RU2174649C2 - Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation - Google Patents
Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174649C2 RU2174649C2 RU99112437A RU99112437A RU2174649C2 RU 2174649 C2 RU2174649 C2 RU 2174649C2 RU 99112437 A RU99112437 A RU 99112437A RU 99112437 A RU99112437 A RU 99112437A RU 2174649 C2 RU2174649 C2 RU 2174649C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- fuel
- pulverized
- coal
- lining
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и печном хозяйстве предприятий при сжигании пылевидного твердого топлива. The invention relates to a power system and can be used in thermal power plants, in boiler houses and in the furnace industry of enterprises when burning pulverized solid fuel.
В настоящее время для растопки котлов, работающих на твердом топливе, в основном используется жидкое топливо (мазут) либо газ. Currently, liquid fuel (fuel oil) or gas is mainly used for kindling solid fuel boilers.
В России и за рубежом разработано несколько конструкций и способов работы растопочных пылеугольных горелок с целью полной или частичной замены дефицитного жидкого топлива при растопке. In Russia and abroad, several designs and methods for the operation of kindling pulverized coal burners have been developed in order to completely or partially replace scarce liquid fuel during kindling.
В основе их лежит принцип частичной газификации угольной пыли, позволяющий получить легковоспламеняемую газовоздушную смесь. Для газификации необходим предварительный прогрев пылевоздушного потока. Различные конструкции растопочных пылеугольных горелок отличаются способом предварительного прогрева. They are based on the principle of partial gasification of coal dust, which allows to obtain a flammable gas-air mixture. For gasification, a preliminary heating of the dusty air flow is necessary. Different designs of kindle pulverized-coal burners differ in the way of preliminary heating.
Растопочная пылеугольная горелка с подачей пылевоздушной смеси по оси горелки, снабженная электрическим нагревателем для зажигания топливной смеси, приведена в патенте N 12743 (СССР). В корпусе этой растопочной пылеугольной горелки вдоль его оси дополнительно установлены с радиальными зазорами три обечайки, в которых происходит ступенчатое сжигание твердого топлива. A kindling pulverized coal burner with the supply of dust-air mixture along the axis of the burner, equipped with an electric heater for igniting the fuel mixture, is shown in patent N 12743 (USSR). In the housing of this kindling pulverized coal burner along its axis, three shells are additionally installed with radial clearances, in which solid fuel is burned in stages.
В заявке Великобритании N 1585943 приведена система зажигания пылевидного угля с электродуговым подогревом. Часть воздуха подогревается в отдельном устройстве электродуговым разрядом и подается в камеру сгорания в виде высокотемпературной струи для зажигания пылевидного угля, транспортируемого потоком воздуха. Положение дуги регулируется с помощью магнитного поля, создаваемого катушкой. Уголь, поступающий в камеру сгорания, распределяется аксиально подвижным устройством, дополнительный воздух подают через регулирующие лопатки. In the application of the United Kingdom N 1585943 the ignition system of pulverized coal with electric arc heating. Part of the air is heated in a separate device by an electric arc discharge and fed into the combustion chamber in the form of a high-temperature jet for ignition of pulverized coal transported by an air stream. The position of the arc is controlled by the magnetic field generated by the coil. The coal entering the combustion chamber is distributed axially by a movable device, additional air is supplied through control blades.
В растопочных пылеугольных горелках, разработанных в ГДР (патент 156544 и патент 238176) угольная пыль к растопочным горелкам транспортируется паровоздушной смесью. При транспортировке угольная пыль, смешиваясь с паровоздушной смесью, имеющей более высокую температуру, предварительно подогревается, что способствует устойчивому воспламенению топливной смеси в растопочной горелке. Для обеспечения устойчивого воспламенения и горения угольной пыли в горелке используются мазутная форсунка или газовая запальная горелка. Часть воздуха, необходимая для полного сгорания угольной пыли (вторичный воздух), подается непосредственно в туннель (муфель) горелки. При использовании пара для транспортировки и прогрева угольной пыли, а также при подаче вторичного воздуха в горелку надежное устойчивое воспламенение и горение топливной смеси возможны в условиях использования очень сухой и тонкого помола пыли при достаточно мощной запальной форсунке. In the kindling pulverized coal burners developed in the GDR (patent 156544 and the patent 238176), coal dust is transported to the kindling burners by a vapor-air mixture. During transportation, coal dust, mixed with a vapor-air mixture having a higher temperature, is preheated, which contributes to the stable ignition of the fuel mixture in the kindling burner. To ensure stable ignition and combustion of coal dust in the burner, a fuel oil nozzle or gas ignition burner is used. Part of the air necessary for the complete combustion of coal dust (secondary air) is supplied directly to the burner tunnel (muffle). When using steam for transportation and heating of coal dust, and also when secondary air is supplied to the burner, reliable stable ignition and combustion of the fuel mixture are possible under conditions of using very dry and fine grinding of dust with a sufficiently powerful ignition nozzle.
Известна пылеугольная горелка (заявка N 2165633, Великобритания), предназначенная для комбинированного сжигания жидкого или газообразного топлива и угольной пыли. В этой горелке расход жидкого (или газообразного) топлива составляет до половины всего расхода горючего. Эта горелка предназначена в основном для постоянной работы на комбинированном топливе. Known pulverized coal burner (application N 2165633, UK), designed for the combined combustion of liquid or gaseous fuels and coal dust. In this burner, the consumption of liquid (or gaseous) fuel is up to half of the total fuel consumption. This burner is designed primarily for continuous operation on combination fuel.
В другой известной растопочной пылеугольной горелке (патент N 4614492, США) подача угольной пыли осуществляется в цилиндрическую часть корпуса горелки тангенциально к ее внутренней поверхности. Форсунка жидкого топлива располагается по оси горелки в центре ее задней стенки. Вторичный воздух подается в зону горения первичной пылевоздушной смеси. Конструкция горелки выполнена таким образом, что основная часть топлива сгорает в самой горелке, а в топку выходят горячие дымовые газы и небольшая часть несгоревшей угольной пыли. В таких растопочных горелках температура среды может превышать температуру плавления золы, что приведет к шлакованию внутренней поверхности горелки. А это снижает надежность работы горелки. In another known kindling pulverized coal burner (patent No. 4614492, USA), coal dust is supplied tangentially to the inner surface of the cylindrical part of the burner body. The liquid fuel nozzle is located along the axis of the burner in the center of its rear wall. Secondary air is supplied to the combustion zone of the primary dust-air mixture. The design of the burner is such that the bulk of the fuel burns out in the burner itself, and hot flue gases and a small portion of unburned coal dust enter the firebox. In such kindling burners, the temperature of the medium may exceed the melting temperature of the ash, which will lead to slagging of the inner surface of the burner. And this reduces the reliability of the burner.
Приведенные конструкции и способы работы растопочных горелок достаточно громоздки и сложны, требуют повышенного внимания при растопке и работе, дополнительных видов энергии (электроэнергия, пар повышенных параметров), значительного расхода жидкого или газообразного топлива. The above constructions and methods of operation of the kindling burners are rather cumbersome and complex, require increased attention during kindling and operation, additional types of energy (electricity, steam of increased parameters), and a significant consumption of liquid or gaseous fuel.
Наиболее близка по конструкции и способу работы к предлагаемой растопочная пылеугольная горелка по патенту N 4466363 (США). Воспламенение угольной пыли производится запальником с газообразным или жидким топливом во вспомогательной горелке, являющейся внутренней трубой горелки. После того как угольная пыль устойчиво загорится во вспомогательной горелке, угольная пыль начинает подаваться в основную, внешнюю по отношению к внутренней, кольцевую факельную горелку. Вторичный воздух подается по периферии горелки у ее выходной горловины. The closest in design and method of operation to the proposed kindling pulverized coal burner according to patent N 4466363 (USA). Ignition of coal dust is carried out by a pilot with gaseous or liquid fuel in an auxiliary burner, which is the internal pipe of the burner. After the coal dust steadily ignites in the auxiliary burner, the coal dust begins to be fed into the main ring torch burner external to the inner one. Secondary air is supplied along the periphery of the burner at its outlet neck.
Недостатком данного способа и конструкции горелки является сложность регулирования расходов первичного и вторичного воздуха, относительная затянутость по времени процесса растопки горелки по причине последовательного розжига сначала внутренней вспомогательной горелки, а затем внешней, основной, что увеличивает расход топлива на растопку, сложность и громоздкость конструкции, возможность шлакования и обгорания большого количества стальных цилиндрических обечаек, а также значительный эрозионный износ элементов горелки. В случае обрыва факела по какой-либо причине необходимо все операции по розжигу горелки, начиная от подачи жидкого или газообразного топлива, снова повторить. А это увеличит расход дорогостоящего топлива. The disadvantage of this method and design of the burner is the difficulty of regulating the flow rates of primary and secondary air, the relative time lag of the burner kindling process due to the sequential ignition of the internal auxiliary burner first and then the external main one, which increases the fuel consumption for kindling, the complexity and bulky design slagging and burning of a large number of steel cylindrical shells, as well as significant erosive wear of the burner elements. In the event of a torch break for any reason, it is necessary to repeat all operations for igniting the burner, starting from the supply of liquid or gaseous fuel. And this will increase the cost of expensive fuel.
Предлагаемая растопочная пылеугольная горелка позволяет ускорить начало процесса газификации твердого топлива, ускорить в связи с этим процесс растопки, получить устойчивый растопочный факел. При этом конструкция растопочной горелки намного упрощается, повышается надежность и безопасность работы горелки. The proposed kindling pulverized coal burner allows you to speed up the start of the process of gasification of solid fuel, speed up the kindling process in this regard, and get a steady kindling torch. At the same time, the design of the kindling burner is much simplified, and the reliability and safety of the burner are increased.
Эта задача решается путем ускоренной интенсивной частичной предварительной газификации угольной пыли в растопочной пылеугольной горелке с последующим основным сжиганием топливной смеси на выходе из горелки. Предварительная частичная газификация угольной пыли компенсирует снижение реакционной способности топлива при переходе с растопки жидким топливом (мазутом) или газом на растопку котла углем. This problem is solved by accelerated intensive partial preliminary gasification of coal dust in a kindling pulverized coal burner, followed by the main combustion of the fuel mixture at the outlet of the burner. The preliminary partial gasification of coal dust compensates for the decrease in the reactivity of the fuel during the transition from kindling with liquid fuel (fuel oil) or gas to the kindling of the boiler with coal.
Предлагаемая конструкция растопочной пылеугольной горелки показана на чертеже. Растопочная пылеугольная горелка состоит из следующих элементов: корпуса 1 с огнеупорной излучающей обмуровкой 2 (туннель, муфель); соосного обмуровке патрубка подачи пылевоздушной смеси 3 со щелевым устьем 4; двух одинаковых вспомогательных жидкотопливных или газовых горелок 5, размещенных симметрично относительно продольной оси щелевого устья патрубка; подвода части вторичного воздуха 6; подвода основной части вторичного воздуха 7; излучающей обмуровки топки 8. The proposed design of a kindling pulverized coal burner is shown in the drawing. A kindling pulverized coal burner consists of the following elements: housing 1 with a refractory radiating lining 2 (tunnel, muffle); coaxial wiring of the supply pipe of the dust-air mixture 3 with a slotted mouth 4; two identical auxiliary liquid fuel or gas burners 5 placed symmetrically with respect to the longitudinal axis of the slotted mouth of the nozzle; supplying part of the secondary air 6; supply of the main part of the secondary air 7; radiating lining of the furnace 8.
Растопка осуществляется следующим образом. Зажигаются две вспомогательные жидкотопливные или газовые горелки 5. Затем через патрубок 3 подается пылевоздушная смесь (угольная пыль с первичным воздухом), которая, выходя через щелевое устье 4, приобретает форму плоской струи, вытянутой по вертикали. Струя имеет развитую боковую поверхность и в начальный момент (до прогрева обмуровки) воспринимает излучением теплоту факелов (температура факела не менее 1400oC) вспомогательных жидкотопливных или газовых горелок одновременно с обеих плоскостей, что позволяет достаточно быстро осуществить предварительный нагрев пылевидного топлива.The kindling is carried out as follows. Two auxiliary liquid-fuel or gas burners are ignited 5. Then through the nozzle 3 a dusty air mixture (coal dust with primary air) is supplied, which, leaving the slotted mouth 4, takes the form of a flat jet, elongated vertically. The jet has a developed lateral surface and at the initial moment (before heating the lining) it senses the heat of the flames (torch temperature of at least 1400 o C) of auxiliary liquid or gas burners simultaneously from both planes by radiation, which allows for the rapid heating of pulverized fuel.
Прогретая угольная пыль начинает интенсивно газифицироваться (идет процесс устойчивого пиролиза); газ, получающийся в результате пиролиза, горит, дополнительно нагревая угольную пыль, что способствует дальнейшей газификации. За счет интенсивного нагрева и газификации пылевидное топливо воспламеняется от факелов вспомогательных жидкотопливных или газовых горелок внутри корпуса. Heated coal dust begins to gasify intensively (there is a process of steady pyrolysis); the gas resulting from pyrolysis burns, additionally heating coal dust, which contributes to further gasification. Due to the intense heating and gasification, the pulverized fuel is ignited by torches from auxiliary liquid fuel or gas burners inside the housing.
Для более быстрого прогрева пыли и последующей ее газификации концентрацию пыли при работе растопочной пылеугольной горелки следует принимать повышенной (за счет уменьшения количества первичного воздуха), а пределах 20 - 50 кг топлива на один кг воздуха. При этом большие значения концентраций относятся к плохо воспламеняемым углям с малым выходом летучих веществ. Это уменьшит расход теплоты от факелов вспомогательных жидкотопливных или газовых горелок на подогрев транспортирующего угольную пыль воздуха (паразитного, с точки зрения расхода теплоты на газификацию угольных частиц), но увеличит количество теплоты, идущей на прогрев частиц угля. For faster heating of dust and its subsequent gasification, the dust concentration during operation of a kindling pulverized coal burner should be taken increased (by reducing the amount of primary air), and within 20-50 kg of fuel per kg of air. At the same time, large concentrations refer to poorly flammable coals with a low yield of volatile substances. This will reduce the heat consumption from the flames of auxiliary liquid fuel or gas burners for heating the air transporting coal dust (spurious, in terms of heat consumption for the gasification of coal particles), but will increase the amount of heat used to heat the coal particles.
После прогрева обмуровки 2 вспомогательные жидкотопливные или газовые горелки отключаются: дальнейшая газификация, нагрев и воспламенение пылевидного топлива будет происходить за счет излучения стенок обмуровки, нагрев которых, в свою очередь, будет поддерживаться частичным сжиганием угольной пыли внутри туннеля. After warming up the lining 2, auxiliary oil or gas burners are switched off: further gasification, heating and ignition of the pulverized fuel will occur due to the radiation of the walls of the lining, the heating of which, in turn, will be supported by the partial combustion of coal dust inside the tunnel.
При стабильном факеле пылеугольной струи небольшую часть вторичного воздуха подают по трубе 6, а остальную - по подводу 7. With a stable pulverized-coal jet plume, a small part of the secondary air is supplied through a pipe 6, and the rest - through a supply 7.
Дожигание всей угольной пыли происхоит на выходе потока из горелки в топку при его смешении с вторичным воздухом и воздухом, имеющимся в топочном пространстве котла. The afterburning of all coal dust occurs at the outlet of the stream from the burner to the furnace when it is mixed with secondary air and the air available in the furnace chamber.
При наличии вблизи источника горячего воздуха (например, от других котлов) до момента розжига запальных горелок туннель можно прогрель подачей этого воздуха через подвод 6. If there is a source of hot air near the source (for example, from other boilers), the tunnel can be warmed up by supplying this air through inlet 6 before ignition of the ignition burners.
В случае кратковременного погасания факела по какой-либо причине, например кратвовременного прекращения подачи угольной пыли, последующее зажигание пылеугольной струи произойдет за счет излучения стенок обмуровки, обладающей значительным запасом тепловой энергии. In the case of a short-term extinction of the torch for any reason, for example, a short-term interruption in the supply of coal dust, the subsequent ignition of the pulverized-coal jet will occur due to radiation from the walls of the lining, which has a significant reserve of thermal energy.
Предлагаемая растопочная пылеугольная горелка может быть использована как для розжига, так и для стабилизации горения (поддержка факела) основных горелок в топках котлов при сжигании любых твердых топлив, в том числе и низкореакционных и забалластированных углей на тепловых электростанциях, в промышленных и бытовых котельных, в печном хозяйстве предприятий. The proposed kindling coal-dust burner can be used both for ignition and stabilization of combustion (torch support) of the main burners in boiler furnaces when burning any solid fuels, including low-reaction and ballasted coal in thermal power plants, in industrial and domestic boiler houses, in furnace industry enterprises.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112437A RU2174649C2 (en) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112437A RU2174649C2 (en) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99112437A RU99112437A (en) | 2001-04-10 |
RU2174649C2 true RU2174649C2 (en) | 2001-10-10 |
Family
ID=20221127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99112437A RU2174649C2 (en) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2174649C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466331C1 (en) * | 2011-10-26 | 2012-11-10 | Закрытое акционерное общество "ЗиО-КОТЭС" | Kindling coal burner |
RU2522133C2 (en) * | 2012-04-16 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" | Combustion method of coal-water and rock mixture |
US9139788B2 (en) | 2010-08-06 | 2015-09-22 | General Electric Company | System and method for dry feed gasifier start-up |
US9228744B2 (en) | 2012-01-10 | 2016-01-05 | General Electric Company | System for gasification fuel injection |
US9545604B2 (en) | 2013-11-15 | 2017-01-17 | General Electric Company | Solids combining system for a solid feedstock |
RU2633849C1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-10-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Method for plant waste burning |
-
1999
- 1999-06-08 RU RU99112437A patent/RU2174649C2/en active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9139788B2 (en) | 2010-08-06 | 2015-09-22 | General Electric Company | System and method for dry feed gasifier start-up |
RU2466331C1 (en) * | 2011-10-26 | 2012-11-10 | Закрытое акционерное общество "ЗиО-КОТЭС" | Kindling coal burner |
US9228744B2 (en) | 2012-01-10 | 2016-01-05 | General Electric Company | System for gasification fuel injection |
RU2522133C2 (en) * | 2012-04-16 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" | Combustion method of coal-water and rock mixture |
US9545604B2 (en) | 2013-11-15 | 2017-01-17 | General Electric Company | Solids combining system for a solid feedstock |
RU2633849C1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-10-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Method for plant waste burning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5156100A (en) | Method and apparatus for starting the boiler of a solid-fuel fired power plant and ensuring the burning process of the fuel | |
KR20160071378A (en) | Method for the ignition of a power plant burner, and coal dust burner suitable for the method | |
CN1014927B (en) | pulverized fuel burner | |
RU2466331C1 (en) | Kindling coal burner | |
RU2174649C2 (en) | Pulverized-coal lighting-up burner and method of its operation | |
RU2336465C2 (en) | Method of plasma-coal kindling of boiler | |
US5687658A (en) | Method of increasing the level of volatiles in a pulverized coal mixture | |
JPH0330650Y2 (en) | ||
US4058069A (en) | Process and apparatus for incinerating substances in a fluidized thermal reaction furnace | |
JPH01200106A (en) | Method and device of feeding combustion air | |
KR101048034B1 (en) | Burner device for cement kiln | |
RU2201554C1 (en) | Method for plasma ignition of pulverized coal | |
CN108534175B (en) | Plasma gasification ignition stable combustion device and method for coal-fired boiler | |
RU2731081C1 (en) | Method for flare combustion of a fuel-air mixture and device for realizing a method using an electro-ionization igniter | |
RU2582722C2 (en) | Vortex furnace | |
RU2230991C2 (en) | Method of lighting-up and/or stabilization of pulverized coal flame in boiler units | |
RU2779675C1 (en) | Method for flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method | |
RU2339878C2 (en) | Method of plasma-coal lighting up of boiler and associated plant | |
JP5981696B2 (en) | Gasification melting equipment melting furnace | |
RU2778593C1 (en) | Method for the ignition and flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method | |
KR20090037864A (en) | Oxygen Enriched Combustion of Unburned Carbon in Fly Ash | |
RU2190805C1 (en) | Device for combustion of solid propellant | |
RU111258U1 (en) | DUST BURNER BURNER | |
RU2731087C1 (en) | Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method | |
RU2762202C1 (en) | Method for oil-free steaming of steam and water boilers |