения пылеугольных горелок. The invention relates to energy and can be used to ignite and stabilize the combustion of pulverized coal burners.
Известно устройство для воспламенения пылеугольного топлива, содержащего пылеугольную горелку, в которой розжиг и стабилизацию горения пылеугольного факела осуществляют путем сжигания мазута или природного газа [1] Пылеугольная горелка содержит мазутную форсунку, улитку ввода первичного воздуха с угольной пылью и завихритель ввода вторичного воздуха. Пусковые или газовые форсунки монтируются совместно с основными угольными горелками, либо устанавливаются дополнительно к ним. При совместной установке мазутная форсунка обычно располагается на оси улитки ввода первичного воздуха с угольной пылью. Например, котлоагрегат ПК-39 имеет 12 основных пылеугольных горелок производительностью 8 т/ч и 8 мазутных форсунок производительностью 1,3 т/ч. При поступлении в топку мазута и угля производят воспламенение высокореакционного жидкого топлива. При горении мазута выделяется значительное количество тепла, которое нагревает угольную пыль. В результате нагрева угольных частиц выделяются летучие и повышается температура твердого топлива. При этом происходит загорание угольных частиц и осуществляется интенсивный розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела. A device for igniting a pulverized coal fuel containing a pulverized coal burner, in which the ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal torch is carried out by burning fuel oil or natural gas [1] The pulverized coal burner contains a fuel oil nozzle, a snail for introducing primary air with coal dust and a swirl for introducing secondary air. Starting or gas nozzles are mounted together with the main coal burners, or are installed in addition to them. In a joint installation, a fuel oil nozzle is usually located on the axis of the cochlea of the primary air inlet with coal dust. For example, the PK-39 boiler has 12 main pulverized coal burners with a capacity of 8 t / h and 8 fuel oil nozzles with a capacity of 1.3 t / h. When fuel oil and coal enter the furnace, ignition of highly reactive liquid fuel is performed. When burning fuel oil, a significant amount of heat is released, which heats the coal dust. As a result of heating the coal particles, volatiles are released and the temperature of the solid fuel rises. In this case, coal particles ignite and intense ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal flame occurs.
Однако при совместном сжигании угля и мазута в топке повышается мехнедожог, увеличиваются выбросы оксидов азота и серы, усиливается коррозия поверхностей нагрева и снижается надежность энергетического оборудования [2] Кроме того, мазут дефицитный продукт, а эксплуатация мазутного хозяйства сложна, особенно в зимнее время, когда мазут необходимо постоянно подогревать. However, when co-burning coal and fuel oil in a furnace, a fire burn increases, emissions of nitrogen oxides and sulfur increase, corrosion of heating surfaces increases and reliability of power equipment decreases [2] In addition, fuel oil is a scarce product, and operation of fuel oil facilities is difficult, especially in winter, when fuel oil must be constantly heated.
Известно устройство для воспламенения пылеугольного топлива, содержащее плазменную пылеугольную горелку, предназначенную для воспламенения бурых углей [3] Пылеугольная горелка смонтирована в верхней части топочной камеры факельного стенда. Топочная камера представляет вертикальный цилиндр высотой 7,5 м с диаметром в свету 1,6 м. Верхняя часть камеры утеплена огнеупорной обмазкой, остальная выполнена огнеупорным кирпичом и футерована, все элементы камеры охлаждаются водой. Используется однотопочная пылеугольная горелка с приосевой зоной обратных токов и регулируемыми параметрами крутки. Горелка содержит улитку для ввода угля и первичного воздуха, а также завихритель вторичного воздуха. Вблизи горелки монтируется узел плазменного воспламенения, включающий плазмотрон с источником электропитания. Плазмотрон устанавливается в топочном пространстве устья горелки. Струя плазмы накладывается на поток аэросмеси, поступающей из пылеугольной горелки, и является источником воспламенения пылеугольного потока. Месторасположение плазмотрона относительно пылеугольного потока устанавливается таким образом, чтобы ядро струи пересекало поток аэросмеси. В опытах мощность плазмотрона составляла 16-22 кВт, расход угля 400 кг/ч, первичного воздуха 252 кг/ч. В указанных опытах достигнуто устойчивое зажигание с помощью низкотемпературной плазмы бурых углей (типа канско-ачинских) с выходом летучих Vг 40%
Однако данное устройство для воспламенения пылеугольного топлива эффективно лишь для розжига и стабилизации горения бурых углей с высоким содержанием летучих (40%). При сжигании же низкосортных углей рассматриваемая схема горелки не обеспечивает устойчивого розжига и стабилизации горения пылеугольного факела.A device for igniting pulverized coal fuel containing a plasma pulverized coal burner designed to ignite brown coals [3] A pulverized coal burner is mounted in the upper part of the combustion chamber of the flare stand. The combustion chamber is a vertical cylinder 7.5 m high with a diameter of 1.6 m in light. The upper part of the chamber is insulated with refractory coating, the rest is made of refractory bricks and lined, all elements of the chamber are cooled by water. A single-flow pulverized coal burner with an axial reverse current zone and adjustable twist parameters is used. The burner contains a cochlea for introducing coal and primary air, as well as a secondary air swirl. Near the burner, a plasma ignition assembly is mounted, including a plasma torch with an electric power source. The plasma torch is installed in the combustion chamber of the mouth of the burner. The plasma jet is superimposed on the flow of the aerosol mixture coming from the pulverized coal burner and is the source of ignition of the pulverized coal flow. The location of the plasma torch relative to the pulverized-coal flow is set so that the core of the jet crosses the flow of aerosol. In the experiments, the plasma torch power was 16-22 kW, coal consumption 400 kg / h, primary air 252 kg / h. In these experiments, stable ignition was achieved using a low-temperature plasma of brown coal (type Kansk-Achinsk) with a yield of volatile V g 40%
However, this device for igniting pulverized coal fuel is effective only for igniting and stabilizing the combustion of brown coal with a high volatile content (40%). When burning low-grade coal, the considered burner circuit does not provide stable ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal torch.
Поскольку в данном устройстве плазмотрон расположен в топочном пространстве на выходе пылеугольной горелке, то плазменная струя взаимодействует с распыленным потоком аэросмеси, что существенно снижает интенсивность тепломассообмена двухфазного потока. К тому же, при таком месторасположении плазмотрона частицы угля, нагреваемые потоком плазмы, не успевают достаточно хорошо прогреться, сразу же попадают в область закрученного потока вторичного воздуха, имеющего низкую температуру, и начинают охлаждаться. Since in this device the plasma torch is located in the furnace space at the outlet of the coal-dust burner, the plasma jet interacts with the atomized mixture flow, which significantly reduces the intensity of heat and mass transfer of the two-phase stream. Moreover, at such a location of the plasma torch, the coal particles heated by the plasma stream do not have enough time to warm up sufficiently, immediately fall into the area of the swirling stream of secondary air, which has a low temperature, and begin to cool.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для воспламенения пылеугольного низкосортного донецкого АIII с выходом летучих 4-6% [8] Это устройство содержит плазмотрон, цилиндрический канал стабилизирующего потока аэросмеси, камеру нагрева стабилизирующего потока аэросмеси циклонного типа, кольцевой канал с улиткой для подачи основного потока аэросмеси, кольцевой канал с улиткой для подачи вторичного воздуха, причем камера нагрева стабилизирующего потока аэросмеси установлена на входе канала для подачи основного потока аэросмеси, плазмотрон в данном устройстве для воспламенения топлива установлен вдоль оси канала и камеры нагрева стабилизирующего потока аэросмеси, на входе в камеру. Closest to the proposed technical solution is a device for igniting a pulverized coal low-grade Donetsk AIII with a volatile yield of 4-6% [8] This device contains a plasmatron, a cylindrical channel for stabilizing the flow of aerosol mixtures, a chamber for heating the stabilizing flow of aerosol mixtures of a cyclone type, an annular channel with a cochlea for feeding the main the mixture flow, an annular channel with a cochlea for supplying secondary air, and the chamber for heating the stabilizing flow of the mixture is installed at the inlet of the channel for supplying secondary air ovnogo fuel mixture flow, in the plasma torch device for ignition of the fuel is installed along the axis of the channel and the heating chamber the flow stabilizing fuel mixture, entering the chamber.
Мощность плазмотрона 320-400 кВт. В циклонную камеру нагрева стабилизирующего потока аэросмеси подается высококонцентрированная аэросмесь около 20% от полного расхода угля. Остальное количество топлива поступает в улитку для ввода основного потока угля. В камере нагрева стабилизирующего потока за счет плазмотрона производится разогрев частиц угля, выход летучих и частично газификация топлива. При этом образуется двухкомпонентное топливо, состоящее из горючего газа и нагретого коксового остатка. Полученное двухкомпонентное топливо, поступая в топочное пространство, обеспечивает розжиг и стабилизацию горения основного потока аэросмеси, вводимого через кольцевой канал с улиткой. Для нагрева стабилизирующего потока аэросмеси применяется электродуговой плазмотрон [4] в котором часть дугового столба выдувается воздухом в пылеугольный поток. The power of the plasma torch is 320-400 kW. A highly concentrated aerosol about 20% of the total coal consumption is fed into the cyclone chamber for heating the stabilizing flow of the air mixture. The remaining amount of fuel enters the cochlea to enter the main stream of coal. In the heating chamber of the stabilizing flow due to the plasma torch, particles of coal are heated, volatile and partially gasified fuel are released. In this case, a two-component fuel is formed, consisting of combustible gas and heated coke residue. The resulting two-component fuel, entering the furnace space, provides ignition and stabilization of combustion of the main flow of the air mixture introduced through the annular channel with the cochlea. An electric arc plasmatron [4], in which part of the arc column is blown by air into a pulverized coal stream, is used to heat the stabilizing flow of the air mixture.
Однако в этом известном устройстве для воспламенения пылеугольного топлива не достигаются оптимальные условия розжига и стабилизации горения топлива. However, in this known device for igniting pulverized coal fuel, optimal conditions for ignition and stabilization of fuel combustion are not achieved.
Установка плазмотрона совместно с камерой нагрева стабилизирующего потока на входе канала основного потока аэросмеси обеспечивает достаточно полный нагрев частиц угля до их поступления в область вторичного воздуха с пониженной температурой. Вместе с тем, на указанном расстоянии от входа до выхода канала основного потока аэросмеси (обычно длина промышленных вихревых горелок составляет 2-3 м) крутка газа в циклонной камере нагрева стабилизирующего потока аэросмеси (⌀к ≈ 0,3-0,4 м, где ⌀к внутренний диаметр камеры нагрева) гаснет и это существенно нарушает аэродинамическую структуру потока аэросмеси в пылеугольной горелке. Как известно, циклонный эффект сохраняется на расстоянии 2-2,5 ⌀к (где ⌀к диаметр камеры) [5 и 6] Промышленные испытания плазменных пылеугольных горелок, проведенные на Новосибирской ТЭЦ-2, также выявили ухудшение воспламенения пылеугольного факела при нарушении аэродинамической структуры потока аэросмеси в пылеугольной горелке, которая обусловлена снижением интенсивности тепломассообмена в зоне воспламенения.The installation of a plasma torch together with a stabilizing flow heating chamber at the inlet of the main flow of the air mixture provides a sufficiently complete heating of the coal particles before they enter the secondary air with a low temperature. At the same time, at the indicated distance from the inlet to the outlet of the main mixture flow channel (usually the length of industrial vortex burners is 2–3 m), the gas is twisted in the cyclone chamber for heating the stabilizing mixture flow (⌀ to ≈ 0.3-0.4 m, where ⌀ to the inner diameter of the heating chamber) goes out and this significantly violates the aerodynamic structure of the flow of the air mixture in the coal burner. As is known, the cyclone effect is maintained at a distance of 2–2.5 ⌀ k (where ⌀ k is the diameter of the chamber) [5 and 6] Industrial tests of plasma pulverized coal burners conducted at Novosibirsk Thermal Power Station-2 also revealed a deterioration in the ignition of the pulverized coal torch in case of a violation of the aerodynamic structure the flow of air mixtures in a coal-dust burner, which is due to a decrease in the intensity of heat and mass transfer in the ignition zone.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании устройства для эффективного розжига и стабилизации горения пылеугольного топлива, которое наряду с обеспечением достаточного времени прогрева частиц угля до их поступления в топочное пространство в зону вторичного воздуха с пониженной температурой, в то же время, исключало нарушение аэродинамической структуры потока аэросмеси, что способствует сохранению высокой интенсивности тепломассообмена в зоне горения топлива и повышает надежность воспламенения низкосортного угля. The problem solved by the invention is to create a device for efficient ignition and stabilization of the combustion of pulverized coal fuel, which, along with providing sufficient time for heating the coal particles before they enter the furnace space in the secondary air zone with a low temperature, at the same time, eliminates the violation of aerodynamic structure of the mixture flow, which helps to maintain a high intensity of heat and mass transfer in the fuel combustion zone and increases the reliability of ignition of low-grade about coal.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для воспламенения пылеугольного топлива, содержащем плазмотрон, расположенный вдоль оси канала и камеры нагрева стабилизирующего потока аэросмеси, кольцевой канал основного потока аэросмеси и кольцевой канал для подачи вторичного воздуха, согласно изобретению камера нагрева стабилизирующего потока аэросмеси установлена у выхода из канала подачи основного потока аэросмеси так, что выходные торцы камеры нагрева стабилизирующего потока аэросмеси и канала основного потока аэросмеси расположены в одной плоскости, на входе камеры нагрева стабилизирующего потока установлен плазмотрон и завихритель, охлаждающий плазмотрон, расстояние от плазмотрона и завихрителя до выходного торца камеры нагрева составляет 1,5-2 внутренних диаметра последней. The problem is solved in that in a device for igniting pulverized coal containing a plasma torch located along the axis of the channel and the chamber for heating the stabilizing air mixture, the annular channel for the main stream of the mixture and the annular channel for supplying secondary air, according to the invention, the camera for stabilizing the flow of the mixture is installed at the exit from the feed channel of the main flow of the air mixture so that the output ends of the chamber for heating the stabilizing flow of the air mixture and the channel of the main flow of the air mixture p found on the rear one plane at the entrance of the heating chamber the flow stabilizing plasmatron is mounted, and a swirler cooling a plasma torch, the distance from the plasma torch and the swirler to the outlet end of the heating chamber is 1.5-2 internal diameter of the latter.
Установлена плазмотрона и завихрителя на расстоянии до выхода из камеры нагрева стабилизирующего потока, составляющим 1,5-2 внутреннего диаметра последнего, позволяет удовлетворить двум основным требованиям, необходимым для обеспечения эффективного воспламенения низкосортного твердого топлива. Во-вторых, на этом расстоянии сохраняется крутка аэросмеси и закрученный пылеугольный поток без нарушения аэродинамической структуры вытекает в топочное пространство. Во-вторых, данное расстояние достаточно для полного прогрева частиц угля в потоке низкотемпературной плазмы. При этом происходит интенсивный выход летучих и частичная газификация коксового остатка. Образующийся горючий газ поддерживает процесс горения нагретого коксового остатка даже в области вторичного воздуха в зоне пониженных температур. Отмеченные два фактора сохранение крутки пылегазовой смеси и достаточное время нагрева частиц угля играют определяющую роль в интенсификации процессов тепломассообмена в зоне горения основного потока твердого топлива и повышении надежности воспламенения низкосортных углей. A plasma torch and a swirler were installed at a distance from the exit from the heating chamber of the stabilizing flow, which is 1.5-2 internal diameters of the latter, which satisfies two basic requirements necessary to ensure effective ignition of low-grade solid fuel. Secondly, at this distance the twisting of the aerosol is preserved and the swirling pulverized coal flow without breaking the aerodynamic structure flows into the combustion chamber. Secondly, this distance is sufficient for the complete heating of coal particles in a low-temperature plasma stream. In this case, an intensive release of volatiles and partial gasification of the coke residue occurs. The resulting combustible gas supports the combustion process of the heated coke residue, even in the secondary air in the low temperature zone. The two factors noted, the preservation of the twist of the dust-gas mixture and the sufficient time for heating the coal particles play a decisive role in the intensification of heat and mass transfer in the combustion zone of the main flow of solid fuel and increasing the ignition reliability of low-grade coals.
Экспериментально установлено, что установка плазмотрона и охватывающего плазмотрона завихрителя внутри цилиндрического канала стабилизирующего потока на расстоянии до выходного торца камеры нагрева стабилизирующего потока меньше 1,5 ⌀ камеры уменьшает время нагрева частиц угля и температуру потока на выходе из этой камеры, а при установке на расстоянии больше 2 ⌀ камеры существенно гаснет крутка аэросмеси. Таким образом, в том и другом случае снижается надежность воспламенения основного потока аэросмеси. It was experimentally established that the installation of a plasma torch and a swirl enclosing a plasma torch inside a cylindrical channel of a stabilizing flow at a distance to the outlet end of the stabilizing flow heating chamber is less than 1.5 ⌀ of the chamber reduces the heating time of coal particles and the flow temperature at the outlet of this chamber, and when installed at a distance greater 2 ⌀ of the chamber, the twist of the air mixture goes out significantly. Thus, in both cases, the reliability of ignition of the main flow of the aerosol is reduced.
Если плазмотрон установить на расстоянии от камеры нагрева стабилизирующего потока, равном 1,5 ⌀ камеры, а завихритель на расстоянии меньше 1,5 ⌀ камеры, то снижается циклонный эффект. Кроме того, в этом случае завихритель будет находиться в зоне высоких температур, и с учетом абразивного износа будет трудно обеспечить длительный ресурс его работы. Если плазмотрон установить на расстоянии от камеры нагрева стабилизирующего потока, равном 2 ⌀ камеры, а завихритель на расстоянии больше 2 ⌀ камеры, то снижается крутка аэросмеси. If the plasma torch is installed at a distance from the heating chamber of the stabilizing flow equal to 1.5 ⌀ of the chamber, and the swirl at a distance of less than 1.5 ⌀ of the chamber, the cyclone effect is reduced. In addition, in this case, the swirler will be in the zone of high temperatures, and taking into account abrasive wear it will be difficult to ensure a long service life. If the plasma torch is installed at a distance from the heating chamber of the stabilizing flow equal to 2 ⌀ of the chamber, and the swirler is at a distance of more than 2 ⌀ of the chamber, the twisting of the air mixture is reduced.
Если завихритель установить на расстоянии от камеры нагрева стабилизирующего потока, равном 1,5 ⌀ камеры, а плазмотрон на расстоянии меньше 1,5 ⌀ камеры, то снижается время нагрева частиц угля. Если завихритель установить на расстоянии от камеры нагрева стабилизирующего потока, равном 2 камеры, а плазмотрон на расстоянии больше 2 камеры, то завихритель будет находиться в зоне высоких температур, а это снижает ресурс его работы. If the swirler is installed at a distance from the heating chamber of the stabilizing flow equal to 1.5 ⌀ of the chamber, and the plasma torch is at a distance of less than 1.5 ⌀ of the chamber, then the heating time of the coal particles is reduced. If the swirler is installed at a distance from the heating chamber of the stabilizing flow equal to 2 chambers, and the plasma torch is at a distance of more than 2 chambers, then the swirler will be in the zone of high temperatures, and this reduces the resource of its operation.
На чертеже схематично изображено устройство для воспламенения пылеугольного топлива. The drawing schematically shows a device for igniting pulverized coal fuel.
Устройство содержит плазмотрон 1 с тягой 2 для его перемещения и завихрителем 3, расположенным вокруг плазмотрона. Плазмотрон установлен вдоль оси цилиндрического канала 4 стабилизирующего потока на входе в камеру нагрева стабилизирующего потока аэросмеси 5 циклонного типа, футерованную огнеупорной обмазкой. Камера нагрева стабилизирующего потока аэросмеси установлена у выхода из канала с улиткой для подачи основного потока аэросмеси 6 так, что выходные торцы камеры нагрева стабилизирующего потока аэросмеси 5 и канала основного потока аэросмеси 6 расположены в одной плоскости. Кроме того, устройство содержит канал с улиткой для подачи вторичного воздуха 7. The device contains a plasma torch 1 with a thrust 2 for moving it and a swirler 3 located around the plasma torch. The plasma torch is installed along the axis of the cylindrical channel 4 of the stabilizing flow at the inlet to the heating chamber of the stabilizing flow of the cyclone-type aerosol 5, lined with a refractory coating. The chamber for stabilizing the flow of the aerosol mixture is installed at the outlet of the channel with the cochlea for supplying the main stream of the aerosol mixture 6 so that the output ends of the chamber for heating the stabilizing flow of the aerosol mixture 5 and the channel of the main stream of the aerosol mixture 6 are located in one plane. In addition, the device contains a channel with a cochlea for supplying secondary air 7.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Вначале изготовленную аэросмесь разделяют на два потока стабилизирующий и основной потоки. Затем стабилизирующий поток, содержащий 20% угля, с первичным воздухом подают по цилиндрическому каналу 4. Поступая в завихритель 3, аэросмесь закручивается и втекает в камеру нагрева стабилизирующего потока аэросмеси 5, где установлен плазмотрон 1. Расстояние от плазмотрона и завихрителя до выходного торца камеры нагрева составляет 1,5-2,0 внутренних диаметров камеры нагрева стабилизирующего потока аэросмеси 5. Плазмотрон 1 интенсивно нагревает стабилизирующий поток аэросмеси. При этом происходит выход летучих и частичная газификация топлива. Образующееся двухкомпонентное топливо, содержащее горючие газы и нагретый коксовый остаток, истекает в топку в закрученном виде без нарушения аэродинамики с высокой температурой угольных частиц. В топку через канал 6 с улиткой вводится основной поток аэросмеси, содержащий оставшиеся 80% угля, и на выходе из устройства, в топке продукты нагрева стабилизирующего потока воспламеняют основной поток аэросмеси. Подаваемый через канал 7 с завихрителем вторичный воздух поддерживает горения угля в топочном пространстве. Таким образом осуществляется безмазутный розжиг и стабилизация горения низкосортного угля. Initially, the produced aerosol mixture is divided into two streams, stabilizing and main streams. Then, the stabilizing stream containing 20% coal is fed with primary air through a cylindrical channel 4. Entering the swirl 3, the aerosol is twisted and flows into the heating chamber of the stabilizing flow of the aerosol 5, where the plasmatron 1 is installed. The distance from the plasma torch and swirl to the outlet end of the heating chamber is 1.5-2.0 internal diameters of the chamber for heating the stabilizing flow of air mixture 5. Plasmatron 1 intensively heats the stabilizing flow of air mixture. In this case, volatile and partial gasification of fuel occurs. The resulting two-component fuel containing combustible gases and heated coke residue flows into the furnace in a swirling form without disturbing the aerodynamics with a high temperature of coal particles. The main mixture stream containing the remaining 80% of coal is introduced into the furnace through channel 6 with the cochlea, and at the outlet of the device, in the furnace, the products of heating of the stabilizing stream ignite the main stream of mixture. The secondary air supplied through the channel 7 with a swirler supports the combustion of coal in the furnace space. Thus, oil-free ignition and stabilization of combustion of low-grade coal is carried out.
При проектировании устройства для розжига и стабилизации горения низкосортных углей, зная производительность котлоагрегата и теплотехнические характеристики сжигаемого угля, можно обычными инженерными методами [7] рассчитать основные параметры аппарата: мощность плазмотрона, ток и напряжение дуги, расход угля и воздуха, диаметр камеры нагрева стабилизирующего потока аэросмеси, расстояние установки плазмотрона от топки и т.д. When designing a device for igniting and stabilizing the burning of low-grade coal, knowing the performance of the boiler unit and the thermal characteristics of the coal burned, it is possible to calculate the basic parameters of the apparatus using conventional engineering methods [7]: plasma torch power, arc current and voltage, coal and air flow, diameter of the stabilizing flow heating chamber aerosol mixtures, the installation distance of the plasma torch from the furnace, etc.
П р и м е р 1. Котел ТП-170 паропроизводительностью 170 т/ч пара, работающий на тощих кузнецких углях, имеет с двух сторон по три вихревые горелки, расположенные треугольником вершиной вниз. Характеристики сжигаемого угля: низшая теплотворная способность на рабочую массу Qp н 5100 ккал/кг, зольность Аc 17% влажность Wp 16% выход летучих Vг 15% фракционный состав Rуо 6,5% Расход угля через каждую горелку 5 т/ч. Расход первичного воздуха 6000 м3/ч. Эта аэросмесь разделялась на два потока: стабилизующий (расход угля 1,0 т/ч, расход первичного воздуха 1200 м3/ч) и основной поток аэросмеси (расход угля 4,0 т/ч, расход первичного воздуха 4800 м3/ч). Через завихритель подавался вторичный воздух с расходом 33700 м3/ч. Диаметр камеры нагрева стабилизирующего потока ⌀к= 0,4 м. Для розжига и стабилизации горения углей использовался двухкамерный плазмотрон постоянного тока с цилиндрическими медными электродами ЭДП-199. Плазмотрон и завихритель установлены на расстоянии 0,7 м (1,75 ⌀к) до выходного торца камеры. Мощность плазмотрона 110 кВт. Ток дуги 300 А, напряжение на дуге 350 В. Расход воздуха 12 г/с. Перед плазмотроном по потоку размещен завихритель стабилизирующего потока аэросмеси. Его наружный диаметр меньше диаметра цилиндрического канала стабилизирующего потока, чтобы обеспечить установку завихрителя внутри последнего, в центральной части завихрителя имеется отверстие для размещения плазмотрона. Плазмотрон снабжен специальной тягой, расположенной по оси канала стабилизирующего потока и служащей для удаления плазмотрона из канала, например, при необходимости ремонта плазмотрона. Температура на выходе из камеры нагрева стабилизирующего потока 1450 К, температура основного потока аэросмеси 1150 К. Розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела устойчивые.PRI me R 1. The TP-170 boiler with a steam capacity of 170 t / h steam, working on lean Kuznetsk coals, has three vortex burners on two sides, with the triangle pointing downward. Characteristics of coal burned: lower calorific value per working mass Q p n 5100 kcal / kg, ash content A c 17% humidity W p 16% volatile yield V g 15% fractional composition R у 6.5% Coal consumption through each burner 5 t / h Primary air consumption 6000 m 3 / h. This aerosol mixture was divided into two streams: stabilizing (coal consumption 1.0 t / h, primary air consumption 1200 m 3 / h) and the main air mixture (coal consumption 4.0 t / h, primary air consumption 4800 m 3 / h) . Secondary air was supplied through a swirl with a flow rate of 33,700 m 3 / h. The diameter of the heating chamber of the stabilizing flow is = k = 0.4 m. For ignition and stabilization of coal combustion, a two-chamber direct current plasma torch with cylindrical copper electrodes EDP-199 was used. The plasma torch and swirl are installed at a distance of 0.7 m (1.75 ⌀ k ) from the outlet end of the chamber. The power of the plasma torch is 110 kW. Arc current 300 A, arc voltage 350 V. Air consumption 12 g / s. In front of the plasmatron, a swirl of the stabilizing flow of the air mixture is placed downstream. Its outer diameter is smaller than the diameter of the cylindrical channel of the stabilizing flow in order to ensure the installation of the swirler inside the latter; in the central part of the swirler there is an opening to accommodate the plasma torch. The plasma torch is equipped with a special rod located along the axis of the channel of the stabilizing flow and serves to remove the plasma torch from the channel, for example, if it is necessary to repair the plasma torch. The temperature at the exit from the heating chamber of the stabilizing flow is 1450 K, the temperature of the main flow of the air mixture is 1150 K. The ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal torch are stable.
П р и м е р 2, Условия аналогичны примеру 1. Отличие в том, что плазмотрон установлен до выходного торца камеры на расстоянии 0,6 м (1,5 ⌀к). Температура на выходе из камеры нагрева стабилизирующего потока 1300 К, температура основного потока аэросмеси 1000 К. Розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела устойчивые.PRI me R 2, the Conditions are similar to example 1. The difference is that the plasma torch is installed to the output end of the chamber at a distance of 0.6 m (1.5 ⌀ k ). The temperature at the exit from the heating chamber of the stabilizing flow is 1300 K, the temperature of the main flow of the air mixture is 1000 K. The ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal torch are stable.
П р и м е р 3. Условия аналогичны примеру 1. Отличие в том, что плазмотрон размещен до выходного торца камеры на расстоянии 0,8 м (2 ⌀к). Температура на выходе из камеры нагрева стабилизирующего потока 1250 К, температура основного потока 980 К. Розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела устойчивые.PRI me R 3. The conditions are similar to example 1. The difference is that the plasma torch is placed to the output end of the chamber at a distance of 0.8 m (2 ⌀ k ). The temperature at the exit from the heating chamber of the stabilizing stream is 1250 K, the temperature of the main stream is 980 K. The ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal flame are stable.
П р и м е р 4. Условия аналогичны примеру 1. Отличие в том, что плазмотрон расположен до выходного торца камеры на расстоянии 0,4 (1 ⌀к). Температура на выходе камеры нагрева стабилизирующего потока 950 К, температура основного потока 720 К. Розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела неустойчивые.PRI me R 4. The conditions are similar to example 1. The difference is that the plasma torch is located to the output end of the chamber at a distance of 0.4 (1 ⌀ to ). The temperature at the outlet of the heating chamber of the stabilizing stream is 950 K, the temperature of the main stream is 720 K. The ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal flame are unstable.
П р и м е р 5. Условия аналогичны примеру 1. Отличие в том, что плазмотрон установлен до выходного торца камеры на расстоянии 1,0 м (2,5 ⌀к). Температура на выходе камеры нагрева стабилизирующего потока 900 К, температура основного потоке 670 К. Розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела неустойчивые.PRI me R 5. The conditions are similar to example 1. The difference is that the plasma torch is installed to the output end of the chamber at a distance of 1.0 m (2.5 ⌀ to ). The temperature at the outlet of the heating chamber of the stabilizing stream is 900 K, the temperature of the main stream is 670 K. The ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal flame are unstable.
Таким образом, использование предлагаемого устройства для воспламенения пылеугольного топлива повышает надежность розжига и стабилизацию горения, в том числе низкосортного угля, при минимальном удельном расходе электроэнергии. Так, в вышеприведенных примерах работы устройства расход электроэнергии на процесс не превышает 1% от тепловой мощности устройства, в то время как в прототипе устойчивый розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела достигается за счет повышения удельного расхода электроэнергии в 2-3 раза. Thus, the use of the proposed device for igniting pulverized coal fuel increases the reliability of ignition and stabilization of combustion, including low-grade coal, with a minimum specific energy consumption. So, in the above examples of the operation of the device, the energy consumption for the process does not exceed 1% of the thermal power of the device, while in the prototype stable ignition and stabilization of the combustion of the pulverized coal flame is achieved by increasing the specific energy consumption by 2–3 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93020035A RU2047048C1 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Device for firing pulverized fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93020035A RU2047048C1 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Device for firing pulverized fuel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2047048C1 true RU2047048C1 (en) | 1995-10-27 |
| RU93020035A RU93020035A (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=20140530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93020035A RU2047048C1 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Device for firing pulverized fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2047048C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005103568A1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-03 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Device for plasma igniting and stabilising a coal-dust flame |
| RU2631959C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-09-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of coal combustion, subjected to mechanical and plasma treatment |
-
1993
- 1993-04-16 RU RU93020035A patent/RU2047048C1/en active
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| 1. Дорощук В.Е. и Рубан В.Б. Котельные и турбинные установки энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт. - М.: Энергия, 1979. * |
| 2. Ибраев Ш.Л. и Яцкевич С.В. Стабилизация горения низкореакционных углей типа АШ на ТЭС. - Энергетика и электрификация, 1991, N 1, с.4-7. * |
| 3. Сакипов З.Б., Рябинин В.П. и др. Исследование плазменного воспламенения бурых углей на укрупненной установке / Плазменная газификация и пиролиз низкосортных углей / Сборник научных трудов. -м.: ЭНИН 1987. с.90-101. * |
| 4. Сейтимов Т.М., Сакипов З.Б. и Ибраев Ш.Ш. Плазмотрон для воспламенения и сжигания низкореакционных углей / Плазменное воспламенение и сжигание топлив / Тезисы докл. межвузовской научно-технической конф. - Николаев : НКИ им. Макарова, 1989. - с.33-34. * |
| 5. Кунаев А.М., Кожахметов С.М. и др. Циклонная плавка. - Алма-Ата: Наука, КазССР; 1974. * |
| 6. Резняков А.Б., Устименко Б.П. и др. Теплотехнические основы циклонных топочных и технологических процессов. - Алма-Ата: Наука, Каз.ССР, 1974. * |
| 7. Ибраев Ш.Ш. и Сакипов З.Б. Электродуговые реакторы совмещенного типа и методика их расчета. Предпринт-1-91. - Алма-Ата, Гылым, 1991. - 48 с. * |
| 8. Ибраев Ш.Ш., Мессерле В.Е. и др. Промышленные испытания плазменной технологии розжига и стабилизации горения низкосортных углей. - Энергетика и электрификация, 1990, N 4, с. 9-12. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005103568A1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-03 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Device for plasma igniting and stabilising a coal-dust flame |
| RU2631959C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-09-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Method of coal combustion, subjected to mechanical and plasma treatment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI85910B (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER ATT STARTA PANNAN I ETT KRAFTVERK SOM UTNYTTJAR FAST BRAENSLE SAMT FOER ATT SAEKERSTAELLA FOERBRAENNINGEN AV BRAENSLET. | |
| BG64878B1 (en) | Solid fuel burner and method for the adjustment of burning effected by the solid fuel burner | |
| RU2683052C1 (en) | Vortex kindling pulverized coal burner | |
| EP0436056B1 (en) | Method and apparatus for partial combustion of coal | |
| RU2047048C1 (en) | Device for firing pulverized fuel | |
| RU2059926C1 (en) | Method of and plasma pulverized-coal burner for low-grade coal combustion | |
| RU2174649C2 (en) | Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation | |
| Platvoet et al. | Process Burners | |
| RU2339878C2 (en) | Method of plasma-coal lighting up of boiler and associated plant | |
| RU50280U1 (en) | AUXILIARY BURNER DEVICE FOR PLASMA IGNITION AND STABILIZATION OF BURNING OF LOW-REACTIVE DUST-COAL FUEL OF MAIN HEATER UNIT BURNERS | |
| RU2201554C1 (en) | Method for plasma ignition of pulverized coal | |
| RU2300053C1 (en) | Auxiliary burner device for plasma ignition and stabilization of burning of low reaction black dust fuel of main burners of heat apparatus | |
| US4780136A (en) | Method of injecting burning resistant fuel into a blast furnace | |
| WO2020120828A1 (en) | Method for burning fuel, burner and boiler | |
| RU2056589C1 (en) | Pulverized-coal system | |
| RU2731087C1 (en) | Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method | |
| RU2779675C1 (en) | Method for flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method | |
| RU2044956C1 (en) | Burner | |
| RU2054599C1 (en) | Method of kindling boiler unit | |
| RU2134842C1 (en) | Burner device | |
| SU1665181A1 (en) | Method for burning powder fuel in vertical furnace with liquid slag removal | |
| RU2128408C1 (en) | Plant for no-oil starting of pulverized-fuel boiler and illumination of flame pattern | |
| Vaccaro | Low NO/sub x/rotary kiln burner technology: design principles & case study | |
| SU1191679A1 (en) | Method of burning pulverulent fuel | |
| RU2071010C1 (en) | Method for removal of fluid slag from boiler furnace |