RU2206824C2

RU2206824C2 - Furnace

Info

Publication number: RU2206824C2
Application number: RU2001112674/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Дубровский; М.В. Зубова; И.С. Деринг; Ж.Л. Евтихов
Original assignee: Красноярский государственный технический университет
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: starting boilers at thermal power stations. SUBSTANCE: furnace has central combustion chamber and more than one peripheral ones separated by waterwalls and intercommunicating through transfer opening; burner unit whose outlet section is brought into peripheral combustion chamber and is enclosed by circulating pipe with injecting agent feed nozzles disposed upstream of inlet end of the latter and with burner muzzle installed on outlet end; circulating pipe is placed inside burner muzzle to form annular clearance between them; it also has pulverized-coal source communicating with burner unit through main and bypass pulverized-fuel lines provided with gate valve; bypass pulverized-fuel line communicates with circulating pipe inserted in main pulverized- fuel line connected to burner muzzle. EFFECT: enhanced reliability and safety in starting the boiler. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках котлов, работающих на бурых углях открытых разрезов. The invention relates to a power system and can be used in furnaces of boilers operating on brown coals of open cuts.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, в последнюю из которых заведен выходной участок горелочного устройства и окружен циркуляционной трубой, с образованием кольцевого зазора между ними, а перед входным торцом циркуляционной трубы размещены сопла подачи инжектирующего агента и воздушные сопла (патент РФ 2064126, МПК F 23 С 5/08, 1996). A furnace is known that contains central and peripheral combustion chambers, separated by a screen and communicating with a bypass window, the last of which has an outlet section of the burner device and is surrounded by a circulation pipe to form an annular gap between them, and injection nozzles for injecting agent are placed in front of the inlet end of the circulation pipe and air nozzles (RF patent 2064126, IPC F 23 C 5/08, 1996).

Недостатком известной топки является трудность растопки из холодного состояния, так как недостаточно времени прогрева пыли для выхода из нее горючих летучих перед их запалом. A disadvantage of the known firebox is the difficulty of kindling from a cold state, since there is not enough time for heating the dust to leave combustible volatile matter before it ignites.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускными окнами, при этом выходной участок горелочного устройства заведен в периферийную камеру сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла для подачи инжектирующего агента, а в горелочных устройствах установлены мазутные форсунки (патент РФ 2035683, МПК F 23 С 5/08, 1997). A furnace is known that contains a central and peripheral combustion chambers, separated by a screen and communicating bypass windows, while the output section of the burner device is connected to the peripheral combustion chamber and is surrounded by a circulation pipe, in front of which there are nozzles for supplying an injection agent, and oil burners are installed in the burner devices nozzles (RF patent 2035683, IPC F 23 C 5/08, 1997).

Недостатком известной топки является трудность растопки из холодного состояния ввиду малого времени прогрева пыли для выхода летучих горючих для их запала. A disadvantage of the known furnace is the difficulty of kindling from a cold state due to the short heating time of the dust for the exit of volatile fuels for their fuse.

Известна топка, содержащая центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускными окнами, горелочные устройства, выходные участки которых заведены в объем периферийных камер сгорания и окружены циркуляционными трубами, перед входными торцами которых размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходных торцах установлены горелочные насадки с образованием кольцевого зазора между ними, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка, и источник пыли, соединенный с горелочным устройством основным и байпасным пылепроводами с шибером (патент РФ 2095684, МПК F 23 С 5/08, 1997). Known a furnace containing a central and peripheral combustion chambers, separated by a screen and communicating bypass windows, burner devices, the output sections of which are brought into the volume of the peripheral combustion chambers and are surrounded by circulation pipes, in front of the inlet ends of which nozzles for supplying an injection agent are placed, and burner mounted on the outlet ends nozzles with the formation of an annular gap between them, and the circulation pipe is placed inside the burner nozzle, and a dust source connected to the burner m device main and bypass dust pipelines with a gate (RF patent 2095684, IPC F 23 C 5/08, 1997).

Недостатком известной топки является трудность ее растопки из холодного состояния ввиду недостаточного прогрева пыли перед ее воспламенением, в результате чего может происходить отрыв факела. A disadvantage of the known furnace is the difficulty of kindling it from a cold state due to insufficient heating of the dust before its ignition, as a result of which a torch can detach.

Задача изобретения - обеспечение надежности и безопасности воспламенения пыли в момент растопки. The objective of the invention is the reliability and safety of dust ignition at the time of kindling.

Задача решается тем, что топка содержит центральную и периферийные камеры сгорания, разделенные экраном и сообщающиеся перепускным окном, горелочное устройство, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания и окружен циркуляционной трубой, перед входным торцом которой размещены сопла подачи инжектирующего агента, а на выходном торце установлен горелочный насадок, причем циркуляционная труба размещена внутри горелочного насадка с образованием кольцевого зазора между ними, и источник пыли, соединенный с горелочным устройством основным и байпасным пылепроводами с шибером, согласно изобретению байпасный пылепровод соединен с циркуляционной трубой, заведенной внутрь основного пылепровода, подключенного к горелочному насадку. The problem is solved in that the furnace contains a central and peripheral combustion chambers, separated by a screen and connected by a bypass window, a burner device, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber and is surrounded by a circulation pipe, in front of the inlet end of which there are nozzles for the injection of the injecting agent, and on the outlet a burner nozzle is installed at the end, and a circulation pipe is placed inside the burner nozzle with the formation of an annular gap between them, and a dust source connected to the burner chnym apparatus main and bypass pyleprovodami a damper according to the invention bypass pyleprovod connected to the circulation pipe, wound up inside the main pyleprovoda connected to the burner nozzle.

Выполнение соединения байпасного пылепровода с циркуляционной трубой, заведенной внутрь основного пылепровода, подключенного к горелочному насадку, позволяет при растопке прогреть предварительно часть пыли, поступающей в циркуляционную трубу, разогретую с помощью инжектирующего агента, в качестве которого используется легковоспламеняющееся топливо, подаваемое из сопел подачи инжектирующего агента, а затем уже прогретое и воспламененное топливо далее поступает в горелочный насадок, где смешивается с основной пылью, подаваемой через основной пылепровод в горелочный насадок и также предварительно прогреваемой раскаленной циркуляционной трубой, размещенной внутри горелочного насадка, что обеспечивает быстрое воспламенение и основного потока пыли. Все это обеспечивает надежное и безопасное воспламенение пыли, чем и достигается решение задачи изобретения. The connection of the bypass dust pipe with a circulation pipe inserted inside the main dust pipe connected to the burner nozzle allows to preheat part of the dust entering the circulation pipe heated with an injection agent, which uses flammable fuel supplied from the nozzles of the injection agent and then the already heated and ignited fuel then enters the burner nozzle, where it mixes with the main dust supplied through pyleprovod a main burner nozzles and also pre-heated by the glow downcomer disposed within the burner nozzle that provides quick ignition and main dust flow. All this provides a reliable and safe ignition of dust, which is achieved by solving the problem of the invention.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого устройства. The drawing shows a longitudinal section of the proposed device.

Топка содержит центральную и периферийные камеры 1 и 2 сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры 2 сгорания и окружен циркуляционной трубой 6, перед входным торцом которой размещены сопла 7 подачи инжектирующего агента и воздушное сопло 8, а на выходном торце установлен горелочный насадок 9, причем циркуляционная труба 6 размещена внутри горелочного насадка 9 с образованием кольцевого зазора 10 между ними. Также циркуляционная труба 6 образует кольцевой зазор 2 с соплами 7 подачи инжектирующего агента, имеющими возможность осевого перемещения внутри циркуляционной трубы 6. Топка также содержит источник пыли, соединенный с горелочным устройством 5 основным и байпасным пылепроводами 13 и 14 с язычковым шибером 15 для регулирования подачи пыли в пылепроводы 13 и 14. Байпасный пылепровод 14 соединен с циркуляционной трубой 6, заведенной внутрь основного пылепровода 13, подключенного к горелочному насадку 9. В периферийной камере 2 сгорания выполнен также лаз 16 для установки и ремонта горелочного устройства 5. С целью подсасывания горячих топочных газов из топки центральной камеры 1 сгорания через перепускное окно 4 за счет эжекции при работе горелочного устройства 5 оно установлено в верхней части периферийной камеры 2 и направлено в верхнюю часть перепускного окна 4 для прохода газов встречно потоку по нижней части перепускного окна 4, при этом угол раскрытия факела горелочного устройства 5 не превышает 15^o, так как при большем угле раскрытия факела факел будет запирать окно полностью и газы из центральной камеры 1 сгорания не будут поступать в периферийную камеру 2, что исключит прогрев камеры 1 сгорания и затянет растопку. Осевое перемещение сопел 7 инжектирующего агента внутри горелочного устройства 5 позволяет перед началом растопки прогреть последовательно все части горелочного устройства 5, особенно циркуляционную трубу 6 и горелочный насадок 9, выполненные в виде муфелей.The furnace contains central and peripheral combustion chambers 1 and 2, separated by a screen 3 and communicating with a bypass window 4, a burner 5, the output section of which is brought into the volume of the peripheral combustion chamber 2 and is surrounded by a circulation pipe 6, in front of which there are nozzles 7 for injecting agent supply and an air nozzle 8, and a burner nozzle 9 is installed at the outlet end, and the circulation pipe 6 is placed inside the burner nozzle 9 with the formation of an annular gap 10 between them. Also, the circulation pipe 6 forms an annular gap 2 with injecting agent nozzles 7, which can axially move inside the circulation pipe 6. The furnace also contains a dust source connected to the burner device 5 with the main and bypass dust pipes 13 and 14 with the tongue gate 15 for controlling the dust supply in the dust pipes 13 and 14. The bypass dust pipe 14 is connected to the circulation pipe 6, wound into the main dust pipe 13 connected to the burner nozzle 9. In the peripheral combustion chamber 2 is made e hole 16 for installing and repairing the burner device 5. In order to draw in hot flue gases from the furnace of the central combustion chamber 1 through the bypass window 4 due to ejection during operation of the burner device 5, it is installed in the upper part of the peripheral chamber 2 and directed to the upper part of the bypass window 4 for the passage of gases counter to the flow along the lower part of the bypass window 4, while the angle of the torch opening of the burner 5 does not exceed 15 ^o , since at a larger angle of the torch opening the torch will close the window completely and ha Threats from the central combustion chamber 1 will not enter the peripheral chamber 2, which will exclude the heating of the combustion chamber 1 and will delay the kindling. The axial movement of the nozzles 7 of the injecting agent inside the burner device 5 makes it possible to heat all parts of the burner device 5, in particular, the circulation pipe 6 and the burner nozzles 9, made in the form of muffles, before starting the kindling.

Топка работает следующим образом. Воспламеняется запальником (не обозначен) легковоспламеняющееся топливо в соплах 7 инжектирующей среды, которое с помощью воздушного сопла 8 вдувается внутрь горелочного устройства 5 и прогревает все его части. Этому способствует возможность осевого перемещения сопел 7 инжектирующей среды. После прогрева языковым шибером 15 перекрывается на входе основной пылепровод 13 и пыль в растопочном режиме поступает по байпасному пылепроводу 14 внутрь циркуляционной трубы 6, которая к этому времени раскалена с помощью сжигания в ней легковоспламеняющегося топлива (газ, мазут, солярка). Пыль, проходя внутри циркуляционной трубы 6, прогревается и на выходе ее вспыхивает, так как из пыли выделяются горючие летучие, которые легко воспламеняются от пламени образующегося при горении легковоспламеняющегося топлива. Выходя из циркуляционной трубы 6, факел прогревает также и горелочный насадок 9. Таким образом, часть пыли, подаваемой через байпасный пылепровод 14, сгорает и прогревает основательно, уже без помощи дополнительного топлива из сопел 7 подачи инжектирующего агента, все части горелочного устройства 5. После этого прогрева язычковый шибер 15 устанавливается так, что пыль начинает проходить также по основному пылепроводу 13, поступая через раскаленную циркуляционную трубу 6, которая расположена внутри потока основной пыли, в горелочный насадок 9. После предварительного прогрева основного потока пыли теплом циркуляционной трубы 6 она легко вспыхивает в циркуляционной трубе 6, поджигаемая факелом от горения пыли, подаваемой по байпасному пылепроводу 14. Этому способствует и раскаленный горелочный насадок 9. После выхода на рабочий режим сопло 7 отключается, а работает только воздушное сопло 8. Воспламенение происходит от факела горения пыли, подаваемой в байпасный пылепровод 14. The furnace works as follows. Flammable with a pilot light (not indicated), flammable fuel in the nozzles 7 of the injection medium, which, with the help of the air nozzle 8, is blown into the burner device 5 and heats all its parts. This is facilitated by the possibility of axial movement of the nozzles 7 of the injection medium. After heating with the tongue gate 15, the main dust pipe 13 is blocked at the inlet and the dust enters the ignition mode through the bypass dust pipe 14 into the circulation pipe 6, which by this time is heated by burning flammable fuel (gas, fuel oil, diesel fuel). The dust, passing inside the circulation pipe 6, warms up and flares up at the outlet, since combustible volatiles are released from the dust, which are easily ignited by the flame of flammable fuel formed during combustion. Leaving the circulation pipe 6, the torch also warms up the burner nozzles 9. Thus, part of the dust supplied through the bypass dust pipe 14 burns out and warms up thoroughly, already without the help of additional fuel from the nozzles 7 for supplying the injection agent, all parts of the burner device 5. After of this heating, the reed gate 15 is set so that the dust also begins to pass through the main dust pipe 13, entering through the hot circulation pipe 6, which is located inside the main dust stream, into the burner nozzles 9. After preheating the main dust stream with heat from the circulation pipe 6, it easily flares up in the circulation pipe 6, ignited by a torch from burning dust supplied through the bypass dust pipe 14. This is facilitated by the hot burner nozzle 9. After reaching the operating mode, the nozzle 7 is turned off, and only works air nozzle 8. Ignition comes from the flame of dust supplied to the bypass dust pipe 14.

Телескопическое исполнение горелочного устройства 5 (все части могут перемещаться внутри друг друга) позволяет увеличивать или уменьшать поверхность контакта пыли с раскаленными муфельными частями в виде циркуляционной трубы 6 и горелочного насадка 9 в зависимости от скорости выделения горючих летучих из топлива. Это дает возможность на стадии наладки подобрать такую длину циркуляционной трубы, которая обеспечивает безотказное воспламенение пыли на выходе из нее. Благодаря наличию лаза 16 эта работа может быть быстро выполнена. The telescopic design of the burner device 5 (all parts can move inside each other) allows you to increase or decrease the contact surface of dust with incandescent muffle parts in the form of a circulation pipe 6 and burner nozzle 9 depending on the rate of release of combustible volatile from the fuel. This makes it possible at the commissioning stage to pick up such a length of the circulation pipe that ensures trouble-free ignition of dust at the outlet of it. Due to the presence of manhole 16, this work can be quickly completed.

Таким образом, соединение байпасного пылепровода 14 с циркуляционной трубой 6, в свою очередь, заведенного внутрь основного пылепровода 13, подключенного к горелочному насадку 9, позволяет предварительно перед сжиганием прогреть пыль как в байпасном, так и в основном пылепроводах 14 и 13 и обеспечить этим безотказное воспламенение и безопасное горение без отрыва факела, так как в случае отрыва факела он вновь поджигается от факела, постоянно горящего в циркуляционной трубе 6, то есть дежурного факела. Воспламенение происходит по каскадной схеме: запальным факелом из сопла 7 подачи инжектирующей среды поджигается малая часть пыли, подаваемой в байпасный пылепровод 14, с помощью горения которой подогревается основная пыль, подаваемая по основному пылепроводу 13 с помощью раскаленного горелочного насадка 9 и циркуляционной трубы 6, размещенной внутри основного потока пыли, в основном пылепроводе 13, что способствует воспламенению основного потока пыли. В растопочном режиме отрыв факела исключается. Thus, the connection of the bypass dust pipe 14 with the circulation pipe 6, in turn, inserted inside the main dust pipe 13 connected to the burner nozzle 9, allows the dust to be preheated before burning both in the bypass and the main dust pipes 14 and 13 and to ensure trouble-free operation ignition and safe combustion without detaching the torch, because in the case of detaching the torch, it is again ignited by the torch, constantly burning in the circulation pipe 6, that is, the standby torch. Ignition occurs according to a cascade scheme: a small portion of the dust supplied to the bypass dust pipe 14 is ignited by the ignition torch from the injection medium nozzle 7, by means of which the main dust is heated, fed through the main dust pipe 13 using a hot burner nozzle 9 and a circulation pipe 6, placed inside the main dust stream, mainly the dust pipe 13, which contributes to ignition of the main dust stream. In the ignition mode, the separation of the torch is excluded.

Claims

A furnace containing a central and peripheral combustion chambers, separated by a screen and communicating with a bypass window, a burner device, the outlet section of which is inserted into the volume of the peripheral combustion chamber and is surrounded by a circulation pipe, in front of the inlet end of which there are nozzles for supplying an injection agent, and a burner nozzle is installed at the outlet end moreover, the circulation pipe is placed inside the burner nozzle with the formation of an annular gap between them, and a dust source connected to the burner device and an apparent pyleprovodami with bypass damper, characterized in that the bypass pyleprovod connected to the circulation pipe, wound up inside the main pyleprovoda connected to the burner nozzle.