RU2239127C1 - Device for simultaneous and alternating burning of p\lumpy fuel with other kind of fuel - Google Patents
Device for simultaneous and alternating burning of p\lumpy fuel with other kind of fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239127C1 RU2239127C1 RU2003109351A RU2003109351A RU2239127C1 RU 2239127 C1 RU2239127 C1 RU 2239127C1 RU 2003109351 A RU2003109351 A RU 2003109351A RU 2003109351 A RU2003109351 A RU 2003109351A RU 2239127 C1 RU2239127 C1 RU 2239127C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- fuel
- primary
- secondary air
- burning
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области котельной техники, в частности к устройствам для одновременного или попеременного сжигания жидкого, газообразного и твердого топлива.The invention relates to the field of boiler technology, in particular to devices for the simultaneous or alternate combustion of liquid, gaseous and solid fuels.
Известны топочные устройства, конструкция которых позволяет сжигать одновременно или попеременно различные виды топлива в котельных установках. Так, например, известен циклонный предтопок (патент РФ №2180074, приоритет от 20.06.2000 г.), содержащий короб подвода воздуха, камеру сгорания и осевую форсунку. Предтопок обеспечивает надежное экономичное сжигание различных видов топлива, но он не позволяет сжигать кусковое топливо.Known furnace devices, the design of which allows you to burn simultaneously or alternately different types of fuel in boiler plants. So, for example, a cyclone pre-furnace is known (RF patent No. 2180074, priority of 06/20/2000), containing an air supply duct, a combustion chamber and an axial nozzle. The pre-furnace provides reliable economical combustion of various types of fuel, but it does not allow to burn lump fuel.
Также известно устройство, позволяющее сжигать низкореакционное топливо в пылевидном состоянии при помощи специальных горелок, которые устанавливают в нижней части топки (Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общей редакцией В.А.Григорьева, В.М.Зорина. - 2-е изд., перераб, т. 3. -М.: Энергоатомиздат, 1989, 608 с.).It is also known a device that allows you to burn low-reactive fuel in a pulverized state using special burners that are installed in the lower part of the furnace (Thermal and nuclear power plants: Reference book / Under the general editorship of V.A. Grigoriev, V.M. Zorin. - 2nd ed., revised, t. 3. -M .: Energoatomizdat, 1989, 608 pp.).
Однако указанное устройство содержит ряд недостатков:However, this device contains several disadvantages:
- требуется дополнительное устройство по подготовке и измельчению угля до пылевидного состояния;- requires an additional device for the preparation and grinding of coal to a pulverized state;
- устройство требует подсвета основного факела мазутом или газом при помощи муфельных мазутных горелок или пылегазовых горелок, при этом происходит затягивание факела в область низких температур, так как мазут или газ сгорает быстрее из-за более высокой реакционной способности, что в свою очередь приводит к возникновению механического недожога;- the device requires the main flame to be illuminated with fuel oil or gas using muffle oil burners or dust and gas burners, while the torch is pulled into the low temperature region, since fuel oil or gas burns faster due to higher reactivity, which in turn leads to mechanical burnout;
- устройство не обеспечивает выход оксидов азота на уровне 200 мг/м (требования к экологически чистым ТЭС) без применения дополнительных средств, таких как стадийное (ступенчатое) сжигание, ввод реагента в зону горения и др.- the device does not provide an output of nitrogen oxides at the level of 200 mg / m (requirements for environmentally friendly TPPs) without the use of additional means, such as stage (step) burning, reagent injection into the combustion zone, etc.
Также известны устройства для получения горячей воды, пара или перегретого пара, позволяющие сжигать размолотое низкореакционное твердое топливо одновременно с высокореакционным топливом (а.с. SU 1185015 А, МКИ F 23 C 1/10, 1985 г. и патент RU 2138729, МПК F 23 C 1/10, 1999 г.), содержащие топочное пространство, горизонтальный и отпускной газоходы, трубную систему поверхностей нагрева воды и термоциклонный(ые) предтопок(и), пристыкованный(ые) к топочному пространству и служащий(ие) для термической подготовки твердого низкореакционного топлива, являясь таким образом горелками для сжигания полученной в нем(них) газовзвеси.Also known devices for producing hot water, steam or superheated steam, allowing to burn ground low-reaction solid fuel simultaneously with highly-reactive fuel (AS SU 1185015 A, MKI F 23 C 1/10, 1985 and patent RU 2138729, IPC F 23 C 1/10, 1999), containing the furnace space, horizontal and tempering flues, a pipe system of water heating surfaces and thermal cyclone pre-furnace (s), docked to the furnace space and serving (s) for thermal preparation solid low-reaction fuel, being such an image m derived burners for burning in it (them) a gas suspension.
Однако такое устройство также не позволяет сжигать кусковой уголь, требует его предварительного измельчения, сортировки, дополнительной сушки, что не только усложняет конструкцию, но и увеличивает энергозатраты, кроме того, наблюдается механический недожог угля при недостаточном измельчении или при изменении качественных характеристик вводимого угля.However, such a device also does not allow lump coal to be burned, it requires preliminary grinding, sorting, and additional drying, which not only complicates the design, but also increases energy consumption, in addition, mechanical underburning of coal is observed with insufficient grinding or when the quality characteristics of the input coal change.
Известны также многотопливные паровые котлы, разработанные на базе слоевых котлов типа Е(КЕ) различной производительностью, которые используют в качестве топлива древесные отходы, содержащие топочную камеру, сопла подвода вторичного воздуха, предтопок для сжигания топлива, бункер-рукав для подачи топлива, горелки для подсвета газом (мазутом) (httpж//www.kotel.ru/catalog/boilermoregas/index.html). Применяются такие котлы, в основном, для выработки насыщенного пара, используемого на технологические нужды предприятий лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленности, что в свою очередь ограничивает возможности применения этих конструкций. При применении угля в качестве топлива в вышеупомянутой конструкции наблюдается спекаемость верхнего слоя угля из-за открытых источников огня в виде форсунок, которые используются для подсвета или поддержания заданной нагрузки, а также наблюдается локальный перегрев экранных поверхностей нагрева при использовании все тех же форсунок или горелок, кроме того, высокореакционное топливо, сжигаемое в форсунках, забирает часть воздуха, подаваемого в слой, что ухудшает качество сгорания топлива в слое, повышает его унос. Также наблюдается недостаточное закручивание траектории перемещения твердых частиц топлива в топочном объеме и, как следствие, механический недожог угля.Also known are multi-fuel steam boilers designed on the basis of E-type (KE) bed-type boilers of various capacities, which use wood waste containing fuel as a fuel chamber, secondary air nozzles, pre-furnaces for burning fuel, a hopper for supplying fuel, burners for illumination with gas (fuel oil) (httpzh // www.kotel.ru / catalog / boilermoregas / index.html). Such boilers are used mainly to produce saturated steam used for the technological needs of logging and woodworking enterprises, which in turn limits the possibilities of using these structures. When using coal as a fuel in the aforementioned design, sintering of the upper layer of coal is observed due to open sources of fire in the form of nozzles that are used to illuminate or maintain a given load, and local overheating of heating screen surfaces is observed when using the same nozzles or burners, in addition, highly reactive fuel burned in nozzles takes part of the air supplied to the bed, which impairs the quality of fuel combustion in the bed and increases its entrainment. There is also insufficient twisting of the trajectory of movement of solid particles of fuel in the furnace volume and, as a result, mechanical underburning of coal.
Решаемая задача данного технического устройства - это создание теплогенерирующей установки, способной эффективно работать на различных видах топлива одновременно или попеременно с возможностью перехода с одного энергоносителя на другой без остановки технологического процесса при одновременном повышении эффективности теплообмена в топочной камере, увеличении КПД сгорания топлива путем снижения химического и механического недожога и улучшении экологических показателей за счет уменьшения выбросов окислов азота и углерода в атмосферу.The task of this technical device is the creation of a heat-generating installation that can efficiently operate on different types of fuel simultaneously or alternately with the possibility of switching from one energy source to another without stopping the process while increasing the heat transfer efficiency in the combustion chamber, increasing the efficiency of fuel combustion by reducing chemical and mechanical underburning and improving environmental performance by reducing emissions of nitrogen and carbon oxides in the atmosphere RU.
Данная задача решается устройством, которое содержит топку для котла, устройство подачи топлива, топочное устройство для сжигания топлива в слое с подводом первичного воздуха. Новым является то, что подвод вторичного воздуха осуществляется через циклонный предтопок, пристыкованный к топке выше колосниковой решетки на уровне подачи твердого топлива в топку и содержащий камеру сгорания и форсунку с подводом топлива и первичного воздуха. Лучше, когда к форсунке подведено только высокореакционное топливо. Дополнительно подвод вторичного воздуха может быть осуществлен и через сопла, установленные на стенках топки в “мертвых” зонах - в местах, где завихрения, идущие от предтопка, недосягаемы, увеличивая таким образом траекторию закручивания мелких частиц. Лучше, когда циклонный предтопок установлен на высоте, примерно равной одной трети от высоты топки. Лучше, когда форсунка предтопка содержит периферийный завихритель, а сама камера сгорания предтопка снабжена тангенциальными соплами подачи первичного и вторичного воздуха. Устройство может содержать два и более предтопков, причем лучше, когда предтопки установлены друг против друга и закручивание факела и/или вихревого потока вторичного воздуха на выходе из предтопка направлено навстречу закручиванию факела и/или вихревого потока вторичного воздуха на выходе от противоположного предтопка. Такое расположение предтопков позволяет концентрировать температурное воздействие в центральной высокотемпературной части топки и избегать локальных перегревов экранных поверхностей нагрева, а встречное закручивание выходящего из предтопков вторичного воздуха или факела позволяет увеличить качество сгорания мелких фракций топлива.This problem is solved by a device that contains a furnace for the boiler, a fuel supply device, a furnace device for burning fuel in a layer with a supply of primary air. What is new is that secondary air is supplied through a cyclone pre-furnace docked to the furnace above the grate at the level of solid fuel supply to the furnace and containing a combustion chamber and a nozzle with fuel and primary air. It is better when only highly reactive fuel is brought to the nozzle. Additionally, secondary air can also be supplied through nozzles mounted on the walls of the furnace in “dead” zones - in places where turbulence coming from the furnace is unattainable, thereby increasing the trajectory of twisting of small particles. It is better when the cyclone pre-furnace is installed at a height approximately equal to one third of the height of the furnace. It is better when the nozzle of the pre-furnace contains a peripheral swirl, and the combustion chamber of the pre-furnace is equipped with tangential nozzles for supplying primary and secondary air. The device may contain two or more pre-furnaces, it is better when the pre-furnaces are installed against each other and the twisting of the torch and / or vortex stream of secondary air at the outlet of the pre-furnace is directed towards the twisting of the torch and / or vortex stream of secondary air at the exit from the opposite pre-furnace. This arrangement of the pre-furnaces allows one to concentrate the temperature effect in the central high-temperature part of the furnace and to avoid local overheating of the screen heating surfaces, and the counter-twisting of the secondary air or torch emerging from the pre-furnaces allows increasing the quality of combustion of small fractions of fuel.
Изобретение поясняется схематическими чертежами. На фиг.1 показано устройство в разрезе с неподвижной колосниковой решеткой и одним циклонным предтопком, установленным на задней стенке топки; на фиг.2. показан разрез топки с неподвижной колосниковой решеткой и двумя установленными друг против друга циклонными предтопками.The invention is illustrated by schematic drawings. Figure 1 shows the device in section with a fixed grate and one cyclone pre-furnace mounted on the rear wall of the furnace; figure 2. shows a section of a furnace with a fixed grate and two cyclone pre-furnaces mounted against each other.
Изобретение поясняется примером конкретного выполнения.The invention is illustrated by an example of a specific implementation.
Пример 1. Устройство с неподвижной колосниковой решеткой и одним циклонным предтопкомExample 1. A device with a fixed grate and one cyclone pre-furnace
Устройство содержит топку 1, устройство подачи кускового топлива 2, представляющее собой бункер, соединенный питателем с разбрасывателем, а также неподвижную колосниковую решетку 3 с подводом первичного воздуха и расположенный на задней стенке топки на уровне подачи твердого топлива в топку на высоте, примерно равной одной трети от всей высоты топки, циклонный предтопок 4 с подводом вторичного воздуха. К форсунке 5, установленной в предтопке подведено топливо и первичный воздух. Кусковое топливо подается в топку 1 через устройство 2 подачи топлива, где крупные куски сгорают на неподвижной колосниковой решетке 3 в потоке первичного воздуха, поступающего снизу. При этом мелкие горючие частицы твердого топлива с дымовыми газами выносятся из слоя или отделяются от более крупных в момент поступления в топку и под действием вихревого потока вторичного воздуха, выходящего из циклонного предтопка, закручиваются в вихревой зоне горения 6, в которой и происходит дожиг топлива. Вторичный и первичный воздух подается в кипящий слой и в предтопок от высоконапорного вентилятора (не показан) под изменяемым напором от 800-1000 мм вод.ст. и регулируется поворотньми заслонками (не показаны). При розжиге, при переходе работы котла на другой вид топлива или при поддержании стабильной работы котла в форсунку 5 дополнительно подается высокореакционное топливо с одновременной подачей первичного воздуха, напор подачи же вторичного воздуха в предтопок уменьшают до 200-400 мм вод.ст. В результате мелкие горючие частицы топлива закручиваются и сгорают под действием вихревого потока, возникающего на выходе из предтопка.The device comprises a firebox 1, a lighter
Пример 2. Топка с неподвижной колосниковой решеткой и двумя установленными друг против друга циклонными предтопкамиExample 2. A furnace with a fixed grate and two cyclone pre-furnaces mounted against each other
Устройство содержит топку 1, устройство подачи кускового топлива 2, представляющее собой бункер, соединенный питателем с разбрасывателем, а также неподвижную колосниковую решетку 3 с подводом первичного воздуха и расположенные на боковых стенках топки на уровне подачи твердого топлива в топку циклонные предтопоки 4, установленные друг напротив друга, с подводом вторичного воздуха в короб предтопка. К форсункам 5, установленным в предтопках, подведено топливо и первичный воздух. Кусковое топливо подается в топку 1 через устройство 2 подачи топлива, где крупные куски сгорают на неподвижной колосниковой решетке 3 в потоке первичного воздуха, поступающего снизу. При этом мелкие горючие частицы твердого топлива с дымовыми газами выносятся из слоя или отделяются от более крупных в момент поступления в топку и под действием вихревых потоков вторичного воздуха, выходящих из циклонных предтопков, закручиваясь, сталкиваются в вихревой зоне горения 6, в которой происходит дожиг топлива. При розжиге, при переходе работы котла на другой вид топлива или при поддержании стабильной работы котла в форсунки 5 дополнительно подается высокореакционное топливо с одновременной подачей первичного воздуха под напором до 2000 мм вод.ст., напор подачи же вторичного воздуха в предтопок уменьшают до 300-400 мм вод.ст. В результате мелкие горючие частицы топлива, закручиваясь, сталкиваются и сгорают под действием вихревых потоков, возникающих на выходе из предтопков.The device comprises a firebox 1, a lump
Техническим результатом устройства является улучшение качества сжигания твердого топлива. Сопоставительный анализ с другими техническими решениями, позволяющими сжигать кусковое топливо и использовать одновременно или попеременно различные виды топлив, показал, что такое техническое решение позволяет качественно изменить процесс сгорания и быстро, без конструктивных изменений переходить с одного вида топлива на другое или использовать их совместно. Объем мелкой фракции, неизбежно присутствующий в кусковом топливе, подхватываемый восходящим потоком газов, не успевающий сгореть в топке, значительно уменьшается, повышается КПД процесса сгорания. Объем продуктов мокрого пылеулавливания, направляемый в отстойники, также значительно снижается, что способствует меньшему загрязнению окружающей среды. В процессе сжигания отсутствует многократная циркуляция абразивных частиц твердого топлива, что снижает абразивный износ котла. Дополнительно в результате устранения открытого огня в топочном пространстве над кипящим слое достигается эффект понижения спекаемости слоя, а перевод котлоагрегта в пиковый режим происходит быстрее и менее технически сложно.The technical result of the device is to improve the quality of burning solid fuel. Comparative analysis with other technical solutions allowing to burn lump fuel and use simultaneously or alternately different types of fuels showed that such a technical solution allows you to qualitatively change the combustion process and quickly, without design changes, switch from one type of fuel to another or use them together. The volume of the fine fraction, inevitably present in lump fuel, picked up by an upward flow of gases, not having time to burn in the furnace, significantly decreases, the efficiency of the combustion process increases. The volume of wet dust collection products sent to sedimentation tanks is also significantly reduced, which contributes to less environmental pollution. During the combustion process, there is no multiple circulation of abrasive particles of solid fuel, which reduces the abrasive wear of the boiler. Additionally, as a result of the elimination of open fire in the combustion chamber above the fluidized bed, the effect of lowering the sintering ability of the bed is achieved, and the transfer of the boiler to peak mode is faster and less technically difficult.
В отопительный период 2001 г. производились пуски циклонно-вихревых предтопков при работающем кипящем слое для поддержания заданной нагрузки в связи с неудовлетворительным качеством твердого топлива. Визуальные наблюдения показали улучшение смесеобразования и более эффективное использование топочного объема.During the heating period of 2001, cyclone-vortex pre-furnaces were launched with the fluidized bed operating to maintain a given load due to the unsatisfactory quality of solid fuel. Visual observations showed improved mixture formation and more efficient use of the furnace volume.
Параметры слоя, температура и аэродинамическое сопротивление оставались неизменными. Коэффициент полезного действия котла по данным экспресс-испытаний увеличился по q2, tyx и α на 2-3%, кроме того, у данного котла существует преимущество быстрого прогрева слоя с помощью растопочных форсунок циклонных предтопков, а также плавного перехода на любой нагрузке с одного вида топлива на другой, так как для каждого горелочного устройства проводился свой тепловой расчет на оптимальные параметры котла.The layer parameters, temperature and aerodynamic drag remained unchanged. The efficiency of the boiler according to rapid tests increased by q 2 , t yx and α by 2-3%, in addition, this boiler has the advantage of quick heating of the layer using the ignition nozzles of cyclone pre-furnaces, as well as a smooth transition to any load with one type of fuel to another, since each burner has its own thermal calculation for the optimal parameters of the boiler.
Таким образом, можно сделать вывод, что предлагаемый способ имеет не только экономические преимущества, но и технические преимущества, достигаемые отличительными признаками.Thus, we can conclude that the proposed method has not only economic advantages, but also technical advantages achieved by distinguishing features.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109351A RU2239127C1 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Device for simultaneous and alternating burning of p\lumpy fuel with other kind of fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109351A RU2239127C1 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Device for simultaneous and alternating burning of p\lumpy fuel with other kind of fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003109351A RU2003109351A (en) | 2004-10-10 |
RU2239127C1 true RU2239127C1 (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=33537814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003109351A RU2239127C1 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Device for simultaneous and alternating burning of p\lumpy fuel with other kind of fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2239127C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010042079A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Nunez Suarez Rene Mauricio | Device for generating and transmitting heat capable of operating with fuel in any physical state and combustion flame |
RU2636596C1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-11-24 | Владимир Ильич Матюхин | Method of heating of mining units |
-
2003
- 2003-04-02 RU RU2003109351A patent/RU2239127C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010042079A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Nunez Suarez Rene Mauricio | Device for generating and transmitting heat capable of operating with fuel in any physical state and combustion flame |
RU2636596C1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-11-24 | Владимир Ильич Матюхин | Method of heating of mining units |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Beer | Combustion technology developments in power generation in response to environmental challenges | |
US5823122A (en) | System and process for production of fuel gas from solid biomass fuel and for combustion of such fuel gas | |
WO2004008028A2 (en) | Oxygen enhanced combustion of lower rank fuels | |
RU2518772C1 (en) | Furnace with tilt-pushing furnace grate for combustion of wood wastes | |
CN104501177A (en) | Waste incinerating circulating fluidized bed boiler | |
CN110486717A (en) | It is a kind of to mix the CFB boiler system for burning waste gas and waste liquid | |
RU2455561C1 (en) | Grate-fired swirling-type furnace for combustion of wood waste | |
RU2239127C1 (en) | Device for simultaneous and alternating burning of p\lumpy fuel with other kind of fuel | |
US6199494B1 (en) | Method of improving the performance of a cyclone furnace for difficult to burn materials, and improved cyclone furnace thereof | |
CN102032563B (en) | Pulverized coal burner and boiler with same | |
RU2582722C2 (en) | Vortex furnace | |
Teir | Modern boiler types and applications | |
RU2648314C2 (en) | Boiler with chamber furnace | |
RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace | |
Prokhorov et al. | Investigation into the Influence of Temperature on the Formation of Nitrogen Oxides during the Staged Combustion of Low-Reactive Coal with the Use of Direct-Flow Burners | |
RU2802890C9 (en) | Fuel preparation and combustion circuit (embodiments) | |
RU2695877C1 (en) | Power boiler | |
RU2802890C2 (en) | Fuel preparation and combustion circuit (embodiments) | |
RU211642U1 (en) | Burner device for combustion of low-calorie gas | |
RU2756712C1 (en) | Combined bark-wood firing device | |
RU2597346C1 (en) | Pulverised coal/gas/oil furnace | |
FI100355B (en) | Method and apparatus for combustion of gas in a fireplace | |
CN201462808U (en) | Coal-fired boiler | |
RU2171429C1 (en) | Turbulent burner | |
CN101093076A (en) | Adequate, clean combustion equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150403 |