RU2255962C1 - Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler - Google Patents

Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler Download PDF

Info

Publication number
RU2255962C1
RU2255962C1 RU2004105122/04A RU2004105122A RU2255962C1 RU 2255962 C1 RU2255962 C1 RU 2255962C1 RU 2004105122/04 A RU2004105122/04 A RU 2004105122/04A RU 2004105122 A RU2004105122 A RU 2004105122A RU 2255962 C1 RU2255962 C1 RU 2255962C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ash
coal
boiler
fuel
combustion
Prior art date
Application number
RU2004105122/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максадтило Джафаров (TJ)
Максадтило Джафаров
С.Ф. Ерохин (RU)
С.Ф. Ерохин
С.Н. Колобов (RU)
С.Н. Колобов
А.С. Кондратьев (RU)
А.С. Кондратьев
А.П. Петраков (RU)
А.П. Петраков
Б.Д. Селиванов (RU)
Б.Д. Селиванов
Гиёсидин Файёзов (TJ)
Гиёсидин Файёзов
Original Assignee
Государственное Унитарное предприятие Научно-производственное объединение (НПО) "Гидротрубопровод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Унитарное предприятие Научно-производственное объединение (НПО) "Гидротрубопровод" filed Critical Государственное Унитарное предприятие Научно-производственное объединение (НПО) "Гидротрубопровод"
Priority to RU2004105122/04A priority Critical patent/RU2255962C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2255962C1 publication Critical patent/RU2255962C1/en

Links

Landscapes

  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

FIELD: alternate fuels.
SUBSTANCE: invention aims at transferring gas-mazut boilers consuming natural gas or mazut to combustion of water-coal fuel prepared from fuel. Process of invention comprises gravitational concentration of coal, crushing and wet grinding of coal to average surface area of particles belonging to disperse phase not higher than 3 μm. Preliminarily, moisture content, ash level, chemical analysis of ashes, slag-forming temperature of ashes, and combustion heat of water-coal fuel are determined from condition (i) that such amount of combustion products is formed in boiler, which provides achievement of a combustion products' velocity in furnace space of boiler exceeding critical velocity, at which ash particles precipitate, and (ii) that temperature of the water-coal fuel combustion products in boiler furnace outlet is not above slag-forming temperature of ashes. Gravitational concentration of coal is performed before grinding thereof and moisture content, ash level, chemical analysis of ashes, slag-forming temperature of ashes, and combustion heat of water-coal fuel are controlled according to preliminarily made computations.
EFFECT: simplified and reduced in price fuel production process, eliminated precipitation of ashes in furnace space of boiler, and lack of elevated pollution of heating surfaces.
2 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при переводе газомазутных котлов с природного газа или мазута на сжигание водоугольного топлива (ВУТ), приготовленного из высокозольных углей.The invention relates to energy and can be used in the conversion of gas-oil boilers from natural gas or fuel oil to the burning of coal-water fuel (WUT), prepared from high-ash coals.

В газомазутных котлах парообразование и перегрев пара происходит в системе трубчатых теплообменников, преимущественно (более 90%) за счет лучистого теплообмена.In gas-oil boilers, steam formation and superheating of steam occurs in a system of tubular heat exchangers, mainly (more than 90%) due to radiant heat transfer.

В продуктах сгорания природного газа или мазута количество зольных частиц незначительно. Их взаимодействие с поверхностью теплообменников происходит в зоне конвективного теплообмена, то есть в области сравнительно низких температур, в которой зола становится твердой. В силу этого, в газомазутных котлах практически отсутствует выпадение золы в топочном объеме и ее налипание на поверхности нагрева.In the combustion products of natural gas or fuel oil, the amount of ash particles is negligible. Their interaction with the surface of the heat exchangers occurs in the zone of convective heat transfer, that is, in the region of relatively low temperatures, in which the ash becomes solid. Due to this, in gas-oil boilers there is practically no loss of ash in the furnace volume and its adhesion to the heating surface.

При переводе газомазутных котлов на зольное ВУТ необходимо сохранить общее количество тепла, передаваемого нагреваемой среде, не допустить выпадения зольных частиц ВУТ в топочном объеме, накапливания их в застойных зонах и налипания на теплообменных поверхностях.When transferring gas-oil boilers to the ash VUT, it is necessary to preserve the total amount of heat transferred to the heated medium, to prevent precipitation of the ASU ash particles in the furnace volume, their accumulation in stagnant zones and sticking to heat-exchange surfaces.

В числе требований, предъявляемых к мазуту, указывается на то, что зольность мазута не должна превышать 0,3%, влажность - 2%, а теплота сгорания обезвоженной массы, в среднем, составляет 40 МДж/кг (Вергазов B.C. Устройство и эксплуатация котлов: Вопросы и ответы: Справочник. 1991, с 49). В связи с этим, при приготовлении ВУТ, предназначенного для сжигания в газомазутных котлах, основное внимание обращается на необходимость снижения зольности ВУТ по причинам, указанным выше, и повышения массового содержания твердой фазы в ВУТ, что эквивалентно условию повышения теплоты сгорания ВУТ.Among the requirements for fuel oil, it is indicated that the ash content of fuel oil should not exceed 0.3%, humidity - 2%, and the calorific value of the dehydrated mass, on average, is 40 MJ / kg (Vergazov BC Design and operation of boilers: Questions and Answers: Handbook. 1991, p. 49). In this regard, in the preparation of HLF intended for burning in gas-oil boilers, the main attention is paid to the need to reduce the ash content of HLF for the reasons mentioned above, and to increase the mass content of the solid phase in HLW, which is equivalent to the condition for increasing the heat of combustion of HLW.

При сложившемся подходе к задаче перевода газомазутных котлов на ВУТ, стремятся получить топливо с минимально возможной, по экономическим соображениям, зольностью и максимальной теплотой сгорания. В ряде случаев эти требования противоречивы или вызывают дополнительные затраты. Например, при снижении зольности исходного угля для поддержания приемлемой вязкости и стабильности ВУТ становится необходимым применение специальных химических присадок, что повышает стоимость ВУТ. Таким образом, фактически ставится цель получить топливо по консистенции близкое к мазуту, применение которого экономически эффективно в связи со сравнительно низкой стоимостью угля по сравнению со стоимостью штатного топлива.With the prevailing approach to the problem of converting gas-oil boilers to HLW, they seek to obtain fuel with the lowest possible, for economic reasons, ash content and maximum heat of combustion. In some cases, these requirements are contradictory or cause additional costs. For example, with a decrease in the ash content of the initial coal, in order to maintain an acceptable viscosity and stability of the HFC, special chemical additives become necessary, which increases the cost of the HFC. Thus, in fact, the goal is to get fuel with a consistency close to fuel oil, the use of which is cost-effective due to the relatively low cost of coal compared to the cost of regular fuel.

Известен способ приготовления ВУТ для сжигания в газомазутных котлах с массовой концентрацией твердой фазы выше 50%, зольностью на сухую массу угля менее 3%, при содержании частиц размером менее 200 мкм 99,5%, температурой размягчения золы выше 1316°С (1589 К) и теплотой сгорания выше 15 МДж/кг. Проведенные испытания показали, что при сжигании малозольного ВУТ не происходит повышенного загрязнения поверхностей нагрева золой и повышенного эрозионного их износа (за счет возможного абразивного воздействия тех же зольных частиц). На основании этого сделан вывод о возможности перевода газомазутных котлов на ВУТ, произведенного из угля с низкой зольностью (менее 3%) без каких-либо существенных переделок собственно парового котла (за исключением топливных форсунок, изготовленных из эрозионностойкой керамики) (Demonstration of coal /water-mixture (CWS) combustion. Power. 1991. V. 135, №10, p.114; Miller B.G., Scaroni A.W. The Pennsylvania State Universit’s Superclean Coal-Water Slurry Demonstration Program. Proceedings of the 15 International Conference on Coal & Slurry Technologies, April, 1990, Clearwater, USA).A known method for the preparation of HLF for combustion in gas-oil boilers with a mass concentration of solid phase above 50%, ash content on a dry mass of coal less than 3%, with a content of particles less than 200 microns in size 99.5%, softening temperature of ash above 1316 ° C (1589 K) and heat of combustion above 15 MJ / kg. The tests showed that when burning low-ash HLW, there is no increased contamination of the heating surfaces with ash and increased erosive wear (due to the possible abrasive effect of the same ash particles). Based on this, it was concluded that gas-oil boilers can be converted to VUT produced from coal with low ash content (less than 3%) without any significant modifications to the steam boiler itself (with the exception of fuel nozzles made from erosion-resistant ceramics) (Demonstration of coal / water -mixture (CWS) combustion. Power. 1991. V. 135, No. 10, p. 114; Miller BG, Scaroni AW The Pennsylvania State Universit's Superclean Coal-Water Slurry Demonstration Program. Proceedings of the 15 International Conference on Coal & Slurry Technologies April 1990, Clearwater, USA).

Недостатком известного способа является необходимость для его реализации, организации массового производства концентрированного (более 50% по весу) ВУТ высокой степени деминерализации (менее 3%), что само по себе представляет сложную техническую задачу при использовании углей с исходной рядовой зольностью 12-20%, приводящего к резкому удорожанию стоимости ВУТ. Снижение зольности угля до 7-10% легко достигается технически эффективными, дешевыми методами гравитационного обогащения. Для последующего снижения зольности угля до уровня менее 3% необходимо применение флотационных методов обогащения с перечистками, требующих применения специальных химических реагентов, что резко усложняет и удорожает технологию в целом. В случае бурых углей, которые, как правило, плохо флотируются, для достижения требуемой зольности, используют методы химического удаления зольной части угля. Кроме того, должна быть решена проблема утилизации отходов деминерализации, образующихся при производстве ВУТ, объем которых составляет около 25-35% от объема производства деминерализованного ВУТ.The disadvantage of this method is the need for its implementation, the organization of mass production of concentrated (more than 50% by weight) HLF of a high degree of demineralization (less than 3%), which in itself is a difficult technical problem when using coal with an initial ordinary ash content of 12-20%, leading to a sharp increase in the cost of the fuel and energy complex. Reducing the ash content of coal to 7-10% is easily achieved by technically effective, cheap methods of gravitational enrichment. For the subsequent reduction of coal ash to less than 3%, it is necessary to use flotation enrichment methods with refining, requiring the use of special chemicals, which dramatically complicates and increases the cost of the technology as a whole. In the case of brown coal, which, as a rule, is poorly floated, to achieve the required ash content, methods are used for chemical removal of the ash portion of coal. In addition, the problem of the disposal of demineralization waste generated during the production of HLW, the volume of which is about 25-35% of the production of demineralized HLW, should be solved.

Известен также способ приготовления ВУТ к сжиганию с массовой концентрацией твердой фазы до 56,0-61,5%, с зольностью угля на сухую массу 7-18% и с дисперсностью твердой фазы "-250 мкм", с последующей подачей ВУТ в котел (ТПЕ-214, паропроизводительностью 670 т/ч), в котором возможно одновременное или раздельное сжигание природного газа, мазута и пылевидного угля. Проведенные испытания показали, что совместное или раздельное сжигание ВУТ в газо-мазуто-угольном котле происходит без возникновения каких-либо осложняющих факторов (зашлаковывания поверхностей конвективного нагрева, их эрозионного износа под воздействием зольных частиц и т.п.) (Ercolani D., Minnetti G., Belykh B.N. and others. The try-out of coal water suspension preparation, transportation and combustion technology on the Belovo to Novosibirsk coal pipeline. Proceedings of the 16 international conference of coal & slurry. April, 1991, Clearwater, Florida, USA, p.1-9).There is also a known method of preparing a fuel-grade chemical fuel for burning with a mass concentration of solid phase up to 56.0-61.5%, with ash content of coal on a dry mass of 7-18% and with a dispersion of solid phase "-250 microns", followed by the supply of chemical-grade fuel to the boiler ( TPE-214, steam capacity 670 t / h), in which simultaneous or separate burning of natural gas, fuel oil and pulverized coal is possible. The tests showed that the joint or separate combustion of fuel-grade coal in a gas-oil-coal-fired boiler occurs without any complicating factors (slagging of convective heating surfaces, their erosion wear under the influence of ash particles, etc.) (Ercolani D., Minnetti G., Belykh BN and others. The try-out of coal water suspension preparation, transportation and combustion technology on the Belovo to Novosibirsk coal pipeline. Proceedings of the 16 international conference of coal & slurry. April, 1991, Clearwater, Florida, USA , p.1-9).

Недостатком известного способа является то, что при сжигании ВУТ данного состава в газомазутных котлах будет иметь место выпадение золы на под котла и возможно зашлаковывание конвективных поверхностей нагрева (в зависимости от химического состава золы). По этим причинам, непосредственное использование ВУТ указанной зольности и влажности для сжигания в газомазутных котлах становится технически невозможным.The disadvantage of this method is that when burning HLF of this composition in gas-oil boilers, ash will fall on the underneath of the boiler and slagging of convective heating surfaces is possible (depending on the chemical composition of the ash). For these reasons, the direct use of HLW of the indicated ash and humidity for combustion in gas-oil boilers becomes technically impossible.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является известный способ приготовления водоугольного топлива для сжигания в газомазутном котле, включающий гравитационное обогащение исходного угля, дробление исходного угля, его мокрое измельчение до коллоидного размера частиц с получением водоугольной суспензии со средним поверхностным размером дисперсной фазы не более 3 мкм, разбавление полученной суспензии водой до концентрации 1-3%, ступенчатую деминерализацию измельченного угля для снижения его зольности с образованием первичного и вторичного продуктов, последующую их совместную деминерализацию путем соединения продуктов с близкими по значению зольностями и обезвоживание с получение ВУТ с зольностью твердой фазы 0,5-2,0% (Патент РФ №2178455, кл. С 10 L 1/31, 2000 г.).The closest technical solution (prototype) is a known method of preparing water-coal fuel for burning in a gas-oil boiler, including gravitational enrichment of the source coal, crushing of the source coal, its wet grinding to colloidal particle size to obtain a water-coal suspension with an average surface size of the dispersed phase of not more than 3 μm , dilution of the resulting suspension with water to a concentration of 1-3%, stepwise demineralization of crushed coal to reduce its ash content with the formation of first primary and secondary products, their subsequent joint demineralization by combining products with similar ash levels and dehydration to obtain HLW with a solid phase ash of 0.5-2.0% (RF Patent No. 2178455, class C 10 L 1/31, 2000 g.).

Недостатком известного способа является то, что не эффективно (на крупном исходном угле) используется гравитационный метод обогащения для снижения зольности угля. Весьма сложной, с точки зрения реализации и регулирования, является предложенная технологическая схема флотационного обогащения, а также необходимы большие затраты на утилизацию высокозольных отходов деминерализации, которые должны быть учтены при оценке общей экономической эффективности способа.The disadvantage of this method is that it is not effective (on a large source coal) using the gravitational concentration method to reduce the ash content of coal. Very complex, from the point of view of implementation and regulation, is the proposed technological scheme of flotation enrichment, as well as high costs for the disposal of high-ash demineralization waste, which must be taken into account when assessing the overall economic efficiency of the method.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление способа приготовления водоугольного топлива для сжигания его в газомазутном котле, обеспечивающие отсутствие выпадения золы в топочном объеме котла, образующейся при сжигании ВУТ, и отсутствие повышенного загрязнения поверхностей нагрева.The aim of the invention is to simplify and reduce the cost of the preparation of water-coal fuel for burning it in a gas-oil boiler, ensuring the absence of ash in the furnace volume of the boiler formed during the combustion of fuel oil, and the absence of increased contamination of the heating surfaces.

Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления водоугольного топлива для сжигания в газомазутном котле, включающем гравитационное обогащение угля, дробление угля, мокрое измельчение угля до размера частиц со средним поверхностным размером дисперсной фазы не более 3 мкм, в отличие от прототипа, предварительно расчетным путем определяют влажность, зольность, химсостав золы, температуру шлакования золы и теплоту сгорания водоугольного топлива, исходя из условия образования такого количества продуктов сгорания в котле, которое обеспечивает достижение в топочном объеме котла скорости продуктов сгорания выше критической скорости, при которой зольные частицы выпадают в осадок и условия, что температура продуктов сгорания водоугольного топлива на выходе из топки котла должна быть не выше температуры шлакования золы, гравитационное обогащение угля проводят перед его измельчением и регулируют влажность, зольность, химсостав золы, температуру шлакования золы и теплоту сгорания водоугольного топлива в соответствии с предварительными расчетами.This goal is achieved by the fact that in the method of preparing water-coal fuel for burning in a gas-oil boiler, including gravity enrichment of coal, crushing coal, wet grinding of coal to a particle size with an average surface size of the dispersed phase of not more than 3 μm, in contrast to the prototype, previously calculated determine the humidity, ash content, chemical composition of the ash, ash slag temperature and the calorific value of water-carbon fuel, based on the conditions for the formation of such an amount of combustion products in the boiler, which The second one ensures that the rate of combustion products in the boiler’s furnace volume is above the critical speed at which ash particles precipitate and the conditions that the temperature of the combustion products of water-carbon fuel at the outlet of the boiler furnace should not exceed the ash slagging temperature, gravity enrichment of coal is carried out before grinding and regulate the humidity, ash content, chemical composition of the ash, ash slagging temperature and the calorific value of coal-water fuel in accordance with preliminary calculations.

Способ отличается и тем, что при повышении температуры продуктов сгорания на выходе из топки котла, ее понижают путем изменения химсостава золы водоугольного топлива за счет введения минеральных присадок, в качестве которых используют тугоплавкие оксиды металлов, например, SiO2.The method differs in that when the temperature of the combustion products at the outlet of the boiler furnace is increased, it is reduced by changing the chemical composition of the ash of coal-water fuel due to the introduction of mineral additives, which use refractory metal oxides, for example, SiO 2 .

Использование в газомазутных котлах ВУТ, приготовленного путем регулирования влажности, зольности и химсостава золы, а также гравитационного обогащения дробленого угля упрощает технологию получения ВУТ и снижает стоимость его приготовления.The use of VUT in gas-oil boilers, prepared by regulating the moisture, ash, and chemical composition of ash, as well as gravitational enrichment of crushed coal, simplifies the technology for producing VUT and reduces the cost of its preparation.

Гравитационное обогащение дробленого угля позволяет наиболее полно удалить из него тяжелые минеральные примеси, которые при сжигании ВУТ в котле образуют оседающие зольные частицы. При гравитационном обогащении дробленого до размера 1-5 мм угля создаются оптимальные условия для удаления минеральных примесей плотностью более 2500 кг/м3 Gravitational enrichment of crushed coal allows you to most completely remove heavy mineral impurities from it, which when burning HLW in the boiler form settling ash particles. When gravitational enrichment of crushed coal to a size of 1-5 mm of coal creates optimal conditions for the removal of mineral impurities with a density of more than 2500 kg / m 3

Для предотвращения оседания в котле зольных частиц (агломератов), размер которых может достигать 500 мкм, что соответствует максимальной крупности распыливаемых капель, количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании водоугольного топлива, должно быть таким, при котором скорость движения продуктов сгорания в любом месте топочного объема и газоходов превышает критическую скорость, при которой зольные частицы могут оседать.To prevent settling of ash particles (agglomerates) in the boiler, the size of which can reach 500 microns, which corresponds to the maximum size of the sprayed droplets, the amount of combustion products generated during the combustion of coal-water fuel should be such that the speed of movement of the combustion products anywhere in the furnace volume and gas ducts exceed the critical speed at which ash particles can settle.

Минимальная скорость дымовых газов Vд в любой точке котла должна превышать некоторую критическую скорость Vкр для наиболее крупных частиц. Значение скоростей дымовых газов в любом сечении или точке котла определяют нормативным методом (Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод), издание третье, под редакцией С.И.Мочана, Энергия, Ленинград, 1977 г.).The minimum flue gas velocity V d at any point of the boiler must exceed a certain critical velocity V cr for the largest particles. The value of the flue gas velocities at any section or point of the boiler is determined by the normative method (Aerodynamic calculation of boiler plants (normative method), third edition, edited by S.I. Mochan, Energy, Leningrad, 1977).

Критическая скорость газового потока, при которой зольные частицы не оседают в котле, рассчитывается по эмпирической формуле (Сушка в условиях пневмотранспорта, - Муштаев В.И., Ульянов В.М., Тимонин А.С., М., Химия, 1984, 103 с.):The critical gas flow rate at which ash particles do not settle in the boiler is calculated according to the empirical formula (Drying in the conditions of pneumatic transport, - Mushtaev V.I., Ulyanov V.M., Timonin A.S., M., Chemistry, 1984, 103 s.):

Figure 00000001
Figure 00000001

где а - коэффициент, зависящий от размера частиц (а≈12); ρм - объемная плотность зольных частиц; В - коэффициент, зависящий от сыпучих свойств зольных частиц (В≈2·105); L - характерный размер.where a is a coefficient depending on the particle size (a≈12); ρ m - bulk density of ash particles; B is a coefficient depending on the bulk properties of ash particles (B≈2 · 10 5 ); L is the characteristic size.

Следует указать, что из-за низкой объемной плотности зольных агломератов 0,3-0,5 г/см3 и повышенным, по сравнению со случаем сжигания одного из штатных топлив (природного газа или мазута), образованием продуктов сгорания ВУТ, оседание зольных агломератов в котле и газоходах котла маловероятно. Расчеты показывают, что в любом сечении котла скорость движения продуктов сгорания ВУТ, как правило, существенно выше критической скорости, при которой возможно осаждение зольных агломератов. Например, в случае котла ДКВР-4/13, расчет с использованием зависимости (1) показывает, что для зольных частиц с указанными характеристиками, критическое значение скоростей находится в пределах 0,2-0,8 м/с, а расчетное значение скорости продуктов сгорания ВУТ по тракту котла находится в пределах от 1,5 м/с (под котла) до 12 м/с (диффузор).It should be noted that due to the low bulk density of ash agglomerates of 0.3-0.5 g / cm 3 and increased, compared with the case of burning one of the standard fuels (natural gas or fuel oil), the formation of combustion products VUT, sedimentation of ash agglomerates in the boiler and boiler flues is unlikely. Calculations show that, in any section of the boiler, the speed of movement of the combustion products of the fuel-and-fuel assembly is, as a rule, significantly higher than the critical speed at which precipitation of ash agglomerates is possible. For example, in the case of the DKVR-4/13 boiler, a calculation using dependence (1) shows that for ash particles with the indicated characteristics, the critical velocity is in the range 0.2-0.8 m / s, and the calculated value of the product velocity the combustion of the fuel-and-chemical assembly along the boiler path is in the range from 1.5 m / s (under the boiler) to 12 m / s (diffuser).

Для предотвращения налипания зольных частиц на поверхности нагрева, температура продуктов сгорания ВУТ на выходе из топки котла (Тт) не должна быть выше температуры шлакования (Тш) золы.To prevent sticking of ash particles on the heating surface, the temperature of the combustion products of the VUT at the outlet of the boiler furnace (T t ) should not be higher than the slag temperature (T W ) of the ash.

Температуру продуктов сгорания на выходе из топки котла (Тт) определяют нормативным методом (Тепловой расчет котлов (нормативный метод). Под ред. С.И.Мовчана, А.А.Абрютина, Г.М.Кагана и B.C.Назаренко, СПб., 1998).The temperature of the combustion products at the outlet of the boiler furnace (T t ) is determined by the normative method (Thermal calculation of boilers (normative method). Edited by S.I. Movchan, A.A. Abryutin, G. M. Kagan and BC Nazarenko, St. Petersburg, 1998).

При прочих равных условиях, температура на выходе из топки зависит от зольности угля, химсостава золы и влажности топлива. Максимальная допустимая температура продуктов сгорания на выходе из топки котла, при которой отсутствует шлакование полурадиационных поверхностей нагрева, не должна превышать температуры шлакования (Тш), которая определяется по эмпирической формуле:Other things being equal, the temperature at the outlet of the furnace depends on the ash content of coal, the chemical composition of the ash, and the moisture content of the fuel. The maximum permissible temperature of the combustion products at the outlet of the boiler furnace, at which there is no slagging of the semi-radiation heating surfaces, should not exceed the slag temperature (T W ), which is determined by the empirical formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где величина

Figure 00000003
является показателем шлакования топлива
Figure 00000004
. Величина Пx.c.=1-0,025 (∑К/∑О) характеризует валовой состав золы. Здесь ∑К=Аl2O3+SiO2+TiO2 - кислотные компоненты золы, с высокой температурой плавления, ∑O=СаО+MgO+K2O+Na2O - основные компоненты золы, с более низкой температурой плавления. Показатель П учитывает влияние железосодержащих частиц и, в зависимости от пиритного или общего содержания серы S в пересчете на зольность: П=1-C1/S при S>C1; П=0 при S≤С1 где C1=0,8 при S=
Figure 00000005
=100
Figure 00000006
, % или C1=0,485 при S=
Figure 00000007
=(100-Ad)
Figure 00000008
/Ad, %. Показатель ПNa характеризует влияние щелочных металлов: ПNa=К(Nа3О)m - 0,333, где К=0,576 и m=0,423 при использовании сведений об общем весовом содержании натрия в золе и К=0,693 и m=0,313 при учете содержания в золе водорастворимого натрия. Здесь
Figure 00000009
- общее содержание серы в золе,
Figure 00000010
- содержание пиритной серы в золе,
Figure 00000011
- общее содержание серы в угле на сухое состояние,
Figure 00000012
- содержание пиритной серы в угле на сухое беззольное состояние, Аd - зольность угля на сухое состояние (Алехнович А.Н., Богомолов В.В. Выбор температуры газов на выходе из топки по условиям шлакования. Журн. Теплоэнергетика, №8, 1994 г., с.25, 26).where is the value
Figure 00000003
is an indicator of fuel slagging
Figure 00000004
. The value of P xc = 1-0.025 (∑К / ∑О) characterizes the gross composition of ash. Here ∑К = Al 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2 are the acid components of the ash, with a high melting point, ∑O = CaO + MgO + K 2 O + Na 2 O are the main components of the ash, with a lower melting point. Index П Фе takes into account the effect of iron-containing particles and, depending on the pyrite or total sulfur content S in terms of ash content: П Fe = 1-C 1 / S at S> C 1 ; P Fe = 0 at S≤C 1 where C 1 = 0.8 at S =
Figure 00000005
= 100
Figure 00000006
,% or C 1 = 0.485 at S =
Figure 00000007
= (100-A d )
Figure 00000008
/ A d ,%. The indicator P Na characterizes the influence of alkali metals: P Na = K (Na 3 O) m - 0.333, where K = 0.576 and m = 0.423 when using information about the total weight content of sodium in ash and K = 0.693 and m = 0.313 when taking into account the content in ash of water-soluble sodium. Here
Figure 00000009
- total sulfur content in ash,
Figure 00000010
- pyrite sulfur content in ash,
Figure 00000011
- total sulfur content of coal in the dry state,
Figure 00000012
- the content of pyrite sulfur in coal for a dry ashless state, And d is the ash content of coal for a dry state (Alekhnovich A.N., Bogomolov V.V. Choice of gas temperature at the outlet of the furnace according to the conditions of slagging. Zhurn. Thermal engineering, No. 8, 1994 city, p.25, 26).

Поскольку температура шлакования зависит от состава минеральной части угля, то, как следует из формулы (2), увеличение доли содержания компонентов с высокой температурой плавления, приводит к увеличению температуры шлакования (Тш).Since the slagging temperature depends on the composition of the mineral part of coal, then, as follows from formula (2), an increase in the proportion of components with a high melting point leads to an increase in the slagging temperature (T W ).

Следует отметить, что снижение (повышение) температуры продуктов сгорания только за счет одного из регулируемых факторов - зольности, химсостава золы или влажности неэффективно по следующей причине. Из расчетов, выполненных по нормативному методу, следует, что одинаковое снижение (повышение) температуры на выходе из топки достигается при повышении (снижении) количества минеральной части в 1,5-3 раза более высоком (низком), чем при повышении (понижении) содержания воды. Однако дополнительные потери тепла при выбросе продуктов сгорания с добавками воды примерно на порядок и более, выше потерь тепла при выбросе дополнительных зольных продуктов. Поэтому конкретный выбор состава ВУТ, путем расчета и регулирования зольности, химсостава золы или влажности, обеспечивающего отсутствие шлакообразования в каждом конкретном случае определяют, исходя из условия обеспечения номинальной нагрузки энергетической установки при обеспечении технологической возможности получения ВУТ заданного состава и общей экономической эффективности.It should be noted that a decrease (increase) in the temperature of combustion products only due to one of the regulated factors - ash content, chemical composition of ash or moisture is ineffective for the following reason. From calculations performed by the normative method, it follows that the same decrease (increase) in temperature at the outlet of the furnace is achieved by increasing (decreasing) the amount of the mineral part by 1.5-3 times higher (low) than when increasing (lowering) the content water. However, the additional heat loss during the emission of combustion products with water additives is approximately an order of magnitude or more, higher than the heat loss during the release of additional ash products. Therefore, the specific choice of the composition of the HLW, by calculating and regulating the ash, chemical composition of ash or moisture, ensuring the absence of slag formation in each case, is determined on the basis of the conditions for ensuring the rated load of the power plant while ensuring the technological possibility of obtaining the HLW of a given composition and overall economic efficiency.

При необходимости, для обеспечения сохранения номинальной нагрузки котла, температура продуктов сгорания в топке котла может быть повышена за счет дополнительной подачи в котел природного газа или мазута.If necessary, in order to maintain the nominal load of the boiler, the temperature of the combustion products in the boiler furnace can be increased due to the additional supply of natural gas or fuel oil to the boiler.

Возможны следующие варианты реализации предлагаемого способа.The following options for the implementation of the proposed method.

Первый вариант реализации способа.The first embodiment of the method.

Проводят исследования по обогатимости дробленого до крупности 1-5 мм угля гравитационным методом с целью определения закономерности изменения химсостава золы от величины зольности и определения параметров процесса обогащения.Studies are carried out on the enrichment of coal crushed to a particle size of 1-5 mm by the gravitational method in order to determine the patterns of change in the chemical composition of ash from the ash value and determine the parameters of the beneficiation process.

По нормативным методам проводят тепловые и аэродинамический расчеты заданного котельного агрегата при работе на ВУТ для угля заданной марки при исходной зольности Аd и для ряда, как более низких, так и более высоких значений зольности (химсостав золы в этом случае принимается на основе экстраполяции зависимости химсостава золы от зольности, полученной при исследовании обогатимости исходного угля), например с шагом 2%, и различных значений влажности ВУТ-w, в диапазоне 30-65%, например с шагом 5%.According to regulatory methods, thermal and aerodynamic calculations of a given boiler unit are carried out when working on high-voltage fuel for coal of a given brand with an initial ash content of A d and for a number of both lower and higher ash values (the chemical composition of the ash in this case is taken on the basis of extrapolation of the chemical composition ash from the ash obtained in the study of the enrichment of the source coal), for example with a step of 2%, and various moisture values of VUT-w, in the range of 30-65%, for example with a step of 5%.

По формуле (1) находят значения критических скоростей. По формуле (2) для каждого состава ВУТ определяют значение температуры шлакования Тш золы.By the formula (1), the critical speeds are found. According to the formula (2) for each composition of the HUT, the value of the slagging temperature T W ash is determined.

На основе проведенных расчетов определяют значения граничных показателей по зольности (Аd), химсоставу золы и влажности (w) ВУТ, при которых скорости дымовых газов в различных точках котла выше соответствующих критических, а температура продуктов сгорания ВУТ на выходе из топки котла Тт меньше или равна соответствующему значению температуры шлакования Тш.Based on the calculations, the boundary values are determined for ash content (A d ), chemical composition of ash and humidity (w) of the WCF, at which the rates of flue gases at various points of the boiler are higher than the corresponding critical ones, and the temperature of the products of combustion of the WCF at the outlet of the boiler furnace T t is less or equal to the corresponding value of the slag temperature T W

Для определенных таким образом расчетных составов ВУТ выполняют их опытную отработку, которая заключается в создании образцов ВУТ с заданными влажностью, зольностью и химсоставом золы, при условии, что эффективная вязкость водоугольного топлива обеспечивает его качественный распыл в газомазутном котле. В результате, определяют конкретные составы ВУТ, которые могут быть практически реализованы. Если число возможных составов ВУТ больше одного, то окончательный выбор конкретной технологии получения ВУТ, при прочих равных условиях (к.п.д. котла, удельного расхода топлива и т. п.), определяется из условия реализации экономически наиболее эффективной технологии.For the thus-calculated design compositions of the fuel-and-fuel mixture, their experimental testing is carried out, which consists in creating samples of the fuel-oil mixture with the specified moisture, ash and chemical composition of the ash, provided that the effective viscosity of the coal-water fuel ensures its high-quality atomization in a gas-oil boiler. As a result, the specific compositions of the fuel-chemical compound are determined, which can be practically implemented. If the number of possible HLF compositions is more than one, then the final choice of a specific technology for producing HLF, ceteris paribus (boiler efficiency, specific fuel consumption, etc.), is determined from the conditions for the implementation of the most economically efficient technology.

Второй вариант реализации способа,The second embodiment of the method,

Уголь с исходной зольностью

Figure 00000013
измельчают до заданного гранулометрического состава и приготавливают ВУТ с минимально возможной влажностью w, соответствующей величине максимально допустимой вязкости μ0.Coal with original ash
Figure 00000013
crushed to a predetermined particle size distribution and VUT is prepared with the lowest possible humidity w, corresponding to the maximum permissible viscosity μ 0 .

Для данного состава ВУТ и заданном коэффициенте избытка воздуха α0 рассчитывают температуру на выходе из топки Тт и сравнивают ее с температурой Тш, зависящей от химсостава золы, которую рассчитывают по формуле (2).For a given composition of high-temperature fuel assembly and a given coefficient of excess air α 0, the temperature at the outlet of the furnace T t is calculated and compared with the temperature T w , which depends on the chemical composition of the ash, which is calculated by the formula (2).

Если Тшт, то температуру продуктов сгорания на выходе из топки можно повысить. Если Тшт, то температуру продуктов сгорания необходимо понизить.If T W > T t , then the temperature of the combustion products at the outlet of the furnace can be increased. If T W <T t , then the temperature of the combustion products must be lowered.

В первом случае повышение температуры продуктов сгорания осуществляют путем уменьшения зольности исходного угля. В этом случае при сохранении вязкости ВУТ постоянной и равной μ0 при уменьшении зольности ВУТ одновременно понижается ее влажность, то есть w<w0. При этом требование превышения скорости дымовых газов критического значения должно сохранятся. Для каждого значения зольности Аd и химсостава золы соответствующее значение влажности подбирается опытным путем, при условии, что вязкость готового ВУТ сохраняет постоянное значение μ0. Для каждой пары значений

Figure 00000014
и wi рассчитывают значения температур на выходе из топки котла Ттi. Из сравнения величин Ттi и Тш определяют значения
Figure 00000015
и wi при которых температуры Ттi и Тш примерно равны (температура Тш превышает Ттi примерно на 10°С). Сжигание ВУТ такого состава в газомазутном котле происходит без образования золошлаковых отложений.In the first case, the temperature of the combustion products is increased by reducing the ash content of the source coal. In this case, while maintaining the viscosity of the WCF constant and equal to μ 0, while reducing the ash content of the WCF, its moisture content simultaneously decreases, i.e., w <w 0 . At the same time, the requirement for exceeding the speed of the flue gas of a critical value should be maintained. For each ash value A d and the chemical composition of the ash, the corresponding humidity value is selected empirically, provided that the viscosity of the finished HLF remains constant μ 0 . For each pair of values
Figure 00000014
and w i calculate the temperature values at the outlet of the boiler furnace T Ti . From a comparison of the values of T ti and T W determine the values
Figure 00000015
and w i at which the temperatures T Ti and T W are approximately equal (the temperature T W exceeds T Ti by approximately 10 ° C). Combustion of such a composition in a gas-oil boiler occurs without the formation of ash and slag deposits.

Во втором случае необходимое снижение температуры продуктов сгорания достигается увеличением влажности, зольности и химсостава золы при условии сохранения вязкости μ0 ВУТ постоянной. Требование превышения скорости дымовых газов критического значения также сохраняется. В этом случае при сохранении вязкости постоянной, при увеличении зольности ВУТ одновременно повышается ее влажность. Для каждого значения зольности соответствующее значение влажности подбирается опытным путем, при условии, что вязкость готового ВУТ сохраняет постоянное значение μ0. Для каждой пары значений

Figure 00000016
и wi рассчитывают значения температур на выходе из топки котла Ттi и скоростей по тракту котла. Из сравнения величин Ттi и Тш определяют значения
Figure 00000017
и wi; при которых температуры Ттi и Тш примерно равны (температура Тш превышает Ттi примерно на 10°С). Проверяется отсутствие условия для выпадения золы в котле и газоходу котла. Этот состав ВУТ сжигают в газомазутном котле без образования золошлаковых отложений.In the second case, the necessary decrease in the temperature of the combustion products is achieved by increasing the moisture, ash content and chemical composition of the ash, provided that the viscosity μ 0 VUT remains constant. The requirement of exceeding the speed of the flue gas of a critical value also remains. In this case, while maintaining the viscosity constant, with an increase in the ash content of the WCF, its moisture content simultaneously increases. For each ash value, the corresponding humidity value is selected empirically, provided that the viscosity of the finished HLF remains constant μ 0 . For each pair of values
Figure 00000016
and w i calculate the values of the temperatures at the exit from the furnace of the boiler T ti and speeds along the path of the boiler. From a comparison of the values of T ti and T W determine the values
Figure 00000017
and w i ; at which the temperatures T Ti and T W are approximately equal (the temperature T W exceeds T Ti by approximately 10 ° C). It is checked that there is no condition for ash loss in the boiler and the boiler flue. This WUT composition is burned in a gas-oil boiler without the formation of ash and slag deposits.

Примеры реализации.Implementation examples.

Пример 1.Example 1

Газомазутный котел ДКВР-4/13 переводят на сжигание ВУТ из каменного угля марки ГЖО. Уголь имеет следующие исходные характеристики:The gas-oil boiler DKVR-4/13 is transferred to the combustion of fuel oil from coal of the GZhO brand. Coal has the following initial characteristics:

Figure 00000018
=28,13 МДж/кг,
Figure 00000019
=23,5%.
Figure 00000018
= 28.13 MJ / kg,
Figure 00000019
= 23.5%.

Химсостав золы:Chemical composition of ash:

SiO2=0,62, Аl2O3=0,20, Fе2O3=0,10, СаО=0,03, MgO=0,03, K=0,01.SiO 2 = 0.62, Al 2 O 3 = 0.20, Fe 2 O 3 = 0.10, CaO = 0.03, MgO = 0.03, K = 0.01.

Расчеты показывают, что из угля с исходной зольностью можно получить ВУТ с

Figure 00000020
=11,1 МДж/кг, w0=40% и вязкостью μ0=0,5 Па·с.Calculations show that from coal with the initial ash content it is possible to obtain VUT with
Figure 00000020
= 11.1 MJ / kg, w 0 = 40% and viscosity μ 0 = 0.5 Pa · s.

Аэродинамический расчет котла и расчеты по формуле (1) показывают, что объем образующихся дымовых газов удовлетворяет условию превышения критических скоростей для зольных частиц.The aerodynamic calculation of the boiler and the calculations by formula (1) show that the volume of the flue gases generated satisfies the condition for exceeding the critical velocities for ash particles.

Расчеты по формуле (2) дают значение Тш=1111°С.Calculations by the formula (2) give the value of T W = 1111 ° C.

Теплотехнический расчет котла, выполненный по нормативному методу, дает значение Тт=1060°С.The thermotechnical calculation of the boiler, performed according to the standard method, gives the value of T t = 1060 ° C.

Поскольку Тшт, возможно прямое сжигание ВУТ без шлакообразования. При этом имеется возможность повысить температуру Тт до уровня Тш, что позволит уменьшить расход топлива за счет повышения теплотехнических характеристик ВУТ.Since T W > T t , direct combustion of HLW without slag formation is possible. At the same time, it is possible to increase the temperature T t to the level of T W , which will reduce fuel consumption by increasing the thermal characteristics of the fuel-and-chemical assembly.

Состав ВУТ целесообразно изменить таким образом, чтобы возросла теплота сгорания

Figure 00000021
при сохранении вязкости μ0=0>5 Па·с и уменьшилась разница в значениях температур Тш и Тт.It is advisable to change the composition of the VUT so that the heat of combustion increases
Figure 00000021
while maintaining the viscosity μ 0 = 0> 5 Pa · s and the difference in temperature values T W and T t decreased.

Расчеты показывают, что можно получить ВУТ следующего состава: Q=15,01 МДж/кг, Аd=4%, wr=40%, который обеспечивает температуру Тт=1068°С, которая ниже температуры Тш=1087°С. Объем образующихся дымовых газов удовлетворяет условию превышения критических скоростей для зольных частиц.Calculations show that it is possible to obtain a HLF of the following composition: Q = 15.01 MJ / kg, A d = 4%, w r = 40%, which provides a temperature T t = 1068 ° C, which is lower than the temperature T w = 1087 ° C . The volume of flue gases generated satisfies the condition for exceeding critical velocities for ash particles.

Приготовление ВУТ включает в себя гравитационное обогащение дробленого до минус 3 мм угля до зольности Аd=4%, измельчение угля до крупности со средним поверхностным диаметром твердой фазы "-3 мкм" и сгущение измельченного угля до влажности 40%.The preparation of HF includes gravity enrichment of coal crushed to minus 3 mm to an ash content of A d = 4%, grinding the coal to size with an average surface diameter of the solid phase of “-3 μm” and thickening the crushed coal to a moisture content of 40%.

В данном примере регулирование зольности и химсостава золы проведено за счет гравитационного обогащения дробленого угля.In this example, the regulation of ash and chemical composition of the ash is carried out due to the gravitational enrichment of crushed coal.

Пример 2.Example 2

Газомазутный котел ДКВР-4/13 переводят на сжигание ВУТ из бурого угля марки Б2. Уголь имеет следующие исходные характеристики:Gas-oil boiler DKVR-4/13 is transferred to the combustion of fuel oil from brown coal grade B2. Coal has the following initial characteristics:

Figure 00000022
=28,13 МДж/кг,
Figure 00000023
=17%.
Figure 00000022
= 28.13 MJ / kg,
Figure 00000023
= 17%.

Химсостав золы:Chemical composition of ash:

SiO2=0,56, Аl2O3=0,12, Fе2O3==0,12, СаO=0,13, MgO=0,04, K2O=0,01, Na2O=0,01, TiO2=0,01.SiO 2 = 0.56, Al 2 O 3 = 0.12, Fe 2 O 3 = 0.12, CaO = 0.13, MgO = 0.04, K 2 O = 0.01, Na 2 O = 0.01, TiO 2 = 0.01.

Расчеты показывают, что из угля с исходной зольностью можно получить ВУТ с

Figure 00000024
=8,89 МДж/кг, w0=56% и вязкостью μ0==0,45 Па·с.Calculations show that from coal with the initial ash content it is possible to obtain VUT with
Figure 00000024
= 8.89 MJ / kg, w 0 = 56% and viscosity μ 0 == 0.45 Pa · s.

Аэродинамический расчет котла и расчеты по формуле (1) показывают, что объем образующихся дымовых газов удовлетворяет условию превышения критических скоростей для зольных частиц.The aerodynamic calculation of the boiler and the calculations by formula (1) show that the volume of the flue gases generated satisfies the condition for exceeding the critical velocities for ash particles.

Расчеты по формуле (2) дают значение Тш=1073°С.Calculations by the formula (2) give the value of T W = 1073 ° C.

Теплотехнический расчет котла, выполненный по нормативному методу дает значение Тт=1021°С.The thermotechnical calculation of the boiler, performed according to the standard method, gives the value of T t = 1021 ° C.

Поскольку Тшт, возможно сжигание ВУТ без шлакообразования по тракту котла. Есть возможность улучшения теплотехнических характеристик ВУТ. Состав ВУТ следует изменить таким образом, чтобы при сохранении вязкости μ0=0,45 Па·с температуры Тш и Тт были примерно равны друг другу.Since T W > T t , it is possible to burn HLW without slag formation along the boiler path. There is a possibility of improving the thermotechnical characteristics of VUT. Composition VUT should be modified so that while maintaining viscosity μ 0 = 0.45 Pa.s temperature T m and T m were approximately equal to each other.

Расчеты показали, что для достижения поставленной задачи следует регулировать химсостав золы, величину зольности и влажность топлива.The calculations showed that in order to achieve the task, the chemical composition of the ash, the ash content and the moisture content of the fuel should be regulated.

Получен следующий состав ВУТ:

Figure 00000025
=11,85 МДж/кг, Аd=7%, w=50%. При этом Тт=1051°С примерно равна температуре Тш=1057°С.The following composition of VUT was obtained:
Figure 00000025
= 11.85 MJ / kg, A d = 7%, w = 50%. In this case, T t = 1051 ° C is approximately equal to the temperature T w = 1057 ° C.

Расчет по формуле (1) показал, что условие Vд>Vкр соблюдается.The calculation by the formula (1) showed that the condition V d > V cr is met.

Приготовление ВУТ включает в себя гравитационное обогащение дробленого до минус 3 мм угля до зольности Аd=7,0%, измельчение угля до крупности со средним поверхностным диаметром твердой фазы "-3 мкм" и сгущение угля до влажности 50%.The preparation of HFM includes gravity enrichment of coal crushed to minus 3 mm to ash content A d = 7.0%, grinding the coal to size with an average surface diameter of the solid phase of "-3 microns" and thickening the coal to a moisture content of 50%.

В данном примере регулирование зольности и химсостава золы проведено за счет гравитационного обогащения дробленого угля, а регулирование влажности - за счет изменения параметров сгущения измельченного угля.In this example, the ash content and chemical composition of the ash were controlled by gravitational enrichment of crushed coal, and humidity was controlled by changing the concentration parameters of crushed coal.

Пример 3.Example 3

Газомазутный котел БКЗ-120-100 переводится на ВУТ из кузнецкого угля марки СС.The gas-oil boiler BKZ-120-100 is converted to VUT from Kuznetsk SS grade coal.

Уголь имеет следующие исходные характеристики:Coal has the following initial characteristics:

Figure 00000026
=35,59 МДж/кг,
Figure 00000027
=9%.
Figure 00000026
= 35.59 MJ / kg,
Figure 00000027
= 9%.

Химсостав золы:Chemical composition of ash:

SiO2=0,67, Аl2O3=0,21, Fе2O3=0,04, СаO=0,02, MgO=0,01, К2O=0,04, Na2O=0,004, TiO2=0,009, P2O5=0,002.SiO 2 = 0.67, Al 2 O 3 = 0.21, Fe 2 O 3 = 0.04, CaO = 0.02, MgO = 0.01, K 2 O = 0.04, Na 2 O = 0.004 TiO 2 = 0.009; P 2 O 5 = 0.002.

Расчеты показывают, что из угля с исходной зольностью можно получить ВУТ с

Figure 00000028
=16,70 МДж/кг, w=45% и вязкостью μ0=0,5 Па·с.Calculations show that from coal with the initial ash content it is possible to obtain VUT with
Figure 00000028
= 16.70 MJ / kg, w = 45% and viscosity μ 0 = 0.5 Pa · s.

Аэродинамический расчет котла и расчеты по формуле (1) показывают, что объем образующихся дымовых газов удовлетворяет условию превышения критических скоростей для зольных частиц.The aerodynamic calculation of the boiler and the calculations by formula (1) show that the volume of the flue gases generated satisfies the condition for exceeding the critical velocities for ash particles.

Расчеты по формуле (2) дают значение Тш=1121°С.Calculations by the formula (2) give the value of T W = 1121 ° C.

Теплотехнический расчет котла, выполненный по нормативному методу, дает значение Тт=1194°С.The thermotechnical calculation of the boiler, performed according to the standard method, gives the value of T t = 1194 ° C.

Поскольку Тшт, сжигание ВУТ расчетного состава без шлакования по тракту котла невозможно.Since T W <T t , the combustion of HLW of the calculated composition without slagging along the boiler path is impossible.

Расчет показал, что для получения состава ВУТ, обеспечивающего сжигание без шлакования, в состав измельчаемой твердой фазы топлива следует ввести 5% (от рабочей массы угля) SiO2. Это приводит к повышению температуры шлакования Тш до 1194°С и одновременному снижению температуры на выходе из топки Тт до 1187°С, что обеспечивает сжигание ВУТ без шлакования. Данный состав ВУТ имеет следующие характеристики:

Figure 00000029
=15,73 МДж/кг,
Figure 00000030
=14%, w=45%, SiO2=0,85, Аl2O3=0,10, Fe2O3=0,02, СаO=0,01, MgO=0,004, K2O=0,02, Na2O=0,002, TiO2=0,004, P2O5=0,001.The calculation showed that in order to obtain the composition of the HLT, which ensures combustion without slagging, 5% (of the working mass of coal) SiO 2 should be introduced into the composition of the crushed solid phase of the fuel. This leads to an increase in the slagging temperature T W to 1194 ° C and a simultaneous decrease in the temperature at the outlet of the furnace T t to 1187 ° C, which ensures the combustion of HLW without slagging. This composition of the VUT has the following characteristics:
Figure 00000029
= 15.73 MJ / kg,
Figure 00000030
= 14%, w = 45%, SiO 2 = 0.85, Al 2 O 3 = 0.10, Fe 2 O 3 = 0.02, CaO = 0.01, MgO = 0.004, K 2 O = 0, 02, Na 2 O = 0.002, TiO 2 = 0.004, P 2 O 5 = 0.001.

При указанных характеристиках ВУТ условие vд>vкр соблюдается.With the specified characteristics of the VUT, the condition v d > v cr is observed.

Приготовление ВУТ включает в себя измельчение исходного угля до крупности со средним поверхностным диаметром твердой фазы "-3 мкм", введение добавки и сгущение угля до влажности 45%.The preparation of HF includes grinding the source coal to a particle size with an average surface diameter of the solid phase of “-3 μm”, introducing the additive and thickening the coal to a moisture content of 45%.

В данном примере регулирование зольности и химсостава золы твердой фазы ВУТ проведено путем введения добавки SiO2, которая, обеспечивая понижение температур Тш и Тт, позволяет проводить сжигание ВУТ без шлакаобразования по газоходу котла.In this example, the ash content of the solid phase and chemical composition of ash regulation VUT conducted by introducing the additive SiO 2, which provide a decrease in temperature T m and T m, allows burning VUT without shlakaobrazovaniya of the gas duct of the boiler.

Если изменение значений температуры Тт производить за счет увеличения количества воды, то уменьшение теплоты сгорания ВУТ более существенно (на 58%, до 9/74 МДж/кг). Расход топлива при этом увеличивается почти в два раза (1,77).If the change of temperature T m values to produce by increasing the amount of water, the decrease of calorific value VUT substantially more (58% to 9/74 MJ / kg). Fuel consumption in this case almost doubles (1.77).

Следует отметить, что при сжигании ВУТ проблема улавливания золы весьма эффективно решается с помощью стандартных золоуловителей. Это связано с тем, что при сжигании ВУТ вся летучая зола топлива агломерируется в полые ксеносферы (агломераты), размером более 30 мкм. Такие крупные агломераты легко улавливаются обычными циклонными сепараторами с к.п.д. до 98-99%. Электрофильтры также могут эффективно использоваться для очистки продуктов сгорания от зольных агломератов.It should be noted that when burning HLW, the problem of ash collection is very effectively solved using standard ash collectors. This is due to the fact that during the combustion of HLW, all of the fly ash of the fuel agglomerates into hollow xenospheres (agglomerates) larger than 30 microns. Such large agglomerates are easily captured by conventional cyclone separators with efficiency up to 98-99%. Electrofilters can also be used effectively for cleaning combustion products from ash agglomerates.

Предлагаемый способ сжигания ВУТ был успешно испытан при сжигании ВУТ, приготовленного из бурого угля Шурабского месторождения в газомазутном котле ДКВР-4/13.The proposed method of burning fuel oil has been successfully tested by burning fuel oil made from brown coal from the Shurab field in a gas-oil boiler DKVR-4/13.

Предложенный способ позволяет сжигать водоугольное топливо ВУТ в газомазутных котлах и расширяет возможности использования ВУТ в теплоэнергетических установках.The proposed method allows to burn water-coal fuel VUT in gas-oil boilers and expands the possibilities of using VUT in heat power plants.

Claims (2)

1. Способ приготовления водоугольного топлива для сжигания в газомазутном котле, включающий гравитационное обогащение угля, дробление угля, мокрое измельчение угля до размера частиц со средним поверхностным размером дисперсной фазы не более 3 мкм, отличающийся тем, что предварительно расчетным путем определяют влажность, зольность, химсостав золы, температуру шлакования золы и теплоту сгорания водоугольного топлива исходя из условия образования такого количества продуктов сгорания в котле, которое обеспечивает достижение в топочном объеме котла скорости продуктов сгорания выше критической скорости, при которой зольные частицы выпадают в осадок, и условия, что температура продуктов сгорания водоугольного топлива на выходе из топки котла должна быть не выше температуры шлакования золы, гравитационное обогащение угля проводят перед его измельчением и регулируют влажность, зольность, химсостав золы, температуру шлакования золы и теплоту сгорания водоугольного топлива в соответствии с предварительными расчетами.1. A method of preparing water-coal fuel for combustion in a gas-oil boiler, including gravity enrichment of coal, crushing coal, wet grinding of coal to a particle size with an average surface size of the dispersed phase of not more than 3 μm, characterized in that moisture, ash, chemical composition are determined by preliminary calculation. ash, ash slagging temperature and calorific value of water-carbon fuel based on the conditions for the formation of such an amount of combustion products in the boiler that ensures achievement in the furnace when the boiler rises, the rate of combustion products is higher than the critical rate at which ash particles precipitate, and the conditions that the temperature of the products of combustion of coal-water fuel at the outlet of the boiler furnace should not be higher than the ash slagging temperature, gravity enrichment of coal is carried out before grinding and regulate humidity, ash content, chemical composition of ash, ash slag temperature and calorific value of water-carbon fuel in accordance with preliminary calculations. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при повышении температуры продуктов сгорания на выходе из топки котла ее понижают путем изменения химсостава золы водоугольного топлива за счет введения минеральных присадок, в качестве которых используют тугоплавкие оксиды металлов, например SiO2.2. The method according to claim 1, characterized in that when the temperature of the combustion products at the outlet of the boiler furnace is increased, it is reduced by changing the chemical composition of the ash of coal-water fuel due to the introduction of mineral additives, which use refractory metal oxides, for example SiO 2 .
RU2004105122/04A 2004-02-25 2004-02-25 Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler RU2255962C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004105122/04A RU2255962C1 (en) 2004-02-25 2004-02-25 Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004105122/04A RU2255962C1 (en) 2004-02-25 2004-02-25 Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2255962C1 true RU2255962C1 (en) 2005-07-10

Family

ID=35838358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004105122/04A RU2255962C1 (en) 2004-02-25 2004-02-25 Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2255962C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507549A (en) * 2022-02-21 2022-05-17 新疆天业汇合新材料有限公司 Method for controlling slag bonding of coal gasification and radiation waste boiler combined device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507549A (en) * 2022-02-21 2022-05-17 新疆天业汇合新材料有限公司 Method for controlling slag bonding of coal gasification and radiation waste boiler combined device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4438709A (en) System and method for firing coal having a significant mineral content
US4498402A (en) Method of reducing high temperature slagging in furnaces and conditioner for use therein
US4577566A (en) Method of conditioning fireside fouling deposits using large particle size amorphous silica
CN107631293A (en) A kind of CFBB
US6484651B1 (en) Method for operating a slag tap combustion apparatus
CN102353042A (en) Adjusting method for circulating ash quantity, separator and combustion system
Pawlak-Kruczek et al. Co-combustion of liquid biofuels in PC boilers of 200 MW utility unit
RU2255962C1 (en) Process of producing water-coal fuel for combustion in gas-mazut boiler
US4458606A (en) Method of conditioning fireside fouling deposits using large particle size amorphous silica
CN107726307A (en) The technique that a kind of CFB boiler mixes scoria oil coke
Grunert et al. The horizontal cyclone burner
AU2011280565A1 (en) Method for reforming solid fuel
Cuffe et al. Emissions from coal-fired power plants: a comprehensive summary
Magasiner et al. Characterising fuels for biomass- coal fired cogeneration
CN106352315B (en) Method for operating boiler and boiler plant
RU2309328C1 (en) Method of work of the swirling-type furnace and the swirling-type furnace
CN207334719U (en) A kind of circulating fluidized bed boiler
Ekbote Coal Properties and its influence on Boiler
Richards Operation of Sunbury Steam-Electric Station Using Pulverized-Anthracite Fuel
SU966408A1 (en) Fuel burning apparatus
Golden Practical operating experience in combustion of refuse derived fuel in fluidised bed hot gas generators and shell boilers
SU1332098A1 (en) Method of burning fuel
Zroychikov et al. Enhancement of stability of ignition and burning of high-moisture coal in the furnace of the power boiler
Singh et al. Study of agglomeration in 3.5 MW AFBC using rice husk particles
Grossman Developments in solid fuel burning equipment in air pollution control

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070226

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090226

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110226

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150226