RU2071012C1

RU2071012C1 - Pulverized-coal burner

Info

Publication number: RU2071012C1
Application number: RU9494022640A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Шульман
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: heat-power engineering; devices for burning solid fuel. SUBSTANCE: burner has housing 1 with air supply branch pipe 2, built-in unit 3 for preheating highly concentrated aeromixture 12; connected to unit 3 are: aeromixture inlet branch pipe 4 and auxiliary fuel branch pipe 5, branch pipe 6 feeding air for burning auxiliary fuel, central passage 7 for feeding preheated aeromixture to furnace, circular ferrule 8 located concentrically. Ferrule 8 forms inner straight-flow passage 9 and outer passage 10 where air is swirled by bladed swirler 11. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к топочной технике и устройствам для сжигания твердого топлива. The invention relates to a power system, in particular, to combustion equipment and devices for burning solid fuel.

Одним из перспективных направлений в совершенствовании технологии сжигания твердого топлива в энергетике является предварительная термохимическая подготовка топлива, например, пылеугольной пыли, сжигание которой предполагает специфическую организацию факела за счет оптимального воздушного режима горения. One of the promising directions in improving the technology of solid fuel combustion in the energy sector is the preliminary thermochemical preparation of fuel, for example, pulverized coal dust, the combustion of which involves the specific organization of the flare due to the optimal air mode of combustion.

Известно устройство для термической подготовки пылевидного топлива перед сжиганием, содержащее корпус, канал для ввода вторичного воздуха, узел подогрева топлива, центральный канал подачи подогретой пылегазовой смеси в топку (авт. св. СССР N 169058, кл. С 10 в 45/00). A device is known for thermal preparation of pulverized fuel before burning, comprising a housing, a channel for introducing secondary air, a fuel heating unit, a central channel for supplying heated dust and gas mixture to the furnace (ed. St. USSR N 169058, class C 10 at 45/00).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является пылеугольная горелка, содержащая корпус с центральным каналом для подачи в топку аэросмеси, узел подогрева топлива, патрубок подачи вспомогательного топлива, патрубок подвода аэросмеси, каналы подвода первичного и вторичного воздуха, лопаточный завихритель (авт. св. СССР 1550275, кл. F 23 D 1/00). The closest technical solution, selected as a prototype, is a coal-dust burner containing a housing with a central channel for supplying air mixture to the furnace, a fuel heating unit, an auxiliary fuel supply pipe, an air mixture supply pipe, primary and secondary air supply channels, a blade swirler (ed. St. USSR 1550275, class F 23 D 1/00).

В указанных технических решениях воздух, необходимый для сжигания подогретого потока пыли, направляется в виде закрученного потока по наружному кольцевому каналу, по которому установлен лопаточный завихритель. Наличие при этом, единичного канала подвода воздуха приводит, как показывает промышленная эксплуатации, к раннему воспламенению аэросмеси, в результате чего наблюдается выгорание выходных конструктивных элементов горелки, а также значительный механический недожог, связанный с тем, что частицы угля в зоне высоких температур при недостатке воздуха зашлаковываются, т.е. покрываются шлаковой коркой, что затрудняет выгорание углерода внутри частиц. Все это значительно снижает эффективность и надежность горелочного устройства. In these technical solutions, the air necessary for burning a heated dust stream is directed in the form of a swirling stream through the outer annular channel through which the blade swirler is installed. In this case, the presence of a single air supply channel leads, as shown by industrial operation, to early ignition of the air mixture, as a result of which burnout of the output structural elements of the burner is observed, as well as a significant mechanical burnout due to the fact that coal particles in the high temperature zone with insufficient air slagged, i.e. covered with slag crust, which makes it difficult to burn carbon inside the particles. All this significantly reduces the efficiency and reliability of the burner device.

Техническая задача, предлагаемого решения повышение надежности и эффективности горелочного устройства. The technical problem of the proposed solution is to increase the reliability and efficiency of the burner device.

Для решения поставленной задачи, в известной пылеугольной горелке, содержащей корпус с центральным каналом для подачи в топку аэросмеси, узел подогрева, патрубок подачи вспомогательного топлива, патрубок подвода аэросмеси, канал подвода вторичного воздуха с лопаточным завихрителем, канал подвода вторичного воздуха снабжен кольцевой обечайкой, разделяющей его на два кольцевых канала внутренний прямоточный, примыкающий к центральному каналу подачи подогретой пылегазовой смеси и периферийный с закруткой воздуха. To solve this problem, in the well-known pulverized coal burner, comprising a housing with a central channel for supplying air mixture to the furnace, a heating unit, an auxiliary fuel supply pipe, an air mixture supply pipe, a secondary air supply channel with a blade swirler, a secondary air supply channel is provided with an annular shell separating it is fed into two ring channels by an internal direct-flow pipe adjacent to the central channel for supplying a heated dust-gas mixture and peripheral with air swirling.

Прямоточный кольцевой канал позволяет установить зону начального воспламенения подогретой аэросмеси на некотором удалении от среза горелки, что обеспечивает надежность работы конструктивных элементов горелки и одновременно повышает эффективность выгорания топлива. The direct-flow annular channel allows you to set the initial ignition zone of the heated air mixture at a certain distance from the cut of the burner, which ensures the reliability of the structural elements of the burner and at the same time increases the efficiency of fuel burnout.

На чертеже изображена предлагаемая горелка продольный разрез. The drawing shows the proposed burner longitudinal section.

Пылеугольная горелка состоит из корпуса 1 с воздухоподводящим патрубком 2, встроенного узла подогрева 3, к которому примыкают патрубок ввода аэросмеси 4 и патрубок вспомогательного топлива 5, патрубок подачи воздуха на сжигание вспомогательного топлива 6, центральный канал подвода в топку подогретой аэросмеси 7, кольцевой концентрично расположенной обечайки 8, образующей внутренний прямоточный канал 9 и наружный канал 10 с закруткой воздуха, создаваемой лопаточным завихрителем 11. Высококонцентрированная аэросмесь помечена поз. 12. The pulverized coal burner consists of a housing 1 with an air supply pipe 2, an integrated heating unit 3, to which an air mixture inlet 4 and auxiliary fuel pipe 5 are connected, an air supply pipe for burning auxiliary fuel 6, a central channel for supplying heated air mixture 7 to the furnace, ring concentric shell 8, forming the internal direct-flow channel 9 and the external channel 10 with a swirl of air created by the scapular swirler 11. A highly concentrated aerosol mixture is marked pos. 12.

Горелка работает следующим образом. Высококонцентрированная аэросмесь 12 поступает по патрубку 4 в узел подогрева 3, где смешивается с продуктами сгорания вспомогательного топлива, например, природного газа, прогревается до температуры 650-750^oC, подвергается пиролизу с выделением из угольных частиц основной массы летучих веществ и далее транспортируется по рабочему каналу 7 в топку котла. Воздух на сжигание подогретой пыли поступает по патрубку 2, где с помощью обечайки 8 делится на две концентричных потока: основной поток, в виде закрученного потока (60-80% общего расхода воздуха), по каналу 10 и центральный по прямоточному каналу 9. Поступающий линейный поток за счет охлаждения и аэродинамического воздействия смещает приосевую зону рециркулирующих газов (зону обратных потоков), осуществляющую подвод воспламеняющих газов к корню пылеугольного факела, к центру потока, удаляя тем самым зону начального воспламенения от выходного сечения горелки.The burner operates as follows. A highly concentrated aerosol mixture 12 enters through the nozzle 4 into the heating unit 3, where it is mixed with the combustion products of auxiliary fuel, for example, natural gas, heated to a temperature of 650-750 ^o C, subjected to pyrolysis with the release of the main mass of volatile substances from coal particles and then transported by working channel 7 into the furnace of the boiler. Air for burning heated dust enters through nozzle 2, where, using the shell 8, it is divided into two concentric streams: the main stream, in the form of a swirling stream (60-80% of the total air flow), through channel 10 and central through the direct-flow channel 9. Incoming linear due to cooling and aerodynamic action, the flow shifts the axial zone of recirculating gases (reverse flow zone), which supplies flammable gases to the root of the pulverized coal plume, to the center of the flow, thereby removing the initial ignition zone from the outlet section of the burner.

Смещение зоны начального воспламенения в область с повышенным избытком воздуха препятствует образованию шлаковой изолирующей пленки до выгорания основной массы углерода. Указанная организация рабочего процесса обеспечивается предлагаемой конструкцией, позволяющей повысить эффективность ее за счет полноты выгорания топлива и надежности конструкции. The shift of the initial ignition zone to the area with an increased excess of air prevents the formation of a slag insulating film before the burning of the bulk of the carbon. The specified organization of the workflow is provided by the proposed design, which allows to increase its efficiency due to the completeness of fuel burnout and reliability of the design.

Закрутку воздуха в канале 10 можно также осуществить с помощью тангенциального ввода воздуха в периферийный канал горелки. Подача воздуха в оба канала может быть организована с помощью общего патрубка с разделенным потоком воздуха в полости горелки (как показано на чертеже), либо с помощью автономных наружных воздухоподводов. The swirling of air in the channel 10 can also be accomplished by tangential introduction of air into the peripheral channel of the burner. The air supply to both channels can be organized using a common pipe with a divided air flow in the burner cavity (as shown in the drawing), or using autonomous external air ducts.

Предлагаемая конструкция горелки выполнена АО "Уралтехэнерго" на Ижевской ТЭЦ-2 на котле ТП-87, оборудованном встроенными системами подогрева пыли. Как показали результаты испытаний, была устранена зашлаковка горелки, обгорание выходного ее участка. Кроме того было отмечено снижение механического недожога за счет предотвращения оплавления части несгоревшего топлива. The proposed burner design was made by Uraltehenergo JSC at the Izhevskaya CHPP-2 on a TP-87 boiler equipped with built-in dust heating systems. As the test results showed, slagging of the burner and burning of its output section were eliminated. In addition, a decrease in mechanical underburning was noted due to the prevention of the melting of part of unburned fuel.

Claims

A pulverized-coal burner containing a housing with a central channel for supplying a mixture of air mixtures, a secondary air supply channel with a blade swirl, characterized in that the secondary air supply channel is provided with an annular shell separating it into two ring channels, an internal direct-flow adjacent to the central supply channel of a heated dust-gas mixture mixtures, and peripheral with a swirl of air.