RU2279606C2 - Fuel distributor for fuel supply pipe and method of boiler operation - Google Patents
Fuel distributor for fuel supply pipe and method of boiler operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279606C2 RU2279606C2 RU2003124444/06A RU2003124444A RU2279606C2 RU 2279606 C2 RU2279606 C2 RU 2279606C2 RU 2003124444/06 A RU2003124444/06 A RU 2003124444/06A RU 2003124444 A RU2003124444 A RU 2003124444A RU 2279606 C2 RU2279606 C2 RU 2279606C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- fuel
- supply pipe
- fuel supply
- mixed fluid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Это изобретение касается распределителя топлива для трубы подачи топлива, системы подачи топлива, снабженной вышеупомянутым распределителем топлива, и системы сжигания, снабженной вышеупомянутой системой подачи топлива, и, в частности, касается распределителя топлива для трубы подачи топлива, который целесообразно устанавливать, чтобы улучшить характеристики сжигания котла для сжигания бурого угля.This invention relates to a fuel distributor for a fuel supply pipe, a fuel supply system provided with the aforementioned fuel distributor, and a combustion system provided with the aforementioned fuel supply system, and in particular, to a fuel distributor for a fuel supply pipe, which is advantageously installed to improve combustion performance brown coal boiler.
Уровень техникиState of the art
На Фиг.20 показан пример известной системы сжигания бурого угля для котла. Система сжигания бурого угля и конструкция котла включают в себя бункер 1 для угля, мельницу 3, которая распыляет уголь, поданный из упомянутого бункера 1, трубу 4 для подачи топлива, которая подает смешанную текучую среду, образованную из угольных частиц, поданных от упомянутой мельницы 3, и газа-носителя для угольных частиц (здесь и ниже угольные частицы могут быть названы как "распыленный уголь", а смесь угольных частиц и газа-носителя угольных частиц может быть названа как "смешанная текучая среда" или "двухфазный поток твердых тел - газа"), горелки 5, которые подсоединены к концевым частям упомянутой трубы 4 для подачи топлива, печь 8, имеющую горелки 5, установленные на ее боковых стенках, и трубу 6 для отработанного газа, которая соединяет проход в стенке печи 8 с мельницей 3 для использования отработанного газа угольных частиц, сгоревших в упомянутых горелках 5, в качестве газа-носителя угольных частиц, и трубу 9 теплообменника, которая установлена внутри упомянутой печи 8.On Fig shows an example of a known system for burning brown coal for a boiler. The brown coal combustion system and the boiler design include a
Крупнокусковой уголь А разрезается на питателе 2, установленном на нижней части бункера 1, и непрерывно подается на мельницу 3. Хотя используется крыльчатая мельница 3 во многих случаях, конструкция мельницы 3 не ограничивается крыльчатой мельницей.Lump coal A is cut in a
На мельнице 3 уголь просушивается высокотемпературным отработанным газом В, концентрация кислорода в котором менее 21%, и вводится из печи 8 через трубу 6 отработанного газа, при этом распыляется в то же самое время. Смешанная текучая среда С угольных частиц (распыленный уголь), полученная распылением угля в виде гранул, и отработанный газ подается через трубу 4 для подачи топлива к горелкам 5, которые установлены на множестве ступеней в вертикальном направлении боковых стенок печи 8. Угольные частицы, поданные к горелкам 5, сжигают внутри печи 8, при этом образуя пламя, и полученная в результате лучистая теплота подвергается теплопоглощению трубой 9 теплообменника, установленной на боковых стенках печи в верхней части печи, и при этом образуется пар.In
Из трубы 4 для подачи топлива смешанная текучая среда С распределяется по множеству ступеней горелок 5, установленных на боковых стенках печи 8, и во многих случаях горелки 5 устанавливают в (2-4) ступени. Итак, во многих случаях эти горелки 5 множества ступеней установлены в вертикальном направлении боковых стенок печи 8 для каждой мельницы 3 (может быть установлено множество мельниц для каждого котла). Это объясняется тем, что производительность по давлению на выходе крыльчатой мельницы 3 является ниже производительности обычной турбовоздуходувки центробежного типа и т.д. То есть потеря давления на трубе 4 подачи топлива должна быть ограничена, и с целью упрощения конструкции трубы 4 для подачи топлива, а также с целью придать ей надлежащую длину, не превышающую необходимой длины, будет целесообразным установить группу горелок в вертикальном направлении, а не в горизонтальном направлении.From the
Более того, будет описан пример способа сжигания в печи 8 котла, показанной на Фиг.20.Moreover, an example of a method of burning in the
Хотя для примера, когда загрузка котла является низкой, количество угля А, поданного к горелкам 5, снижается, скорость потока газа-носителя угольных частиц (отработанного газа котла) в трубе 4 подачи топлива удерживается на фиксированной скорости потока таким образом, что скорость потока не будет падать ниже минимальной скорости потока, необходимой для устойчивого переноса угольных частиц, так чтобы подавать угольные частицы, полученные в результате распыления угля А мельницей 3, в устойчивом режиме от мельницы 3 к горелкам 5. Таким образом, когда загрузка котла является низкой, концентрация угольных частиц в смешанной текучей среде С, подаваемой к горелкам 5, становится низкой, и характеристики воспламенения топлива на горелках 5 могут оказаться неустойчивыми.Although, for example, when the load of the boiler is low, the amount of coal A supplied to the
В качестве контрмеры часть множества мельниц 3 временно останавливают (сокращают количество работающих мельниц, например число работающих мельниц изменяют с четырех установок до двух установок), и в то же самое время концентрацию угольных частиц (распыленного угля) в смешанной текучей среде, подаваемой к горелке 5 каждой ступени, изменяют соответственным образом.As a countermeasure, part of the set of
Известные технические решения, показанные на Фиг.27, 28 и 29, являются решениями для сгущения топлива в трубе 4 для подачи топлива, которая переносит уголь к горелкам 5. В этих известных технических решениях для сгущения топлива регулируют концентрации угольных частиц, поданных к соответствующим горелкам на стороне верхней ступени и стороне нижней ступени.Known technical solutions shown in Figs. 27, 28 and 29 are solutions for thickening fuel in a
В примере, показанном на Фиг.27, используется главная труба 4 большого диаметра 4 для подачи топлива (главная труба), установленная на стороне выше по потоку траектории потока смешанной текучей среды С, труба 102 малого диаметра для подачи топлива (ответвляющаяся труба) на стороне ниже по потоку, и эта труба 102 для подачи топлива (ответвляющаяся труба) вводится, тем самым разветвляя траекторию потока смешанной текучей среды С на две трубы, при этом горелка 501 нижней ступени и горелка 502 верхней ступени подсоединены к концевым частям соответствующих труб. В конструкции, показанной на Фиг.27, конический отражатель 105 установлен во внутренней части главной трубы 4 большого диаметра на стороне выше по потоку основного прохода ответвляющейся трубы 102 малого диаметра, и при этом используют силу инерции угольных частиц, чтобы заставить угольные частицы скапливаться в направлении к внутренней стенке трубы 4 большого диаметра, тем самым повышая концентрацию угольных частиц, поданных к горелке 501 нижней ступени, относительно концентрации угольных частиц, поданных к горелке 502 верхней ступени.In the example shown in FIG. 27, a
В примере, показанном на Фиг.28, труба 4 для подачи топлива (главная труба) ветвится на три трубы, горелка 503 верхней ступени, горелка 504 средней ступени и горелка 505 нижней ступени установлены на концах ответвляющихся труб 107, 108 и 109 соответственно, распределители (заслонки) 115-117 установлены внутри трех ответвляющихся труб 107-109 соответственно, и соответствующие сопротивления потоку смешанной текучей среды С в ответвляющихся трубах 107-109 регулируют посредством углов наклона заслонок 115-117 для управления за расходом смешанной текучей среды.In the example shown in FIG. 28, the fuel supply pipe 4 (main pipe) branches into three pipes, the upper stage burner 503, the middle stage burner 504 and the lower stage burner 505 are installed at the ends of the
В примере, показанном на Фиг.29, главная труба 4 для подачи топлива, поступившего от мельницы 3, подсоединена к горелке 506 верхней ступени без изменения площади поперечного сечения, а ответвляющаяся труба 121, подсоединенная к горелке 507 нижней ступени, размещена в середине. Решения известного уровня техники обеспечивают тот эффект, что концентрацию угольных частиц в смешанной текучей среде С, поданных к горелке 506 верхней ступени, увеличивают благодаря силе инерции угольных частиц.In the example shown in FIG. 29, the
Вышеупомянутые известные технические решения, показанные на Фиг.27-29, имеют тот недостаток, что с горелками 501-507 и трубами для подачи топлива, подсоединенными к горелкам 501-507, невозможно регулировать концентрации угля в смешанной текучей среде С в ответвляющихся трубах, подсоединенных к главной трубе 4. Заслонки 115-117 установлены внутри трех ответвляющихся трубах 107-109 соответственно, как показано на Фиг.28, и хотя сопротивление потоку смешанной текучей среды С, включающей в себя угольные частицы и газ-носитель, может быть изменено внутри каждой ответвляющейся трубы 107-109, не представляется возможным селективно изменять концентрацию угольных частиц.The aforementioned known technical solutions shown in FIGS. 27-29 have the disadvantage that with burners 501-507 and fuel supply pipes connected to burners 501-507, it is not possible to control the concentration of coal in the mixed fluid C in the branch pipes connected to the
Труба для подачи топлива, показанная на Фиг.27 и Фиг.29, не имеет элементов для регулирования заслонки и соответствующего прохода для траектории потока, и поэтому концентрации угольных частиц в смешанной текучей среде С внутри ответвляющихся труб 102 и 121, подсоединенных к главной трубе 4, не могут быть изменены удобным образом в соответствии с изменениями в загрузке котла.The fuel supply pipe shown in FIGS. 27 and 29 does not have elements for regulating the shutter and the corresponding passage for the flow path, and therefore, the concentration of coal particles in the mixed fluid C inside the branch pipes 102 and 121 connected to the
Вышеупомянутые известные технические решения также имеют недостаток, заключающийся в том, что трудно регулировать распределение концентраций частиц угля в трубе 4 для подачи топлива (главной трубе), которая подает смешанную текучую среду С от крыльчатой мельницы 3 на соответствующие ступени горелок 5 в печи 8 котла.The above-mentioned known technical solutions also have the disadvantage that it is difficult to control the distribution of concentrations of coal particles in the fuel supply pipe 4 (main pipe), which supplies the mixed fluid C from the
На главной трубе 4 поблизости к выходной части крыльчатой мельницы 3 концентрация угольных частиц, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения, не является обязательно однородной, и во многих случаях имеет место распределение концентрации. Это объясняется тем, что угольные частицы вводятся в главную трубу 4 центробежной силой лопасти 16 крыльчатки, которая, как показано на Фиг.21, размещена внутри крыльчатой мельницы 3 и вращается с большой скоростью. Фиг.21 показывает состояния потока угля в крыльчатой мельнице 3, и уголь, поданный к крыльчатой мельнице 3, распыляется на мелкие частицы в результате соударения с лопастью 16 крыльчатки, и угольные частицы проталкиваются к стороне внутренней стенки корпуса 17 крыльчатой мельницы 3 центробежной силой, возникающей в результате вращения лопасти 16 крыльчатки. Это в результате приводит к смещению в концентрации угольных частиц смешанной текучей среды, которая включает в себя двухфазный поток твердых тел - газа, на главной трубе 4 поблизости выходной части крыльчатой мельницы 3, и образуются поток d с высокой концентрацией угольных частиц и поток d′ с невысокой концентрацией угольных частиц в направлении поперечного сечения главной трубы 4 (это смещение ниже может быть названо, как "смещение двухфазного потока твердых тел - газа").On the
Центробежная сила лопасти 16 крыльчатки определяется главным образом положением установки крыльчатой мельницы 3, конструкцией трубы 4 для подачи топлива и т.д., и будет трудно установить распределение концентрации угольных частиц в соответствии с различиями в конструкциях крыльчатой мельницы 3 и горелок 5 до работы системы сжигания угля.The centrifugal force of the impeller blade 16 is determined mainly by the installation position of the
Итак, в случае, где сортировщик 18, такой как показанный на Фиг.22, установлен в главной трубе 4 у выходной части крыльчатой мельницы 3, чтобы обеспечить малый размер угольных частиц, подаваемых к горелкам 5 печи 8 котла, вышеупомянутое смещение двухфазного потока твердых тел - газа увеличивается внутри главной трубы 4, подсоединенной к части ниже по потоку сортировщика 18. Это явление не будет описано при использовании Фиг.22.So, in the case where the
Двухфазные потоки d и d′ твердых тел - газа, которые были переданы от крыльчатой мельницы 3 через главную трубу 4 на стороне выше по потоку сортировщика 18, соударяются с рассеивающей плитой, установленной на сортировщике, и после этого грубые угольные частицы f падают в направлении входа крыльчатой мельницы 3 и возвращаются ко входу непоказанной крыльчатой мельницы через трубу 20. Между прочим, угольные частицы малого размера подают на соответствующие ступени горелки печи 8 через главную трубу 4 на стороне сортировщика 18, находящейся ниже по потоку. В этом процессе угольные частицы малого размера внутри главной трубы 4 перемещаются потоком благодаря силе инерции в направлении стенки главной трубы 4, более близкой к внутренней стенке корпуса 19 сортировщика, расположенной напротив внутренней стенки корпуса 19 на стороне, на которой установлена рассеивающая плита 21 сортировщика 18, и таким образом образуется значительная неоднородность в распределении концентрации угольных частиц в направлении поперечного сечения главной трубы 4.The two-phase flows d and d ′ of solids - gas, which were transferred from the
Если смешанная текучая среда С подается в каждую из ответвляющихся труб, ветвящихся из главной трубы 4, с сохраняющейся вышеупомянутой неоднородностью в распределении концентрации угольных частиц, то может быть не подано топливо угольных частиц соответствующей концентрации на каждую горелку 5. Например, смешанная текучая среда С с низкой концентрацией угольных частиц может быть подана на горелку 5, на которую должна быть подана смешанная текучая среда С с высокой концентрацией угольных частиц. Особенно в случае, когда котел должен работать при низкой загрузке, и если смешанная текучая среда с низкой концентрацией угольных частиц подается на горелку 5, на которую должна быть подана смешанная текучая среда С с высокой концентрацией угольных частиц, то состояние горения пламени может оказаться неустойчивым и вызвать вспышку пламени.If the mixed fluid C is supplied to each of the branch pipes branching from the
Когда котел должен работать при низкой загрузке, загрузка мельницы должна быть снижена, и хотя количество подаваемого угля снижается соответственным образом, расход газа-носителя угольных частиц не может быть снижен ниже заранее заданного расхода (минимального расхода) для устойчивой подачи угольных частиц. Таким образом, для предотвращения вспышки пламени концентрация угольных частиц в смешанной текучей среде С, которая должна быть подана на конкретную горелку из горелок, размещенных на множестве ступеней в печи, должна быть увеличена для обеспечения устойчивости воспламенения и устойчивого горения пламени на горелке 5.When the boiler is to operate at low load, the load of the mill must be reduced, and although the amount of coal supplied is reduced accordingly, the flow rate of the carrier gas of the coal particles cannot be reduced below a predetermined flow rate (minimum flow rate) for a steady supply of coal particles. Thus, in order to prevent a flame outbreak, the concentration of coal particles in the mixed fluid C, which must be supplied to a specific burner from burners placed at many stages in the furnace, should be increased to ensure the stability of ignition and stable combustion of the flame on the
Более того, в случае где бурый уголь или другой уголь, содержащий большое количество воды или золы, используется в качестве топлива для котла, диапазон концентрации угольных частиц, на котором можно поддержать устойчивое пламя горелки, определяется в соответствии с пропорцией воды или золы, содержащейся в угле при фактической работе котла.Moreover, in the case where brown coal or other coal containing a large amount of water or ash is used as fuel for the boiler, the range of concentration of coal particles over which a stable burner flame can be maintained is determined in accordance with the proportion of water or ash contained in corner during the actual operation of the boiler.
Итак, устойчивость пламени горелки 5 сильно зависит от концентрации угольных частиц, концентрации воды и концентрации золы, подаваемых к горелке 5, и известно из опыта, что устойчивость пламени горелки тем выше, чем больше концентрация угольных частиц, чем ниже концентрация воды и концентрация золы. Так как уголь, такой как бурый уголь, содержит большое количество воды или золы, обеспечение устойчивости пламени горелки будет важным в случае, когда в качестве топлива используется бурый уголь.So, the stability of the flame of the
Фиг.23 и Фиг.26 показывают пример сокращения количества мельниц (от четырех установок до двух установок) для работы печи 8 при низкой загрузке, снабженной горелками 5 в угловых частях противоположенных стенок. Фиг.26 показывает состояния пламени горелки, когда загрузка даже ниже загрузки в случае Фиг.23. Когда проводится сокращение количества мельниц для работы бойлера при низкой загрузке и когда тепловая загрузка внутри печи 8 снижается, не будет образована устойчивая, высокотемпературная зона сжигания в центральной части печи 8, как показано на Фиг.23 и Фиг.26, и реализуют способ достижения устойчивого сжигания посредством самоустанавливающегося пламени на каждой горелке. В этом случае, если не регулировать надлежащим образом концентрацию угольных частиц, сжигание угля становится неустойчивым, и будет трудно достичь устойчивой работы котла.23 and FIG. 26 show an example of reducing the number of mills (from four plants to two plants) for operating the
В общем, при низкой загрузке котла увеличивается концентрация угольных частиц, поданных к горелкам конкретных ступеней из общего множества ступеней горелок, размещенных в вертикальном направлении боковой стенки печи, и это увеличение концентрации направлено на стабилизацию горения пламени горелки на этих конкретных ступенях и на устойчивость горения печи в целом. Однако даже в случае высоких значений сгущенных угольных частиц, поданных к горелкам конкретных ступеней, и при улучшенной устойчивости зажигания горелок температура отработанного газа на выходе печи снижается из-за соотношения между теплопоглощением стенками печи в направлении по высоте печи и из-за распределения температуры пламени внутри печи, тем самым предотвращая получение заранее заданной температуры пара. Для устойчивости зажигания угля и для достижения температуры отработанного газа на выходе печи заранее заданного уровня температуры становится важным регулирование концентраций угольных частиц, поданных на соответствующие горелки 5, размещенные на верхней и нижней ступенях.In general, with a low boiler load, the concentration of coal particles fed to the burners of specific stages from the total number of burner stages located in the vertical direction of the side wall of the furnace increases, and this increase in concentration is aimed at stabilizing the burning of the flame of the burner at these specific stages and at the burning stability of the furnace generally. However, even in the case of high values of the condensed coal particles supplied to the burners of specific stages, and with improved stability of the ignition of the burners, the temperature of the exhaust gas at the outlet of the furnace decreases due to the relationship between the heat absorption of the furnace walls in the direction along the height of the furnace and because of the distribution of the flame temperature inside the furnace, thereby preventing a predetermined steam temperature from being obtained. For the stability of the ignition of coal and to achieve the temperature of the exhaust gas at the outlet of the furnace at a predetermined temperature level, it becomes important to control the concentration of coal particles fed to the
Целью этого изобретения является разработка распределителя топлива для подающей топливо трубы, посредством которого твердое топливо может быть подано на горелку таким образом, чтобы можно было достигнуть устойчивости зажигания и устойчивого горения зажженного пламени даже в случае, когда загрузка котла является низкой, а также разработка системы подачи топлива, снабженной вышеупомянутым распределителем топлива для подающей топливо трубы, устройством сжигания топлива, снабженным вышеупомянутой системой подачи топлива.The aim of this invention is to develop a fuel distributor for a fuel supply pipe by which solid fuel can be supplied to the burner so that ignition stability and stable burning of the ignited flame can be achieved even when the boiler load is low, as well as the development of a feed system a fuel equipped with the aforementioned fuel dispenser for a fuel supply pipe; a fuel combustion device provided with the aforementioned fuel supply system.
Другой целью этого изобретения является разработка распределителя топлива для подающей топливо трубы, которому придана функция отражения твердого топлива высокой концентрации в смешанной текучей среде, состоящей из твердого топлива и газа-носителя, в заданном направлении, системы подачи топлива, снабженной вышеупомянутым распределителем топлива для подающей топливо трубы, и устройства сжигания топлива, снабженного вышеупомянутой системой подачи топлива.Another objective of this invention is the development of a fuel distributor for a fuel supply pipe, which is given the function of reflecting high concentration of solid fuel in a mixed fluid consisting of solid fuel and a carrier gas in a given direction, a fuel supply system equipped with the aforementioned fuel distributor for fuel supply pipes, and fuel combustion devices provided with the aforementioned fuel supply system.
В общем, во время работы котла с полной загрузкой (100%-й загрузкой), пример которой приведен на Фиг.20, температура газа, выходящего из печи котла, устанавливается таким образом, что после того, как газ подвергается теплопоглощению стенками теплообменника, которые установлены вдоль траектории газового потока на стороне ниже по потоку выхода печи 8, и трубой 9 теплообменника, установленной внутри вышеупомянутой траектории газового потока, и достигает не показанной задней части теплообменника печи, температура газа будет ниже точки плавления золы, содержащейся в газе. Температура газа, выходящего из печи котла при работе котла с полной загрузкой, также устанавливается таким образом, что температура металлической поверхности не показанной на чертежах трубы теплообменника, установленной на упомянутой задней части теплообменника, не будет резко возрастать до или выше температуры теплостойкости поверхности.In general, during operation of the boiler at full charge (100% charge), an example of which is shown in FIG. 20, the temperature of the gas leaving the furnace of the boiler is set so that after the gas is heat absorbed by the walls of the heat exchanger, which are installed along the gas flow path on the side downstream of the outlet of the
Однако, когда котел переходит из режима полной загрузки в режим частичной загрузки, поскольку количество тепла, поступившего в печь, уменьшается, температура газа на выходе печи котла снижается, а температура пара на выходе котла падает ниже температуры пара, требуемой на входе турбины на стороне потребляемого пара (эту температуру можно назвать как "температуру пара, требующуюся на стороне потребляемого пара").However, when the boiler switches from full load to partial load, since the amount of heat entering the furnace decreases, the temperature of the gas at the outlet of the boiler decreases, and the temperature of the steam at the exit of the boiler drops below the temperature of the steam required at the turbine inlet on the consumed side steam (this temperature can be called "the temperature of the steam required on the side of the consumed steam").
Таким образом, другой целью изобретения является разработка распределителя топлива для подающей топливо трубы, с помощью которого, в случае когда котел, использующий смешанную текучую среду, состоящую из твердого топлива и газа-носителя, переключается из режима работы полной загрузки на режим частичной загрузки, предотвращают резкое падение температуры газа на выходе печи котла, так что температура пара на выходе котла не будет снижаться ниже или не будет равной упомянутой температуре пара, требующейся на стороне потребляемого пара. Целью настоящего изобретения является также разработка способа работы котла, снабженного вышеупомянутым распределителем топлива для подающей топливо трубы, позволяя поднять концентрацию твердой фазы для конкретной горелки из множества горелок.Thus, it is another object of the invention to provide a fuel dispenser for a fuel supply pipe, by which, when a boiler using a mixed fluid consisting of solid fuel and carrier gas is switched from a full load operation mode to a partial load mode, it is prevented a sharp drop in the temperature of the gas at the outlet of the boiler furnace, so that the temperature of the steam at the exit of the boiler will not fall below or equal to the mentioned temperature of the steam required on the side of the consumed steam. The aim of the present invention is also to develop a method of operation of a boiler equipped with the aforementioned fuel distributor for a fuel supply pipe, allowing to raise the concentration of the solid phase for a particular burner from a plurality of burners.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Это изобретение направлено на разработку распределителя топлива для подающей топливо трубы, и эта труба подает смешанную текучую среду, включающую, в свою очередь, твердое топливо и газ-носитель (например, сгоревший отработанный газ или другой газ с концентрацией кислорода менее 21%), к одной или более горелок, размещенных на стенках или угловых частях, образованных стенками печи, упомянутый распределитель топлива включает множество ответвляющихся труб, которые ветвятся из ветвящейся части, образованной в упомянутой подающей топливо трубе, и каждая из которых подсоединена к соответствующей горелке, и заслонку, которая установлена внутри подающей топливо трубы на стороне выше по потоку ветвящейся части, и у которой может быть изменен угол наклона по отношению к потоку смешанной текучей среды таким образом, что взаимный перепад будет возникать в концентрациях твердого топлива смешанной текучей среды, подаваемой к соответствующим ответвляющимся трубам.This invention is directed to the development of a fuel dispenser for a fuel supply pipe, and this pipe delivers a mixed fluid including, in turn, solid fuel and a carrier gas (e.g., burnt exhaust gas or other gas with an oxygen concentration of less than 21%), one or more burners located on the walls or corner parts formed by the walls of the furnace, said fuel distributor includes a plurality of branch pipes that branch from a branching part formed in said fuel supply pipes e, and each of which is connected to a corresponding burner, and a damper that is installed inside the fuel supply pipe on the side upstream of the branching part, and which can be changed in angle with respect to the flow of the mixed fluid so that the mutual difference will be occur in the concentration of solid fuel mixed fluid supplied to the corresponding branch pipes.
Ось поворота заслонки для изменения угла наклона вышеупомянутой заслонки в вышеупомянутом распределителе топлива для подающей топливо трубы (главной трубы) предпочтительно установлена на концевой части заслонки (см. Фиг.2) или на центральной части заслонки (см. Фиг.4), и эта ось поворота заслонки предпочтительно размещена в или поблизости центральной части трубы, в части, которая лежит выше по потоку относительно вышеупомянутой ветвящейся части.The axis of rotation of the shutter for changing the angle of inclination of the aforementioned shutter in the aforementioned fuel distributor for the fuel supply pipe (main pipe) is preferably mounted on the end part of the shutter (see Figure 2) or on the central part of the shutter (see Figure 4), and this axis The rotation of the damper is preferably located in or near the central part of the pipe, in the part that lies upstream of the aforementioned branching part.
При наличии вышеупомянутой трубы для подачи топлива, которая размещена на стороне ниже по потоку и имеет ответвляющиеся трубы, которые соответственно подсоединены к каждой из множества горелок, обращенных в печь, при этом коэффициент распределения газа-носителя твердого топлива в смешанной текучей среде, включающей в себя двухфазный поток твердого тела - газа, можно сделать постоянным, а концентрацию твердого топлива можно увеличить в произвольном направлении посредством регулирования угла наклона заслонки, установленной на стороне выше по потоку вышеупомянутой части, которая ветвится к ответвляющимся трубам. Это возможно, поскольку потеря давления между заслонкой и входами соответствующих ответвляющихся труб является незначительной по сравнению с общей потерей давления от стороны выше по потоку ветвящейся части трубы для подачи топлива, через горелки ответвляющихся труб, и до печи, при этом коэффициент распределения может, таким образом, остаться постоянным, и становится возможным инерционное разделение только твердого топлива. Частицы твердого топлива будут подвергаться воздействию потока, смещенного к выбранной траектории (каждой ответвляющейся трубы).In the presence of the aforementioned fuel supply pipe, which is located on the downstream side and has branch pipes that are respectively connected to each of the plurality of burners facing the furnace, the distribution coefficient of the carrier gas of solid fuel in a mixed fluid including the two-phase flow of a solid - gas, can be made constant, and the concentration of solid fuel can be increased in an arbitrary direction by adjusting the angle of inclination of the shutter mounted on the side Chez aforementioned downstream part which is branched to branch off pipes. This is possible because the pressure loss between the damper and the inlets of the corresponding branch pipes is insignificant compared to the total pressure loss from the side upstream of the branching part of the fuel supply pipe, through the branch pipe burners, and to the furnace, and the distribution coefficient can thus , remain constant, and it becomes possible inertial separation of only solid fuel. Particles of solid fuel will be exposed to flow displaced to the selected path (each branch pipe).
В общем, используется система сжигания, посредством которой частицы твердого топлива подают через единственную трубу для подачи топлива на множество горелок, установленных на верхних и нижних ступенях печи, и если регулируют угол наклона заслонки таким образом, что большее количество вышеупомянутой смешанной текучей среды, включающей в себя твердую фазу и газовую фазу, будет протекать к ответвляющейся трубе конкретной горелки из множества горелок, хотя твердая фаза и газовая фаза будут стремиться сохранить вышеупомянутый смещенный поток благодаря силе инерции даже после прохождения части, где установлена заслонка, при этом газовая фаза, имеющая низкую плотность и таким образом незначительную инерционность, быстро теряет свою инерционность, и будет стремиться протекать однородным потоком к ответвляющимся трубам, которые подсоединены к соответствующим горелкам. Между прочим, при наличии твердой фазы, имеющей высокую плотность, вышеупомянутый смещенный поток устанавливается быстрее благодаря большой инерционности. Неоднородное распределение концентрации твердого топлива по соответствующим ответвляющимся трубам (характеристики неоднородного распределения) будет таким образом сохраняться.In general, a combustion system is used whereby solid fuel particles are fed through a single pipe to supply fuel to a plurality of burners installed on the upper and lower steps of the furnace, and if the angle of inclination of the shutter is adjusted so that a larger amount of the above mixed fluid including solid phase and gas phase will flow to the branch pipe of a particular burner from a plurality of burners, although the solid phase and gas phase will tend to keep the aforementioned ca. due to inertia force even after the passage of the portion where the damper is installed, the gas phase having a low density and thus small inertia, loses its inertia rapidly and the flow will tend to uniform flow of branch pipes which are connected to the respective burners. Incidentally, in the presence of a solid phase having a high density, the aforementioned biased flow is established faster due to the large inertia. The inhomogeneous distribution of the concentration of solid fuel along the corresponding branch pipes (characteristics of the inhomogeneous distribution) will thus be preserved.
Согласно вышеупомянутому принципу большая часть твердой фазы вынуждена будет селективно протекать к ответвляющейся трубе, подсоединенной к конкретной горелке. Это можно назвать типом инерционной сортировки (классификации), и этот тип сортировки будет отнесен к инерционной сортировке, которая асимметрична относительно направления потока (направления главной оси) двухфазного потока твердых тел - газа в трубе для подачи топлива (главной трубе), чтобы разграничить ее от способа распределения, описанного ниже.According to the above principle, most of the solid phase will have to selectively flow to a branch pipe connected to a particular burner. This can be called a type of inertial sorting (classification), and this type of sorting will be attributed to inertial sorting, which is asymmetric with respect to the direction of flow (direction of the main axis) of the two-phase flow of solids - gas in the fuel supply pipe (main pipe) to distinguish it from the distribution method described below.
Чтобы уголь самовозгорался на горелке, являются необходимыми подвод тепла (величина теплотворной способности подаваемого угля), концентрация угля и кислорода, превышающая или равная фиксированным величинам. Однако из-за использования отработанного газа котла с низкой концентрацией кислорода в качестве газа-носителя угольных частиц (распыленного угля), газ-носитель, который подается на мельницу, и из-за водяного пара, образованного при сушке угля на мельнице и вновь добавляемого к смешанной текучей среде, подаваемая к горелке смешанная текучая среда будет иметь значительно пониженную концентрацию кислорода (пониженную до 15%).In order for the coal to spontaneously ignite on the burner, it is necessary to supply heat (the calorific value of the supplied coal), the concentration of coal and oxygen in excess of or equal to fixed values. However, due to the use of exhaust gas from a boiler with a low oxygen concentration as a carrier gas of coal particles (atomized coal), the carrier gas that is supplied to the mill, and due to the water vapor generated by drying the coal in the mill and added to mixed fluid supplied to the burner mixed fluid will have a significantly reduced oxygen concentration (reduced to 15%).
Таким образом, при распределении смешанной текучей среды по множеству горелок из одной и той же мельницы через трубу для подачи топлива характеристика самовозгорания топлива на конкретной горелке может быть сохранена при обеспечении минимально необходимого количества подводимого тепла и концентрации угля. Пламя может быть, таким образом, образовано и сохранено, по меньшей мере, на одной горелке в расчете на 1 мельницу в печи.Thus, when the mixed fluid is distributed over a plurality of burners from the same mill through the fuel supply pipe, the characteristic of spontaneous combustion of the fuel on a particular burner can be maintained while providing the minimum required amount of heat input and coal concentration. The flame can thus be generated and stored on at least one burner per mill in the furnace.
В случае использования бурого угля, который имеет низкую величину теплотворной способности и высокое содержание воды, в качестве твердого топлива важно будет поднять концентрацию твердой фазы для конкретной горелки из множества горелок, к которой подается бурый уголь с той же самой мельницы. Выполняя это требование, можно избежать вспышки пламени на упомянутой конкретной горелке даже в случае, когда загрузка будет низкой для печи, использующей в качестве топлива бурый уголь.In the case of using brown coal, which has a low calorific value and a high water content, it will be important to raise the solid phase concentration for a particular burner from a plurality of burners to which brown coal is supplied from the same mill as solid fuel. By fulfilling this requirement, it is possible to avoid a flash of flame on said specific burner even in the case where the load is low for a furnace using brown coal as fuel.
В настоящем изобретении также используется устройство, в котором предпочтительно следующее соотношение выдерживается для расстояния L от вышеупомянутой оси поворота заслонки до вышеупомянутой ответвляющейся части в направлении потока смешанной текучей среды и для диаметра D трубы для подачи топлива (см. Фиг.7):A device is also used in the present invention in which, preferably, the following ratio is maintained for a distance L from the aforementioned axis of rotation of the shutter to the aforementioned branch portion in the direction of flow of the mixed fluid and for the diameter D of the fuel supply pipe (see FIG. 7):
L/D=0,4-2.L / D = 0.4-2.
В общем, используется система сжигания, в которой используются частицы твердого топлива, подаваемые через подающую топливо трубу к множеству горелок, установленных на верхних и нижних ступенях печи, и если упомянутое соотношение L/D выходит за вышеупомянутый диапазон, то коэффициент концентрации твердого топлива - угля, подаваемого к конкретной горелке, становится низким.In general, a combustion system is used that uses solid fuel particles supplied through a fuel feed pipe to a plurality of burners installed on the upper and lower steps of the furnace, and if the aforementioned L / D ratio is outside the aforementioned range, then the solid fuel-coal concentration coefficient fed to a specific burner becomes low.
Если вышеупомянутое соотношение L/D меньше 0,4, то коэффициент концентрации твердого топлива к конкретной горелке становится низким, и может иметь место вспышка пламени на этой горелке, когда проводится работа с низкой загрузкой, при которой количество подаваемого к печи топлива снижается в целом. Когда соотношение L/D больше 2, расстояние между заслонкой и ветвящейся частью трубы будет слишком большим, и будет иметь место явление, при котором твердые частицы топлива высокой концентрации, которые были распределены для подачи к конкретной горелке, будут вновь однородно распределены в трубе для подачи топлива, таким образом предотвращая накопление твердого топлива с высокой концентрацией в направлении к вышеупомянутой конкретной горелке. Таким образом, для того чтобы поддержать высоким коэффициент концентрации частиц твердого топлива в направлении к конкретной горелке из горелок, установленных на множестве ступеней, расстояние L между верхним концом заслонки и ветвящейся частью трубы предпочтительно устанавливают в (0,4-2) раза больше диаметра D трубы для подачи топлива.If the aforementioned L / D ratio is less than 0.4, then the concentration ratio of the solid fuel to a particular burner becomes low, and a flame may occur on this burner when low loading operation is performed, in which the amount of fuel supplied to the furnace is reduced overall. When the L / D ratio is greater than 2, the distance between the shutter and the branching part of the pipe will be too large, and there will be a phenomenon in which solid particles of high concentration fuel that have been distributed for supply to a particular burner are again uniformly distributed in the supply pipe fuel, thereby preventing the accumulation of solid fuel with a high concentration in the direction of the above-mentioned specific burner. Thus, in order to maintain a high concentration coefficient of solid fuel particles in the direction of a specific burner from burners installed in many stages, the distance L between the upper end of the valve and the branching part of the pipe is preferably set (0.4-2) times larger than the diameter D pipes for supplying fuel.
Таким образом, устройство будет предпочтительным, в котором угол наклона вышеупомянутой заслонки по отношению к направлению потока смешанной текучей среды может быть изменен внутри диапазона ±40°.Thus, the device will be preferable in which the angle of inclination of the aforementioned damper relative to the direction of flow of the mixed fluid can be changed within a range of ± 40 °.
Если вышеупомянутый угол наклона заслонки равен или более 30°, то коэффициент концентрации угольных частиц в направлении к конкретной горелке из горелок верхней и нижней ступеней становится насыщенным, и возрастает потеря давления на части, где установлена заслонка, трубы для подачи топлива. Вышеупомянутый угол наклона заслонки устанавливают, таким образом, предпочтительно в диапазоне около ±30°, а на практике максимальный угол наклона выбирают регулируемым в пределах диапазона 40°.If the aforementioned angle of inclination of the shutter is equal to or more than 30 °, then the concentration coefficient of coal particles towards the specific burner from the burners of the upper and lower stages becomes saturated, and the pressure loss on the parts where the shutter, pipes for supplying fuel increases. The aforementioned angle of inclination of the shutter is thus set preferably in the range of about ± 30 °, and in practice the maximum angle of inclination is chosen adjustable within the range of 40 °.
Вращающаяся вертушка для перемешивания потока смешанной текучей среды может быть установлена в вышеописанной трубе для подачи топлива на стороне выше по потоку вышеописанной заслонки (см. Фиг.15). В этом случае может быть приложено сильное механическое вращение двухфазному потоку твердых тел - газа посредством вращающейся вертушки в трубе для подачи топлива, и, таким образом, даже в случае наличия смещенного потока в трубе для подачи топлива на стороне выше по потоку вращающейся вертушки, смещенный поток может быть форсированно скорректирован посредством вращающейся вертушки.A rotating turntable for mixing the mixed fluid stream may be installed in the above-described fuel supply pipe on the upstream side of the above-described shutter (see FIG. 15). In this case, strong mechanical rotation can be applied to the two-phase flow of solids - gas by means of a rotating pinwheel in the fuel supply pipe, and thus, even if there is a displaced stream in the fuel supply pipe on the side upstream of the rotating pinwheel, the displaced stream can be forcedly adjusted by means of a rotating turntable.
Вышеупомянутую трубу для подачи топлива в распределителе топлива для топливоподающей трубы согласно этого изобретения устанавливают таким образом, что смешанная текучая среда будет протекать в вертикальном направлении, а упомянутая труба может иметь устройство, имеющее первую топливоподающую трубу 4а, в которой установлена вышеописанная заслонка, и вторую топливоподающую трубу 4b, установленную на стороне выше по потоку первой топливоподающей трубы 4а, и подсоединенную с изгибом к первой топливоподающей трубе 4а (см. Фиг.10 и Фиг.14).The aforementioned fuel supply pipe in the fuel distributor for the fuel supply pipe according to this invention is arranged so that the mixed fluid flows in a vertical direction, and said pipe can have a device having a first fuel supply pipe 4a in which the above-described shutter is installed and a second fuel supply a pipe 4b mounted on the upstream side of the first fuel supply pipe 4a and bently connected to the first fuel supply pipe 4a (see FIG. 10 and FIG. 14).
Здесь вышеупомянутая топливоподающая труба 4b предпочтительно согнута в направлении, по которому смешанная текучая среда будет ориентироваться для увеличения перепада концентраций твердого топлива в смешанной текучей среде, подаваемой к соответствующим трубам горелок, вызванного вышеупомянутой заслонкой.Here, the aforementioned fuel supply pipe 4b is preferably bent in a direction in which the mixed fluid will be oriented to increase the differential concentration of solid fuel in the mixed fluid supplied to the respective burner pipes caused by the aforementioned damper.
Если труба для подачи топлива имеет вышеупомянутую подсоединенную с изгибом часть (колена Е и Е′ по Фиг.10 и Фиг.14), то подсоединенная с изгибом часть предназначена для создания смещенного потока, в частности для твердой фазы двухфазного потока твердых тел - газа. Установкой направленности этого смещенного потока для согласования направленности смещенного потока, образованного асимметричной относительно оси заслонки инерционного типа сортировки, улучшается характеристика неоднородного распределения (смещения твердой фазы или сосредоточения твердой фазы в направлении к определенной области) трубы для подачи топлива на стороне ниже по потоку части, где установлена заслонка, и характеристика распределения угольных частиц заслонки этого изобретения не будет исключена смещенным двухфазным потоком твердых тел - газа в трубе для подачи топлива на стороне выше по потоку.If the fuel supply pipe has the aforementioned bent-connected part (elbows E and E ′ of FIG. 10 and FIG. 14), then the bent-connected part is designed to create a biased flow, in particular for the solid phase of a two-phase solid-gas flow. By setting the directivity of this biased flow to match the direction of the biased flow, which is asymmetric with respect to the axis of the inertial type flap, the characteristic of the inhomogeneous distribution (displacement of the solid phase or concentration of the solid phase towards a certain area) of the fuel supply pipe on the downstream side of the part where a shutter is installed, and the charcoal particle distribution characteristic of the shutter of this invention will not be ruled out by biased two-phase sweat with an eye of solids - gas in the pipe for supplying fuel on the side upstream.
Итак, третья топливоподающая труба 4с, которая заставляет смешанную текучую среду протекать в вертикальном направлении, может быть подсоединена на стороне выше по потоку вышеописанной второй топливоподающей трубы 4b.So, the third fuel supply pipe 4c, which causes the mixed fluid to flow in the vertical direction, can be connected on the upstream side of the above-described second fuel supply pipe 4b.
В этом случае первая топливоподающая труба 4а, вторая топливоподающая труба 4b и третья топливоподающая труба 4с образуют колена Е и Е′ в двух местоположениях, то есть в верхнем местоположении и нижнем местоположении во всей топливоподающей трубе (Фиг.14). Таким образом, устанавливается смещение О между главными осями первой топливоподающей трубы 4а и третьей топливоподающей трубы 4с, которые размещены в вертикальном направлении. Из-за этого смещения О смешанная текучая среда, проходящая через третью топливоподающую трубу 4с, сталкивается с верхней частью стенки второй топливоподающей трубы 4b, при этом направление потока смешанной текучей среды, включающей двухфазный поток твердых тел - газа, изменяется, и после достижения заслонки в первой топливоподающей трубе 4а направление потока изменяется в противоположенном направлении. Результат смещения потока твердой фазы в смешанной текучей среде может быть таким образом достигнут при низкой потере давления, и большое количество угольных частиц можно заставить протекать при более высокой концентрации к ответвляющейся трубе, подсоединенной к конкретной горелке.In this case, the first fuel supply pipe 4a, the second fuel supply pipe 4b, and the third fuel supply pipe 4c form elbows E and E ′ at two locations, that is, at the upper location and lower location in the entire fuel supply pipe (FIG. 14). Thus, an offset O is set between the main axes of the first fuel supply pipe 4a and the third fuel supply pipe 4c, which are arranged in the vertical direction. Due to this displacement O, the mixed fluid passing through the third fuel supply pipe 4c collides with the upper part of the wall of the second fuel supply pipe 4b, while the direction of the mixed fluid flow, including the two-phase flow of solids - gas, changes, and after reaching the damper to the first fuel supply pipe 4a, the flow direction changes in the opposite direction. The result of the displacement of the solid phase flow in the mixed fluid can thus be achieved with a low pressure loss, and a large amount of coal particles can be forced to flow at a higher concentration to a branch pipe connected to a particular burner.
Вместе с распределителем топлива для топливоподающей трубы согласно этому изобретению может быть установлен ограничитель, который ограничивает поток смешанной текучей среды, в трубе для подачи топлива на стороне выше по потоку заслонки (см. Фиг.16 и Фиг.17).Together with the fuel distributor for the fuel supply pipe according to this invention, a restrictor can be installed that restricts the flow of mixed fluid in the fuel supply pipe on the upstream side of the shutter (see FIG. 16 and FIG. 17).
При установке вышеупомянутого ограничителя в трубе для подачи топлива поток смешанной текучей среды, включающий двухфазный поток твердых тел - газа, сначала сужается по направлению к главной оси трубы для подачи топлива, а затем расходится после прохождения через ограничитель. Распределение концентрации угольных частиц в направлении поперечного сечения трубы для подачи топлива становится таким образом однородным сразу же после прохождения через ограничитель и далее, а смешанную текучую среду, имеющую высокую концентрацию угольных частиц на стороне конкретной трубы для горелки, заставляют протекать посредством заслонки.When the aforementioned restrictor is installed in the fuel supply pipe, the mixed fluid stream, including a two-phase flow of solids - gas, first narrows towards the main axis of the fuel supply pipe, and then diverges after passing through the limiter. The distribution of the concentration of coal particles in the direction of the cross section of the fuel supply pipe becomes thus uniform immediately after passing through the restrictor and beyond, and a mixed fluid having a high concentration of coal particles on the side of a particular burner pipe is forced to flow through a shutter.
Таким образом, даже в случае, когда образуется смещенный поток в трубе для подачи топлива, такой как двухфазный поток твердых тел - газа, имеющий высокую концентрацию твердых тел в направлении к ответвляющейся трубе для конкретной горелки, для которой концентрация твердых тел не должна быть высокой, поскольку этот смещенный поток лежит на стороне выше по потоку ограничителя, не будет возможным поднять концентрацию твердых частиц в двухфазном потоке твердых тел - газа, подаваемого к конкретной горелке.Thus, even in the case when a biased flow is generated in the fuel supply pipe, such as a two-phase solid-gas flow, having a high concentration of solids in the direction of the branch pipe for a particular burner, for which the concentration of solids should not be high, since this displaced flow lies on the side upstream of the restrictor, it will not be possible to raise the concentration of solid particles in a two-phase flow of solids - gas supplied to a particular burner.
Итак, посредством установки вышеупомянутого ограничителя с устройством, позволяющим изменить степень ограничения для повышения перепада в концентрациях твердого топлива смешанной текучей среды, подаваемой к соответствующим ответвляющимся трубам, обусловленного вышеупомянутой заслонкой, концентрацию твердых частиц, проходящих через конкретную ответвляющуюся трубу из множества ответвляющихся труб, можно быстро увеличить или, иначе, отрегулировать.So, by installing the aforementioned restrictor with a device that allows you to change the degree of restriction to increase the differential in the concentration of solid fuel mixed fluid supplied to the corresponding branch pipes, due to the aforementioned damper, the concentration of solid particles passing through a particular branch pipe from a variety of branch pipes can be quickly increase or, otherwise, adjust.
Изобретение также направлено на систему подачи топлива, в которой установлен вышеописанный распределитель топлива для подающей топливо трубы между распыляющей твердое топливо мельницей и соответствующими горелками, установленными на стенках печи, и изобретение направлено также на систему сжигания твердого топлива, оборудованную вышеупомянутой системой подачи топлива.The invention is also directed to a fuel supply system in which the above-described fuel distributor for a fuel supply pipe is installed between a solid fuel atomizing mill and corresponding burners mounted on the walls of the furnace, and the invention is also directed to a solid fuel combustion system equipped with the aforementioned fuel supply system.
В распределителе топлива по настоящему изобретению для топливоподающей трубы предусмотрена заслонка ответвляющейся трубы, посредством которой площадь прохода ответвляющейся трубы может быть изменена при переводе заслонки из полностью открытого состояния в полностью закрытое состояние, и эта заслонка может быть установлена внутри, по меньшей мере, одной ответвляющейся трубы, подсоединенной к конкретной горелке из множества горелок, размещенных в направлении высоты стенок печи или угловых частей, образованных стенками (см. Фиг.24 и Фиг.25).In the fuel distributor of the present invention, a branch pipe damper is provided for the fuel supply pipe by which the passage area of the branch pipe can be changed when the shutter is moved from a fully open state to a fully closed state, and this shutter can be installed inside at least one branch pipe connected to a particular burner of a plurality of burners arranged in the height direction of the walls of the furnace or the corner parts formed by the walls (see FIG. 24 and FIG. 25).
Нижеописанный способ работы может быть использован в котле для сжигания твердого топлива, снабженного вышеописанной системой подачи топлива, имеющей распределитель топлива, в котором заслонка установлена внутри ответвляющейся трубы.The method of operation described below can be used in a solid fuel boiler equipped with the fuel supply system described above having a fuel distributor in which a shutter is installed inside a branch pipe.
То есть, этот способ работы представляет собой способ работы котла для сжигания твердого топлива, в котором угольные частицы, распыленные единственной распыляющей уголь мельницей для дробления угля, подаются вместе с газом-носителем через трубу для подачи топлива и через множество ответвляющихся труб, ветвящихся из вышеупомянутой трубы для подачи топлива, к каждой из горелок, соответствующих трубам горелок и размещенных на множестве ступеней в направлении высоты стенок печи или угловых участков, образованных стенками печи. И при этом способе работы котла для сжигания топлива предусмотрено использование заслонки, установленной внутри трубы для подачи топлива на стороне выше по потоку вышеупомянутых ответвляющихся труб и имеющей переменный угол наклона по отношению к направлению потока текучей среды, состоящей из твердого топлива и газа-носителя, и использование другой заслонки, которой можно изменить площадь прохода ответвляющейся трубы из полностью открытого состояния в полностью закрытое состояние, причем другая заслонка установлена, по меньшей мере, внутри одной ответвляющейся трубы из множества ответвляющихся труб, подсоединенных к горелке на нижней ступени, заслонка является регулируемой в ответвляющейся трубе, подсоединенной к горелке нижней ступени. Вышеупомянутая заслонка подающей топливо трубы является регулируемой. Другая заслонка в ответвляющейся трубе, подсоединенной к горелке нижней ступени, работает в направлении открытия, чтобы подавать угольные частицы в сгущенном виде, когда запускается в работу котел, и когда при изменении загрузки после стабилизации сжигания загрузка изменяется от высокого значения до низкого значения, при этом упомянутая заслонка в ответвляющейся трубе, подсоединенной к горелке низкой ступени, работает в направлении закрытия.That is, this method of operation is a method of operating a solid fuel boiler, in which coal particles atomized by a single coal atomizing mill for crushing coal are supplied together with a carrier gas through a fuel supply pipe and through a plurality of branch pipes branching from the aforementioned pipes for supplying fuel to each of the burners corresponding to the pipes of the burners and arranged at a plurality of steps in the direction of the height of the walls of the furnace or the corner sections formed by the walls of the furnace. And with this method of operation of the boiler for burning fuel, it is provided to use a shutter installed inside the pipe for supplying fuel on the side upstream of the aforementioned branch pipes and having a variable angle of inclination relative to the direction of flow of the fluid, consisting of solid fuel and carrier gas, and the use of another damper, which can be used to change the passage area of the branch pipe from a fully open state to a fully closed state, with another damper installed at least inside one branch pipe of a plurality of branch pipes connected to the burner in the lower stage, the damper is adjustable in the branch pipe connected to the burner of the lower stage. The aforementioned flap of the fuel supply pipe is adjustable. Another damper in the branch pipe connected to the lower stage burner works in the open direction to feed the coal particles in a condensed form when the boiler starts up, and when the load changes after the stabilization of combustion, the load changes from a high value to a low value, while said damper in a branch pipe connected to a low stage burner operates in the closing direction.
Благодаря регулированию заслонки трубы для подачи топлива и подаче угольных частиц в сгущенном виде в ответвляющуюся трубу, подсоединенную к горелке низкой ступени, в процессе запуска в работу котла сжигание топлива может быть обеспечено на горелке нижней ступени во время запуска в работу котла, на которой сжигание топлива является неустойчивым.By adjusting the damper of the pipe for supplying fuel and feeding the coal particles in a condensed form into a branch pipe connected to a low-stage burner, during the start-up of the boiler, fuel combustion can be provided on the lower-stage burner during the start-up of the boiler, in which the fuel is burned is unstable.
Итак, при работе вышеупомянутой заслонки в ответвляющейся трубе, подсоединенной к горелке нижней ступени, в направлении закрывания, когда котел переходит к режиму низкой загрузки после режима работы с высокой загрузкой, при котором достигается устойчивое сжигание топлива, температура газа на выходе печи может стать адекватно высокой для обеспечения температуры пара, требуемого на стороне потребления, и предотвратить проблемы, которые возникают из-за снижения температуры пара.So, when the aforementioned valve is operated in a branch pipe connected to the lower stage burner in the closing direction, when the boiler switches to the low load mode after the high load operation mode, in which stable combustion of the fuel is achieved, the gas temperature at the furnace outlet can become adequately high to ensure the temperature of the steam required on the consumption side, and to prevent problems that arise due to a decrease in the temperature of the steam.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива первого воплощения этого изобретения.Figure 1 is a view in longitudinal section of a pipe for supplying fuel of the first embodiment of this invention.
Фиг.2 - подробный вид в продольном сечении трубы для подачи топлива по Фиг.1.Figure 2 is a detailed view in longitudinal section of a pipe for supplying fuel according to Figure 1.
Фиг.3 - вид в плане заслонки, используемой в трубе для подачи топлива по Фиг.1.Figure 3 is a plan view of a shutter used in the fuel supply pipe of Figure 1.
Фиг.4 - подробный вид в продольном сечении трубы для подачи топлива второго воплощения этого изобретения.4 is a detailed longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of a second embodiment of this invention.
Фиг.5 - вид в плане заслонки, используемой в трубе для подачи топлива по Фиг.4.FIG. 5 is a plan view of a shutter used in the fuel supply pipe of FIG. 4.
Фиг.6 - диаграмма, которая иллюстрирует характеристику распределения угольных частиц к горелке нижней ступени первого воплощения изобретения и второго воплощения этого изобретения.6 is a diagram that illustrates a characteristic of the distribution of coal particles to the lower stage burner of the first embodiment of the invention and the second embodiment of this invention.
Фиг.7 - диаграмма, которая иллюстрирует характеристику распределения угольных частиц к горелке нижней ступени первого воплощения изобретения и второго воплощения этого изобретения.7 is a diagram that illustrates a characteristic of the distribution of coal particles to the lower stage burner of the first embodiment of the invention and the second embodiment of this invention.
Фиг.8 - диаграмма, которая иллюстрирует характеристику распределения угольных частиц к горелке нижней ступени первого воплощения изобретения и второго воплощения этого изобретения.Fig. 8 is a diagram that illustrates a distribution characteristic of coal particles to a lower stage burner of a first embodiment of the invention and a second embodiment of this invention.
Фиг.9 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива третьего воплощения этого изобретения.Fig.9 is a view in longitudinal section of a pipe for supplying fuel of the third embodiment of this invention.
Фиг.10 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива четвертого воплощения этого изобретения.Figure 10 is a view in longitudinal section of a pipe for supplying fuel of the fourth embodiment of this invention.
Фиг.11 - диаграмма, которая поясняет способ увеличения отклонения потока угля в трубе для подачи топлива четвертого воплощения этого изобретения.11 is a diagram that explains a method for increasing a deviation of a coal flow in a fuel supply pipe of a fourth embodiment of this invention.
Фиг.12 - диаграмма, которая поясняет способ увеличения отклонения потока угля в трубе для подачи топлива первого воплощения этого изобретения.12 is a diagram that explains a method for increasing a deviation of a coal flow in a fuel supply pipe of a first embodiment of this invention.
Фиг.13 - диаграмма, которая поясняет явления роста потока угля и снижения потери давления на горелке нижней ступени в случаях, когда используются трубы для подачи топлива первого и четвертого воплощений этого изобретения.13 is a diagram that explains the phenomena of increasing coal flow and reducing pressure loss on the lower stage burner in cases where pipes for supplying fuel of the first and fourth embodiments of the invention are used.
Фиг.14 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива пятого воплощения этого изобретения.FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of a fifth embodiment of this invention. FIG.
Фиг.15 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива шестого воплощения этого изобретения.15 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of a sixth embodiment of this invention.
Фиг.16 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива седьмого воплощения этого изобретения.FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of a seventh embodiment of this invention. FIG.
Фиг.17 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива восьмого воплощения этого изобретения.17 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of an eighth embodiment of this invention.
Фиг.18 - диаграмма, которая иллюстрирует характеристику распределения угольных частиц на горелке нижней ступени седьмого воплощения и первого воплощения этого изобретения.Fig. 18 is a diagram that illustrates a distribution characteristic of coal particles on a burner of a lower stage of a seventh embodiment and a first embodiment of this invention.
Фиг.19 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива, поясняющий проблему, которая может возникнуть в первом воплощении этого изобретения.FIG. 19 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe explaining a problem that may arise in a first embodiment of this invention. FIG.
Фиг.20 - пояснительная диаграмма системы подачи топлива для котла, сжигающего бурый уголь.Fig. 20 is an explanatory diagram of a fuel supply system for a brown coal boiler.
Фиг.21 - диаграмма, которая показывает состояния потока угля в крыльчатой мельнице, показанной на Фиг.20.Fig is a diagram that shows the state of the flow of coal in the vane mill shown in Fig.20.
Фиг.22 - частичный вид в продольном сечении сортировщика, иллюстрирующий состояния потока угля в случае, когда установлен сортировщик в трубе для подачи топлива, показанной на Фиг.20.Fig.22 is a partial view in longitudinal section of a sorter, illustrating the state of the coal flow in the case when the sorter is installed in the pipe for supplying fuel, shown in Fig.20.
Фиг.23 - вид в горизонтальном сечении внутренней части печи во время устойчивого сжигания, когда загрузка является низкой.FIG. 23 is a horizontal sectional view of the inside of the furnace during sustained combustion when the load is low.
Фиг.24 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива девятого воплощения этого изобретения.24 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of a ninth embodiment of this invention.
Фиг.25 - вид в продольном сечении трубы для подачи топлива десятого воплощения этого изобретения.25 is a longitudinal sectional view of a fuel supply pipe of a tenth embodiment of this invention.
Фиг.26 - вид в горизонтальном сечении внутренней части печи известного уровня техники во время неустойчивого сжигания, когда загрузка является низкой.Fig. 26 is a horizontal sectional view of the interior of the prior art furnace during unstable combustion when the load is low.
Фиг.27 - вид в горизонтальном сечении трубы для подачи топлива известного уровня техники.Fig. 27 is a horizontal sectional view of a prior art fuel supply pipe.
Фиг.28 - вид в горизонтальном сечении трубы для подачи топлива известного уровня техники.Fig. 28 is a horizontal sectional view of a prior art fuel supply pipe.
Фиг.29 - вид в горизонтальном сечении трубы для подачи топлива известного уровня техники.Fig.29 is a view in horizontal section of a pipe for supplying fuel of the prior art.
Лучшие режимы для реализации изобретенияThe best modes for implementing the invention
Воплощения этого изобретения будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи. Описанные ниже воплощения относятся к трубе 4 для подачи топлива, которая простирается в вертикальном направлении и которая использует отработанный газ печи в качестве газа-носителя для подачи бурого угля, распыленного крыльчатой мельницей 3, к горелкам 5 печи 8 котла для сжигания бурого угля, как показано на Фиг.20. Вышеупомянутые горелки 5 установлены на множестве ступеней в вертикальном направлении боковых стенок печи 8, и топливо подается крыльчатой мельницей 3 к соответствующим горелкам 5, а также через трубу 4 для подачи топлива, как это будет описано ниже. Система подачи топлива для горелок 5 этих воплощений изобретения, описанная ниже и снабженная трубой 4 для подачи топлива, в которой распределение концентрации и распределение объемов потока угольных частиц в трубе 4 для подачи топлива на стороне выше по потоку заслонки, являющейся компонентом системы подачи топлива, могут быть отрегулированы таким образом, чтобы сделать концентрацию угольных частиц, протекающих через ответвляющуюся трубу 4, подсоединенную к горелке 5 нижней ступени печи 8 котла выше, чем концентрация угольных частиц, протекающих через ответвляющуюся трубу 4, подсоединенную к горелке 5 высокой ступени. Хотя примеры, в которых труба 4 для подачи топлива ветвится на две трубы, подсоединенные к горелке верхней ступени и к горелке нижней ступени соответственно, проиллюстрированы нижеописанными воплощениями этого изобретения, труба 4 для подачи топлива этого изобретения не ограничивается такой конструкцией, состоящей из двух ветвей.Embodiments of this invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below relate to a
Первое воплощениеFirst incarnation
Фиг.1 - вид в сечении главных частей трубы для подачи топлива этого воплощения, а Фиг.2 показывает подробную конструкцию вокруг заслонки, которая установлена в трубе для подачи топлива по Фиг.1.Figure 1 is a sectional view of the main parts of the fuel supply pipe of this embodiment, and Figure 2 shows a detailed structure around the shutter that is installed in the fuel supply pipe of Figure 1.
Система труб для подачи топлива по Фиг.1 состоит из главной трубы 4, которая простирается в вертикальном направлении, заслонки 11, которая установлена на стороне выше по потоку внутри главной трубы 4 поблизости точки 14 ветвления трубы, и ответвляющихся труб 15 и 16, образующихся в результате ветвления и подсоединенных к горелке 12 верхней ступени и горелке 13 нижней ступени соответственно.The fuel supply pipe system of FIG. 1 consists of a
Ось 11а поворота заслонки 11 расположена в направлении пересечения главной трубы 4 поблизости центральной части главной трубы 4, как показано на Фиг.2.The axis of rotation 11a of the
Как показано на Фиг.2, ось 11а поворота заслонки установлена на верхней концевой части заслонки 11 в этом воплощении. Как показано на виде в плане заслонки 11 по Фиг.3, заслонка 11 имеет, по существу, полукруглую форму, а ось 11a поворота заслонки предусмотрена на прямой части на верхнем конце заслонки 11.As shown in FIG. 2, the rotation axis 11a of the shutter is mounted on the upper end part of the
Заслонка 11 имеет устройство, в котором при вращении оси 11а поворота заслонки угол наклона θ заслонки 11 по отношению к вертикальной линии (ниже будет просто называться просто как "угол наклона заслонки 11") устанавливают на соответствующую величину, и заслонка 11 может быть удержана в этом положении.The
Второе воплощениеSecond incarnation
Фиг.4 - вид в продольном сечении главных частей трубы для подачи топлива этого воплощения, которое является вариантом первого воплощения, и Фиг.5 - вид в плане заслонки по Фиг.4. Заслонка 11 имеет круглую форму, которая совпадает с формой поперечного сечения главной трубы 4.FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the main parts of the fuel supply pipe of this embodiment, which is an embodiment of the first embodiment, and FIG. 5 is a plan view of the shutter of FIG. 4. The
Заслонка 11 может быть удержана также в этом случае под соответствующим углом е′ наклона при вращении оси 11a поворота заслонки.The
Фиг.6 показывает соотношение между коэффициентом концентрации угля в направлении к горелке 13 нижней ступени в первом воплощении и втором воплощении и величиной (L1/LD), которая представляет собой отношение длины (L1) от верхнего конца заслонки 11 до оси 11а поворота к максимальной ширине (LD) заслонки. Коэффициент концентрации угля в направлении к горелке 13 нижней ступени представляет собой отношение концентрации угля, поданного к ответвляющейся трубе 16 на стороне горелки нижней ступени, к концентрации угля в смешанной текучей среде в главной трубе 4.6 shows the relationship between the coal concentration coefficient towards the lower stage burner 13 in the first embodiment and the second embodiment and the value (L1 / LD), which is the ratio of the length (L1) from the upper end of the
Как указано величинами (L1/LD), когда угол θ наклона заслонки 11 по отношению к направлению, в котором протекает смешанная текучая среда через главную трубу 4 (вертикальное направление), равен 30°, то смешанная текучая среда С с самой высокой концентрацией угля может быть достигнута в направлении к горелке 13 нижней ступени, когда длинна L1=0 (первое воплощение).As indicated by (L1 / LD), when the inclination angle θ of the
Итак, когда (L1/LD)=0,4 или выше, хотя распределение будет оставаться практически постоянным, потеря давления на заслонке 11 становится высокой. Так как производительность по давлению на выходе крыльчатой мельницы 3 (Фиг.1) является низкой, по сравнению с обычной, центробежного типа турбовоздуходувкой и т.д., потеря давления внутри ответвляющихся труб 15 и 16, ветвящихся из главной трубы 4, должно быть ограничено до низкого уровня.So, when (L1 / LD) = 0.4 or higher, although the distribution will remain almost constant, the pressure loss on the
Из вышеприведенного можно понять, что при наличии устройств первого и второго воплощений положение оси 11а поворота заслонки предпочтительно устанавливают внутри диапазона от верхнего конца заслонки до точки, лежащей на половине максимальной ширины (LD) заслонки 11.From the foregoing, it can be understood that, in the presence of the devices of the first and second embodiments, the position of the damper rotation axis 11a is preferably set within the range from the upper end of the damper to a point lying at half the maximum width (LD) of the
Фиг.7 показывает результаты проверки соотношения между положением установки заслонки 11 и коэффициентом концентрации угольных частиц в направлении к горелке 13 нижней ступени, когда угол наклона θ заслонки 11 установлен на 30° для второго воплощения, показанного на Фиг.4.Fig. 7 shows the results of checking the relationship between the installation position of the
Здесь было проверено соотношение коэффициента концентрации угольных частиц в направлении к горелке 13 нижней ступени, которое было определено на основе соотношения расстояния L между верхним концом заслонки и точкой 14 ветвления и диаметра D главной трубы 4.Here, the ratio of the concentration coefficient of coal particles towards the burner 13 of the lower stage was checked, which was determined based on the ratio of the distance L between the upper end of the shutter and the
Когда расстояние L незначительное по сравнению с диаметром D заслонки 11, то есть когда L/D становится ниже 0,4, коэффициент концентрации угольных частиц в направлении к горелке 13 нижней ступени становится низким. Это объясняется тем, что сопротивление потоку смешанной текучей среды, оказываемое заслонкой 11, возрастает, и поскольку количество газа, протекающего в ответвляющуюся трубу 16, подсоединенную к горелке 13 нижней ступени (горелке, для которой уголь сгущают, чтобы улучшить характеристику зажигания), также увеличивается, то концентрация угольных частиц внутри вышеупомянутой ответвляющейся трубы 16 не увеличивается в такой же степени. С другой стороны, когда L/D превысит 2,0, угольные частицы, направленные к ответвляющейся трубе 16, на стороне горелки 13 нижней ступени подвергаются повторному рассеиванию внутри главной трубы 4 перед тем, как достигнуть ответвляющейся трубы 16, и коэффициент концентрации угольных частиц в направлении к горелке 13 нижней ступени таким образом снижается. Поэтому для увеличения коэффициента концентрации угольных частиц в направлении к горелке 13 нижней ступени расстояние L между верхним концом заслонки и точкой 14 ветвления предпочтительно задают в (0,4-2) раза больше диаметра D трубы для подачи топлива.When the distance L is small compared to the diameter D of the
Единственной операцией, в результате которой коэффициенты концентрации угольных частиц от главной трубы 4 в направлении к горелке 12 верхней ступени и горелке 13 нижней ступени могут быть отрегулированы в течение рабочего испытания котла, является операция по регулированию угла наклона θ заслонки 11. Фиг.8 показывает результаты проверки соотношения угла θ наклона заслонки 11 и коэффициента концентрации угольных частиц в направлении к горелке 13 нижней ступени. Становится очевидным, что когда угол θ наклона заслонки равен или превышает 30, вышеупомянутый коэффициент распределения насыщается, и возрастает потеря давления (не показано) на части главной трубы 4, на которой установлена заслонка. Если угол наклона заслонки равен или более 30°, хотя увеличивается количество угольных частиц, направленных к ответвляющейся трубе, в которой подводимые угольные частицы должны быть сгущенными, считают, что коэффициент концентрации не изменяется из-за того, что в такой же мере увеличивается и количество газа.The only operation in which the concentration coefficients of coal particles from the
Как было упомянуто выше, поскольку потеря давления смешанной текучей среды С внутри ответвляющихся труб 15 и 16 должна быть ограничена до низкого уровня, угол θ наклона заслонки предпочтительно устанавливают приблизительно на величину ±30° по отношению к вертикальной линии, проходящей через ось 11а поворота заслонки 11, а на практике угол наклона заслонки регулируют в диапазоне, максимум, 40°.As mentioned above, since the pressure loss of the mixed fluid C inside the branch pipes 15 and 16 must be limited to a low level, the angle of inclination of the damper θ is preferably set to approximately ± 30 ° with respect to the vertical line passing through the axis of rotation 11a of the
В вышеописанных случаях первого и второго воплощений поток смешанной текучей среды С, который переносится из крыльчатой мельницы 3 (см. Фиг.20) отработанным газом котла, как показано на Фиг.1, соударяется с заслонкой 11, установленной внутри главной трубы 4, удерживается под углом наклона θ относительно вертикального направления, и становится смещенным потоком, при этом угольные частицы, которые являются твердыми телами, протекают в виде потока F угольных частиц, который имеет низкую концентрацию угля и протекает, главным образом, к трубе 15, подсоединенной к горелке 12 верхней ступени, и в виде потока Е угольных частиц, который имеет высокую концентрацию угля и протекает к трубе 16, подсоединенной к горелке 13 нижней ступени, и эти потоки подаются таким образом в печь 8 котла от горелки 12 верхней ступени и горелки 13 нижней ступени соответственно.In the above-described cases of the first and second embodiments, the mixed fluid stream C, which is transferred from the vane mill 3 (see FIG. 20), from the boiler exhaust gas, as shown in FIG. 1, is impacted with a
При такой установке заслонки 11 на стороне выше по потоку точки 14 ветвления главной трубы 4 и при установке оси 11а поворота заслонки выше центральной части заслонки, коэффициенты распределения газа-носителя в смешанной текучей среде С, включающей угольные частицы и отработанный газ котла, могут быть сделаны одинаковыми для ответвляющихся труб 15 и 16, а распределение только твердого топлива может быть изменено в произвольном направлении (в направлении к ответвляющейся трубе 16 в первом и втором воплощениях изобретения). И это имеет место благодаря тому, что поток частиц твердого топлива был смещен к выбранной траектории воздействием силы инерции при установке заслонки 11. Таким образом, регулируя угол наклона θ заслонки 11, можно отрегулировать соответствующим образом концентрацию топлива, подаваемого на горелки 12 и 13 верхней и нижней ступеней.With such an installation of the
Таким образом, при низкой загрузке котла заслонке 11 можно, например, придать такой угол наклона, что смешанная текучая среда С с высокой концентрацией угольных частиц будет подана к горелке 13 на стороне нижней ступени боковой стенки печи, чтобы обеспечить устойчивость зажигания угольных частиц и устойчивое горение зажженного пламени внутри котла.Thus, when the boiler is low loaded, the
Третье воплощениеThird incarnation
Фиг.9 показывает пример трубы для подачи топлива, имеющей прямоугольное поперечное сечение, в конструкции которой ответвляющиеся трубы 15 и 16, ветвящиеся из главной трубы 4 и подсоединенные к горелкам 12 и 13 верхней и нижней ступеней соответственно, проходят параллельно в верхнем направлении и отделены друг от друга поблизости горелок 12 и 13 верхней и нижней ступеней. Заслонка 11 установлена внутри главной трубы 4 в направлении по ходу потока, где труба 4 ветвится на горелку 12 верхней ступени и горелку 13 нижней ступени.Figure 9 shows an example of a fuel supply pipe having a rectangular cross-section, in the construction of which branch pipes 15 and 16 branching from the
Как показано на Фиг.9, заслонка 11 имеет устройство, на котором ее ось 11а поворота установлена на стороне выше по потоку и вдоль вертикальной линии, проходящей через точку 14 ветвления. И эта ось 11а поворота установлена на части верхнего конца заслонки 11. Так как заслонка 11, как показано на Фиг.9, повернута к ответвляющейся трубе 15, которая ведет к горелке 12 верхней ступени, концентрация угольных частиц в смешанной текучей среде Е, подаваемой к ответвляющейся трубе 16, ведущей к горелке 13 нижней ступени, становится выше концентрации в смешанной текучей среде F, проходящей через ответвляющуюся трубу 15, ведущую к горелке 12 верхней ступени.As shown in FIG. 9, the
Хотя третье воплощение обеспечивает получение тех же самых результатов, что и упомянутое первое воплощение, оно обладает также следующим преимуществом благодаря прямоугольному поперечному сечению трубы для подачи топлива.Although the third embodiment provides the same results as the aforementioned first embodiment, it also has the following advantage due to the rectangular cross section of the fuel supply pipe.
То есть в отношении конструкции в этом воплощении могут быть установлены ограничители 25 и 26 (Фиг.17), которые могут изменить площадь поперечного сечения траектории потока, благодаря чему обеспечивается высокая оперативность и практически маловероятный местный неоднородный износ конструкции, поскольку плиты состоят лишь из прямолинейных частей и т.д.That is, with respect to the structure, in this embodiment, restrictors 25 and 26 can be installed (FIG. 17), which can change the cross-sectional area of the flow path, which ensures high responsiveness and almost unlikely local inhomogeneous wear of the structure, since the plates consist only of straight parts etc.
Четвертое воплощениеFourth incarnation
Это воплощение соответствует устройству, в котором изогнутая вторая главная труба подсоединена на стороне выше по потоку простирающейся в вертикальном направлении главной трубы 4, имеет установленную в ней заслонку 11 трубы для подачи топлива первого воплощения, описанного выше.This embodiment corresponds to a device in which a curved second main pipe is connected on the upstream side of the vertically extending
Фиг.10 показывает вид в продольном сечении главных частей трубы для подачи топлива этого воплощения, и это устройство снабжено главной трубой 4а, имеющей установленную в ней заслонку 11, установленную на части выше по потоку в главной трубе 4а поблизости точки 14 ветвления трубы, и ветвящимися трубами 15 и 16, которые подсоединены к непоказанной на чертеже горелке верхней ступени и к непоказанной на чертеже горелке нижней ступени соответственно. Заслонка 11 снабжена осью 11а поворота заслонки, которая пересекает главную трубу 4а поблизости центральной части главной трубы 4а. Заслонка 11 установлена с возможностью вращения вокруг оси 11а и с возможностью удерживаться в наклонном положении под соответствующим углом θ.FIG. 10 shows a longitudinal sectional view of the main parts of the fuel supply pipe of this embodiment, and this device is provided with a main pipe 4a having a
Хотя, как показано на Фиг.10, ось 11а поворота размещена на центральной части заслонки 11, она может быть установлена на части верхнего конца заслонки 11, как показано на Фиг.2. Аналогично положению установки оси 11а поворота на заслонке, показанному на Фиг.14, 15 или 11, ось 11a поворота может быть установлена на части верхнего конца заслонки 11.Although, as shown in FIG. 10, the pivot axis 11a is located on the central part of the
Даже если, например, угол θ наклона заслонки 11, показанной на Фиг.1-5, установлен так, что смешанная текучая среда сравнительно высокой концентрации угольных частиц будет подана на горелку 13 нижней ступени, а не на горелку 12 верхней ступени, если смещенный поток твердой фазы (угольных частиц), имеющий место внутри главной трубы 4 на стороне выше по потоку заслонки 11, образуется таким образом, что смешанная текучая среда сравнительно высокой концентрации угольных частиц будет подана на горелку 12 верхней ступени, а не на горелку 13 нижней ступени, в противоположность тому, что предполагалось установкой угла θ заслонки 11, то полезный эффект от установки вышеупомянутой заслонки 11 будет потерян.Even if, for example, the inclination angle θ of the
Таким образом, в настоящем изобретении характеристика протекающей твердой фазы (угольных частиц) в смещенном потоке улучшается внутри главной трубы 4b на стороне выше по потоку главной трубы 4а, в которой установлена заслонка 11, чтобы дополнительно поддержать результат присутствия смещенного потока заслонки 11. Смешанная текучая среда сравнительно высокой концентрации угольных частиц может быть таким образом подана на горелку нижней ступени, сообщающуюся через ответвляющуюся трубу 16, а не на горелку верхней ступени, сообщающуюся через ответвляющуюся трубу 15.Thus, in the present invention, the characteristic of the flowing solid phase (carbon particles) in the biased flow is improved inside the main pipe 4b on the upstream side of the main pipe 4a in which the
Распределитель для топливоподающей трубы воплощения, показанного на Фиг.10, в общем, состоит из четырех частей. Что касается конструкции, это воплощение характеризуется тем, что колено Е (изогнутая часть) образовано между главной трубой 4а, в которой установлена заслонка 11, и главной трубой 4b на стороне выше по потоку.The dispenser for the fuel supply pipe of the embodiment shown in FIG. 10 generally consists of four parts. Regarding the construction, this embodiment is characterized in that an elbow E (bent portion) is formed between the main pipe 4a in which the
Самая нижняя по потоку часть главной трубы 4а ветвится на две части и снабжена ответвляющейся трубой 15, подсоединенной к горелке верхней ступени, и ответвляющейся трубой 16, подсоединенной к горелке нижней ступени, и заслонкой 11 с ее осью 11а поворота, размещенных перед точкой 14 ветвления. Ось 11а поворота установлена в направлении главной трубы 4а.The lowest downstream part of the main pipe 4a branches into two parts and is provided with a branch pipe 15 connected to the upper stage burner and a branch pipe 16 connected to the lower stage burner and a
Положение заслонки 11 можно изменить, изменяя ее угол е наклона относительно оси 11а поворота. Если направление поворота по часовой стрелке принять за положительный угол поворота, то при установке угла θ в диапазоне 0<θ<90°, траектория смешанной текучей среды (двухфазного потока твердых тел - газа), подаваемой от стороны выше по потоку, загибается заслонкой 11, и текучую среду вынуждают протекать в большей степени к горелке нижней ступени через ответвляющуюся трубу 16. То есть, объем потока смешанной текучей среды в ответвляющейся трубе 16 возрастает. Поскольку фаза твердых тел имеет более высокие плотность и силу инерции, чем газовая фаза, скорость роста объема потока на трубе 16 будет выше у фазы твердых тел, чем у газовой фазы. В результате объем потока фазы твердых тел на ответвляющейся трубе 16 возрастает и в тоже самое время концентрация фазы твердых тел (концентрация угольных частиц в смешанной текучей среде) возрастает на ответвляющейся трубе 16.The position of the
При установке угла θ наклона заслонки 11 в диапазоне -90°<θ<0, будет иметь место явление, противоположенное вышеупомянутому при установке угла наклона θ в диапазоне 0<θ<90°, и объем потока твердой фазы, а также концентрация твердой фазы увеличиваются в ответвляющейся трубе 15.When setting the angle θ of the inclination of the
Характерной особенностью заслонки 11 в распределителе для топливоподающей трубы этого воплощения будет то, что поскольку преднамеренно используется асимметричная относительно оси заслонка инерционного тина сортировки, концентрация угольных частиц в направлении поперечного сечения главной трубы 4а, в которой установлена заслонка 11, увеличивается, по существу, монотонно в направлении к стороне трубы ниже по потоку.A characteristic feature of the
Соответствующие векторы в направлении потока (направлении главной оси) F1 смешанной текучей среды в главной трубе 4b на стороне выше по потоку колена Е, в направлении F2 главной оси главной трубы 4а на стороне ниже по потоку колена Е, в направлении F3 главной оси входной части ответвляющейся трубы 15, которая подсоединена к горелке верхней ступени, и в направлении F4 главной оси входной части ответвляющейся трубы 16, которая подсоединена к горелке нижней ступени, образуются в одной и той же плоскости. Ось 11а поворота заслонки установлена в направлении, перпендикулярном вышеупомянутой плоскости.Corresponding vectors in the flow direction (main axis direction) F1 of the mixed fluid in the main pipe 4b on the side upstream of the elbow E, in the direction F2 of the main axis of the main pipe 4a on the downstream side of the elbow E, in the direction F3 of the main axis of the branch inlet pipes 15, which are connected to the burner of the upper stage, and in the direction F4 of the main axis of the input part of the branch pipe 16, which is connected to the burner of the lower stage, are formed in the same plane. The rotational axis 11a of the shutter is set in a direction perpendicular to the aforementioned plane.
При этом воплощении распределителя для топливоподающей трубы, которое удовлетворяет вышеупомянутым условиям, когда угол θ наклона заслонки устанавливают в положительном направлении в диапазоне 0<θ<90°, ориентация главной трубы 4b на стороне выше по потоку части, на которой установлена заслонка 11, устанавливается при установке угла а′ (направление по часовой стрелке является положительным направлением для а′), образованным направлением F1 в главной оси и направлением F2 главной оси, которое должно лежать в диапазоне 0<а′<180°, посредством колена Е. Когда таким образом устанавливается этот угол а′, траектория смешанной текучей среды (двухфазного потока твердых тел - газа), которая протекает в главную трубу 4а, загибается в отрицательном направлении угла а′ посредством колена Е. Так как твердая фаза угольных частиц, имеющих высокую плотность, имеет высокую инерционность в этой точке, смещенный поток смешанной текучей среды имеет место, и смешанная текучая среда, которая достигает части, на которой установлена заслонка 11, увеличивается дополнительно в вышеупомянутом смещенном потоке посредством заслонки 11 таким образом, что концентрация и объем потока угольных частиц (твердой фазы) в смешанной текучей среде, которая течет в направлении к ответвляющейся трубе 16, увеличиваются относительно объема потока и концентрации текучей среды, протекающей к ответвляющейся трубе 15. При такой ориентации распределитель для топливоподающей трубы, показанный на Фиг.10, может обеспечить характеристику распределения, которая превосходит или эквивалентна производительности распределения благодаря присутствию заслонки 11 для угольных частиц (твердой фазы) в смешанной текучей среде в главной трубе 4а в части, где установлена заслонка. Таким образом, обеспечивается суммарный эффект колена Е и заслонки 11.In this embodiment of the distributor for the fuel supply pipe, which satisfies the above conditions, when the angle of inclination of the flap θ is set in the positive direction in the
С другой стороны, хотя, в общем, когда угол θ наклона заслонки 11 является большим, производительность распределения угольных частиц в смешанной текучей среде возрастает, так как площадь прохода смешанной текучей среды в трубе 4а сужается, то возрастает потеря давления, несущего текучую среду и созданного крыльчатой мельницей 3. Таким образом, при установке колена Е в главной трубе 4b на стороне выше по потоку части, где установлена заслонка, производительность распределения угольных частиц (твердой фазы) может быть достигнута на уровне, эквивалентном уровню воплощений, показанных на Фиг.1-5, при более низком несущем текучую среду давлении.On the other hand, although, in general, when the inclination angle θ of the
Обычно с системой, показанной на Фиг.20, для подачи угля к печи 8 котла, топливоподающая труба 4, имеющая крыльчатую мельницу 3 в самой высокой по потоку точке, предназначена для обеспечения самой короткой траектории, простирающейся в вертикальном направлении, для того чтобы снизить потерю давления во время переноса смешанной текучей среды. Однако во многих случаях наличие изогнутой части в вертикальной плоскости невозможно избежать при размещении различного оборудования для переноса текучей среды. При установке колена Е с углом наклона а′ в главной трубе 4b на стороне выше по потоку части, на которой установлена заслонка, в качестве такой изогнутой части, потеря давления системы переноса текучей среды, которая вновь возникает в результате вышеупомянутого угла а′, не должна быть отнесена к потере давления всей системы переноса смешанной текучей среды. То есть, потеря давления, неизбежная на изогнутой части, может быть эффективно использована для улучшения характеристики распределения. Характеристика распределения может быть таким образом улучшена без увеличения потери давления.Typically, with the system shown in FIG. 20, for supplying coal to the
Итак, когда вышеупомянутый угол а′ наклона установлен около 90° (когда имеется горизонтальная часть в части главной трубы 4b на стороне выше по потоку части, на которой установлена заслонка), влияние силы тяжести, воздействующей на твердую фазу в главной трубе 4b, сказывается в максимальной степени. Так как густая фаза твердых тел будет таким образом стремиться быстро образоваться на донной части главной трубы 4b, характеристика распределения, предусматривающая отделение смешанной текучей среды в распределителе в целом для трубы, подающей топливо, в область с более высокой концентрацией угольных частиц (твердой фазы) и более высокой концентрацией газа-носителя (газовой фазы) может быть улучшена в максимальной степени. Более того, при установке устройства трубы с вышеупомянутой изогнутой частью, в которой главная труба 4 имеет угол наклона а′, поблизости выхода крыльчатой мельницы 3, отпадает необходимость устанавливать вновь изогнутую часть в главной трубе 4b на верхней стороне по потоку части, на которой установлена заслонка.So, when the aforementioned tilt angle a ′ is set to about 90 ° (when there is a horizontal part in the part of the main pipe 4b on the upstream side of the part on which the shutter is mounted), the influence of gravity acting on the solid phase in the main pipe 4b affects maximum degree. Since the dense phase of solids will thus tend to quickly form on the bottom of the main pipe 4b, a distribution characteristic involving the separation of the mixed fluid in the distributor as a whole for the pipe supplying fuel to an area with a higher concentration of coal particles (solid phase) and a higher concentration of carrier gas (gas phase) can be improved to the maximum extent. Moreover, when installing a pipe device with the aforementioned curved part, in which the
Главные преимущества этого воплощения показаны на Фиг.11. Они будут описаны при сравнении с характеристиками первого воплощения, показанного на Фиг.12.The main advantages of this embodiment are shown in FIG. 11. They will be described by comparison with the characteristics of the first embodiment shown in FIG.
Три диаграммы, которые приведены в правой стороне фигуры, представляют собой диаграммы распределений объема потока угля в поперечном сечении а-b в главной трубе 4b, в поперечном сечении c-d на стороне ниже по потоку изогнутой части колена Е, и в поперечном сечении e-f перед точкой 14 ветвления главной трубы 4а. Поток смешанной текучей среды, который демонстрирует, по существу, однородное распределение объема потока в поперечном сечении а-b в главной трубе 4b, показывает возросшее значение на правой стороне диаграммы распределения объема потока угля по поперечному сечению c-d на стороне ниже по потоку изогнутой части колена Е. Между прочим, с устройством по Фиг.1 однородное распределение потока поддерживается в том же самом положении (Фиг.12). При заданном состоянии распределения объем потока угля делают даже более неоднородным посредством заслонки 11 в примере, показанном на Фиг.11, и таким образом получают высокое значение распределения объема потока в сечении e-f в главной трубе 4а на стороне ниже по потоку заслонки. Так как это распределение объема потока угля непосредственно отражено в ответвляющейся трубе 15 и ответвляющейся трубе 16, объем потока угля в ответвляющейся трубе 16 значительно возрастает в настоящем воплощении по сравнению с первым воплощением, показанным на Фиг.1.The three diagrams that are shown on the right side of the figure are diagrams of the distribution of the volume of coal flow in the cross section a-b in the main pipe 4b, in the cross section cd on the side downstream of the bent portion of the elbow E, and in the cross section ef in front of
Второй результат этого воплощения проиллюстрирован на Фиг.13.A second result of this embodiment is illustrated in FIG. 13.
Когда угол θ наклона заслонки установлен на большое значение, возрастает коэффициент концентрации угля, поданного на конкретную горелку (горелку нижней ступени в настоящем воплощении) (равного объему потока угля, поданного на ответвляющуюся трубу 16). В настоящем воплощении (см. сплошную линию) вышеупомянутый коэффициент концентрации угля возрастает относительно коэффициента концентрации первого воплощения (см. пунктирную линию). Если коэффициент концентрации угля в направлении к горелке нижней ступени удерживается на том же самом значении Снижняя с настоящим воплощением и первым воплощением, угол θ наклона трубы 11 можно снизить с угла θ1 до угла θ2.When the angle of inclination of the flap θ is set to a large value, the concentration coefficient of the coal fed to the specific burner (lower stage burner in the present embodiment) increases (equal to the volume of coal flow supplied to the branch pipe 16). In the present embodiment (see solid line), the aforementioned coal concentration coefficient increases relative to the concentration coefficient of the first embodiment (see dashed line). If the coal concentration coefficient towards the lower stage burner is held at the same lower C value with the present embodiment and the first embodiment, the angle of inclination θ of the
Результат влияния угла θ наклона заслонки на потерю давления в главной трубе 4 в положении, где установлена заслонка, будет отражен выпуклой в направлении вниз кривой, как показано на нижней диаграмме Фиг.13. С настоящим воплощением, поскольку угол θ1 может быть снижен до угла θ2, потеря давления ΔР1 на части, где установлена заслонка 11, может быть снижена до ΔР2.The result of the influence of the angle of inclination θ of the flap on the pressure loss in the
Пятое воплощениеFifth incarnation
Распределитель для топливоподающей трубы воплощения, показанного на Фиг.14, является распределителем для топливоподающей трубы, являющимся модификацией воплощения, показанного на Фиг.10. В этом устройстве главная труба 4 установлена с главной трубой 4а, которая ориентирована в вертикальном направлении части, на которой установлена заслонка, с трубой 4b, которая ориентирована в изогнутом виде и подсоединена к стороне выше по потоку главной трубы 4а через колено Е, и с вертикально ориентированной трубой 4с, которая установлена через колено Е′, то есть колена Е и Е′ предусмотрены в двух местоположениях, то есть верхнем местоположении и нижнем местоположении главной трубы 4, и, более того, смещение О установлено между главными осями вертикальной трубы 4а и трубы 4с.The distributor for the fuel supply pipe of the embodiment shown in FIG. 14 is a distributor for the fuel supply pipe, which is a modification of the embodiment shown in FIG. 10. In this device, the
Конструкции других частей распределителя для топливоподающей трубы, показанной на Фиг.14, являются теми же самыми, что и конструкции, показанные на Фиг.10. Из-за вышеупомянутого смещения О смешанная текучая среда, которая прошла через главную трубу 4с, соударяется с верхней частью стенки трубы 4b. Смешанная текучая среда, состоящая из двухфазного потока твердых частиц - газа, таким образом, изменяется в отношении направления потока верхней частью стенки главной трубы 4b, и после достижения заслонки 11 в главной трубе 4а еще раз изменяется в отношении направления потока на противоположное направление на угол наклона θ. В результате своей инерционности поток твердой фазы в смешанной текучей среде протекает в направлении к стенке главной трубы 4а, которая ближе к ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к горелке нижней ступени. Таким образом, способом, аналогичным результату, описанному со ссылкой на Фиг.10, концентрация и объем потока угольных частиц (твердой фазы) в смешанной текучей среде, которая протекает в направлении к ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к горелке нижней ступени, возрастает по сравнению с характеристиками смешанной текучей среды, которая протекает в направлении к ответвляющейся трубе 15, подсоединенной к горелке верхней ступени.The designs of the other parts of the distributor for the fuel supply pipe shown in FIG. 14 are the same as the designs shown in FIG. 10. Due to the aforementioned displacement O, the mixed fluid that has passed through the main pipe 4c collides with the upper part of the wall of the pipe 4b. The mixed fluid, consisting of a two-phase flow of solid particles - gas, thus changes with respect to the direction of flow by the upper part of the wall of the main pipe 4b, and after reaching the
Распределитель для подающей топливо трубы этого воплощения может быть установлен простой ориентацией при смещении крыльчатой мельницы 3 в положение относительно главной трубы 4а на то же самое значение, что и вышеупомянутое смещение О.The distributor for the fuel supply pipe of this embodiment can be installed with a simple orientation when the
Шестое воплощениеSixth incarnation
Воплощением, показанным на Фиг.15, является также распределитель для топливоподающей трубы, который является модификацией воплощения, показанного на Фиг.10. В этом распределителе главная труба 4 установлена с ответвляющимися трубами 15 и 16, которые ветвятся и подсоединяются к непоказанным горелкам верхней ступени и нижней ступени соответственно, заслонка 11, которая вращается вокруг оси 11а поворота заслонки, размещена на стороне выше по потоку у точки 14 ветвления, а вращающаяся вертушка 22 с осью 22а вращения размещена еще выше по потоку относительно заслонки 11. Ось 11а поворота заслонки и ось 22а вращения размещены в направлении, перпендикулярном основной оси главной трубы 4. Ось 11а поворота заслонки может быть установлена на части верхнего конца заслонки 11, как показано на Фиг.2.The embodiment shown in FIG. 15 is also a manifold for a fuel supply pipe, which is a modification of the embodiment shown in FIG. 10. In this distributor, the
Распределитель для топливоподающей трубы, показанной на Фиг.15, соответствует устройству, в котором распределитель для топливоподающей трубы воплощения, показанного на Фиг.4, дополнительно снабжен вращающейся вертушкой 22 и осью 22а вращения.The distributor for the fuel supply pipe shown in FIG. 15 corresponds to a device in which the distributor for the fuel supply pipe of the embodiment shown in FIG. 4 is further provided with a rotary turntable 22 and a rotation axis 22a.
При сообщении вращения в направлении стрелки В вращающейся вертушке 22, когда угол наклона θ заслонки 11 отвечает неравенству 0<θ<90°, угольные частицы, которые перетекли в область, в которой установлена вращающаяся вертушка 22, будут способствовать двухфазному потоку твердых тел - газа на стороне главной трубы 4 (правой стороне на Фиг.15), которая ближе к ответвляющейся трубе 16, и соударяться с потоком на стороне главной трубы 4 (левой стороне на Фиг.15), которая ближе к ответвляющейся трубе 15 центральной оси 21а. В результате концентрация угольных частиц в смешанной текучей среде в главной трубе 4 поблизости части, на которой была установлена заслонка 11, будет высокой на стороне главной трубы 4, которая ближе к ветвящейся трубе 16, и будет низкой на стороне главной трубы 4, которая ближе к ветвящейся трубе 15. Таким образом, как и в случае четвертого воплощения, показанного на Фиг.10, и пятого воплощения, показанного на Фиг.14, обеспечивается рост концентрации и объема потока угольных частиц в смешанной текучей среде, протекающей в направлении к ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к горелке нижней ступени, по сравнению с характеристиками смешанной текучей среды, протекающей в направлении к ответвляющейся трубе 15, подсоединенной к горелке верхней ступени.When rotation is reported in the direction of the arrow In the rotary turntable 22, when the angle of inclination θ of the
Результаты, уникальные для настоящего воплощения, заключаются в том, что нет необходимости в изгибе главной трубы 4, и в том, что когда угол θ наклона заслонки 11 удовлетворяет неравенству -90°<θ<0, рост концентрации и объема потока угольных частиц в смешанной текучей среде, протекающей в направлении к ответвляющейся трубе 15, по сравнению с характеристиками смешанной текучей среды, протекающей в направлении к ответвляющейся трубе 16, могут быть быстро реализованы при задании направления вращения вращающейся вертушке 22, противоположного направлению стрелки В.The results unique to the present embodiment are that there is no need to bend the
Также в настоящем воплощении, поскольку сильное механическое вращение может быть сообщено двухфазному потоку твердых тел - газа посредством вращающейся вертушки 22 даже в случае, когда имеет место смещенный поток в главной трубе 4 на стороне выше по потоку вращающейся вертушки 22, этот смещенный поток может быть скорректирован быстрее по сравнению с вышеупомянутыми четвертым и пятым воплощениями.Also in the present embodiment, since strong mechanical rotation can be imparted to the two-phase flow of solids - gas by means of the rotating pin 22 even when there is a biased flow in the
В четвертом и пятом воплощениях, поскольку установлена изогнутая часть Е и/или Е′, потеря давления возрастает по сравнению со случаем, где главная труба 4 является прямой трубой. Однако поскольку площадь поперечного сечения траектории потока главной трубы 4 не уменьшается, снижение потери давления на части, на которой установлена заслонка 11, будет значительно большим, чем рост потери давления из-за наличия изогнутой части. То есть поскольку смещенный поток уже преднамеренно образован на стороне выше по потоку заслонки 11, угол θ части заслонки 11 может быть установлен гораздо меньшим, и потеря давления из-за присутствия заслонки 11 может быть, таким образом, значительно снижено. В настоящем воплощении, хотя площадь поперечного сечения траектории потока главной трубы 4 снижена в отношении статики, почти не будет потери давления на части, где установлена вращающаяся вертушка 22, так как скорость вращения вращающейся вертушки 22 может быть установлена гораздо выше, чем скорость потока смешанной текучей среды.In the fourth and fifth embodiments, since the curved part E and / or E ′ is installed, the pressure loss increases compared to the case where the
Седьмое и восьмое воплощенияSeventh and eighth incarnations
Фиг.16 - вид в продольном сечении главных частей распределителя для подающей топливо трубы седьмого воплощения этого изобретения, Фиг.17 - вид в продольном сечении главных частей распределителя для подающей топливо трубы восьмого воплощения, являющегося модификацией воплощения, показанного на Фиг.16, и Фиг.18 - диаграмма, которая иллюстрирует характеристику распределения распределителя по Фиг.16.Fig.16 is a view in longitudinal section of the main parts of the distributor for the fuel supply pipe of the seventh embodiment of this invention; Fig.17 is a view in longitudinal section of the main parts of the distributor for the fuel supply pipe of the eighth embodiment, which is a modification of the embodiment shown in Fig.16, and Fig. .18 is a diagram that illustrates the distribution characteristic of the distributor of FIG. 16.
Как было описано со ссылкой на Фиг.21 и Фиг.22, угольные частицы, которые переносятся лопастью 17 крыльчатки крыльчатой мельницы 3 и через сортировщик 18 приводят к росту смещения в двухфазном потоке твердых тел - газа в главной трубе 4, так что поток d угля высокой концентрации или поток е угля высокой концентрации могут образоваться относительно направления поперечного сечения трубы в двухфазном потоке твердых тел - газа.As described with reference to Fig.21 and Fig.22, coal particles, which are transported by the blade 17 of the impeller of the
В таком случае, как показано на Фиг.19, если, например, заслонка установлена внутри главной трубы 4 в наклонном положении в направлении подачи угля к ответвляющейся трубе 16, которая ведет к горелке нижней ступени, и смешанная текучая среда смещена таким образом, что распределение b концентрации угля в направлении поперечного сечения в главной трубе 4 на стороне выше по потоку заслонки 11 будет таким, что концентрация угля возрастает от центральной части трубы 4 в направлении к ответвляющейся трубе 15 для горелки верхней ступени, поток с высокой концентрацией угля, проходящий через пространство между частью концевой части заслонки 11 и стенкой главной трубы 4 без соударения с заслонкой 11, возрастает и объем потока угля, перетекающего в ответвляющуюся трубу 15 для горелки верхней ступени, также возрастает.In this case, as shown in FIG. 19, if, for example, the shutter is installed inside the
Фиг.18 показывает соотношение между проходом главной трубы 4 в направлении поперечного сечения, образованным заслонкой 11, и коэффициентом концентрации угольных частиц (в направлении к ответвляющейся трубе 16, ведущей к горелке нижней ступени), и при наличии устройства, показанного на Фиг.19, коэффициент концентрации угольных частиц в направлении к ответвляющейся трубе 16, ведущей к горелке нижней ступени, в случае, где имеет место смещенный поток угольных частиц в главной трубе 4 на стороне выше по потоку части, на которой установлена заслонка 11 (см. пунктирную линию), может оказаться ниже коэффициента концентрации угольных частиц в случае, где отсутствует смещенный поток (см. штрих-пунктирную линию).Fig. 18 shows the relationship between the passage of the
В качестве контрмеры для преодоления вышеупомянутого недостатка первого воплощения, проиллюстрированного на Фиг.19, в седьмом воплощении был использован распределитель для топливоподающей трубы устройства, показанного на Фиг.16.As a countermeasure to overcome the aforementioned drawback of the first embodiment illustrated in FIG. 19, in the seventh embodiment, a distributor for the fuel supply pipe of the device shown in FIG. 16 was used.
Седьмое воплощение имеет устройство, в котором предусмотрен кольцевой ограничительный элемент 24 на внутренней стенке главной трубы 4, простирающейся в вертикальном направлении, установлена заслонка 11, снабженная осью 11а поворота, на части ниже по потоку ограничительного элемента 24, а ответвляющиеся трубы 15 и 16, которые ветвятся и подсоединены к непоказанным на чертеже заслонкам верхней и нижней ступеней соответственно, расположены ниже по потоку главной трубы 4, в которой установлена заслонка 11.The seventh embodiment has a device in which an annular
Благодаря вышеупомянутому ограничительному элементу 24 поток смешанной текучей среды С, состоящей из двухфазного потока твердых тел - газа, сужается сначала в направлении к главной оси, а затем расходится после прохождения через ограничительный элемент 24. Распределение концентрации угольных частиц в направлении поперечного сечения главной трубы 4 таким образом становится однородным при прохождении через ограничительный элемент, и далее протекает смешанная текучая среда, имеющая высокую концентрацию угольных частиц на стороне ответвляющейся трубы 16.Due to the
Таким образом, даже если двухфазный поток твердых тел - газа имеет смещение в направлении к ответвляющейся трубе 15 для горелки верхней ступени в главной трубе 4, поскольку количество угля, проходящее через пространство между частью нижнего конца заслонки 11 и стенкой главной трубы 4, показанное на Фиг.19, снижается, можно получить хорошую характеристику распределения.Thus, even if the two-phase solid-gas flow is biased towards the branch pipe 15 for the upper stage burner in the
Фиг.18 показывает характеристику распределения угольных частиц в направлении к ответвляющейся трубе 16, ведущей к горелке нижней ступени устройства, показанного на Фиг.16.Fig. 18 shows a characteristic of the distribution of coal particles towards a branch pipe 16 leading to a burner of the lower stage of the device shown in Fig. 16.
В настоящем воплощении, даже в случае когда имеет место смещенный поток в смешанной текучей среде в главной трубе 4 на стороне выше по потоку части, на которой установлена заслонка 11, поскольку установлен ограничитель 24, снижение коэффициента концентрации угольных частиц в направлении к ответвляющейся трубе 16, ведущей к горелке нижней ступени, не имеет места, и можно получить хорошую характеристику распределения, эквивалентную характеристике распределения в случае, где отсутствует смещенный поток.In the present embodiment, even when there is a biased flow in the mixed fluid in the
Восьмое воплощение, показанное на Фиг.17, является модификацией устройства, показанного на Фиг.16, и в этом воплощении пара ограничительных элементов 25 и 26, которые могут быть отрегулированы по высоте в направлении поперечного сечения главной трубы 4, установлены на внутренних стенках главной трубы 4 на стороне выше по потоку части, где установлена заслонка 11, в главной трубе 4, имеющей прямоугольное поперечное сечение. В случае, когда, например, угольные частицы должны быть поданы в сгущенном виде к ответвляющейся трубе 16 для горелки нижней ступени, поскольку концентрация угольных частиц, поданных к ответвляющейся трубе 15 для горелки верхней ступени, должна быть снижена на части, где установлена заслонка 11, высоту L1 регулируемого по высоте ограничительного элемента 25, установленного на стороне ответвляющейся трубы 15 для горелки верхней ступени, задают большой, а высоту L2 регулируемого по высоте ограничительного элемента 26, установленного на стороне ответвляющейся трубы 16 для противоположной горелки нижней ступени, задают наименьшей, как показано на Фиг.17.The eighth embodiment shown in FIG. 17 is a modification of the device shown in FIG. 16, and in this embodiment, a pair of restriction elements 25 and 26 that can be height-adjusted in the cross-sectional direction of the
Можно таким образом избежать бесполезного роста падения давления внутри главной трубы 4. Итак, будет предпочтительным регулировать высоты L1 и L2 ограничительных элементов 25 и 26 по отношению к внутреннему диаметру D трубы в диапазонах 0≤L1/D≤0,3 и 0≤L2/D≤0,3.It is thus possible to avoid a useless increase in the pressure drop inside the
Девятое и десятое воплощенияNinth and tenth incarnations
На Фиг.24 и Фиг.25 показаны соответственно распределители топлива для топливоподающей трубы девятого воплощения и десятого воплощения.On Fig and Fig shown respectively fuel distributors for the fuel supply pipe of the ninth embodiment and the tenth embodiment.
Девятое воплощение, показанное на Фиг.24, представляет собой пример, где ответвляющаяся труба 16, подсоединенная к горелке нижней ступени в конструкции топливоподающей трубы первого воплощения, снабжена заслонкой 28, посредством которой может быть изменена площадь прохода ответвляющейся трубы 16 из полностью открытого состояния в полностью закрытое состояние, а десятое воплощение, показанное на Фиг.25, представляет собой пример, где ответвляющаяся труба 16, подсоединенная к горелке нижней ступени в конструкции топливоподающей трубы четвертого воплощения, снабжена заслонкой 29, посредством которой может быть изменена площадь прохода ответвляющейся трубы из полностью открытого состояния в полностью закрытое состояние.The ninth embodiment shown in FIG. 24 is an example where the branch pipe 16 connected to the lower stage burner in the fuel supply pipe structure of the first embodiment is provided with a
Ответвляющиеся трубы 15 и 16 конструкции топливоподающей трубы, показанной на вышеупомянутых Фиг.24 или 25, подсоединены соответственно к горелкам 5 ступеней из множества ступеней, образованных в направлении высоты стенок или частей угловых стенок печи 8 котла, показанной схематически на Фиг.20. Заслонка 11, угол наклона которой можно изменить по отношению к направлению потока смешанной текучей среды, установлена внутри топливоподающей трубы 4 на стороне выше по потоку ответвляющихся труб 15 и 16 (Фиг.1 и т.д.), причем, по меньшей мере, ответвляющаяся труба 16, подсоединенная к горелке нижней ступени, снабжена заслонкой 28 или заслонкой 29, посредством которой площадь прохода ответвляющейся трубы 16 можно изменить из полностью открытого состояния до полностью закрытого состояния. Хотя ответвляющаяся труба 15 может быть также снабжена заслонкой 28 или заслонкой 29, с помощью которых можно изменить площадь прохода ответвляющейся трубы 15 из полностью открытого состояния до полностью закрытого состояния, этого здесь не показано.The branch pipes 15 and 16 of the fuel supply pipe structure shown in the aforementioned Figs. 24 or 25 are connected respectively to
Труба 9 теплообменника установлена в печи 8 котла, пример которой показан на Фиг.20, и непоказанная труба теплообменника также установлена в непоказанной траектории потока на выходной части печи. Более того, труба теплообменника установлена на непоказанной задней части теплообменника траектории газового потока на стороне ниже по потоку выходной части печи.A
Как уже было объяснено в части описания, относящейся к уровню техники, во время работы при полной загрузке (100%-й загрузке) котла, температура газа на выходе из печи котла, когда сжигаемый газ достигает задней части теплообменника печи 8, устанавливается ниже точки плавления золы, содержащейся в газе, и устанавливается такой, что температура металлической поверхности трубы теплообменника, которая содержит вышеупомянутую заднюю часть теплообменника, не будет резко возрастать до или выше температуры теплостойкости поверхности. Однако когда котел переключается из режима работы полной загрузки в режим работы частичной загрузки, поскольку количество тепла на входе печи 8 снижается, то температура газа на выходе печи котла также снижается, как и температура пара на выходе котла.As already explained in the part of the description related to the prior art, during operation at full load (100% load) of the boiler, the gas temperature at the outlet of the boiler furnace, when the combusted gas reaches the rear of the heat exchanger of the
Таким образом, в девятом и десятом воплощениях заслонку 11 топливоподающей трубы 4 регулируют в процессе запуска котла, а заслонкой 28 или 29 внутри ответвляющейся трубы 16 манипулируют, и ею открывают подачу угольных частиц в сгущенном виде в ответвляющуюся трубу 16, подсоединенную к горелке нижней ступени, а когда при изменении загрузки после стабилизации горения, когда загрузка изменяется с полной на низкую, заслонкой 28 или 29 в вышеупомянутой ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к горелке нижней ступени, манипулируют в направлении закрытия.Thus, in the ninth and tenth embodiments, the
Посредством регулирования заслонки 11 в топливоподающей трубе 4 и посредством открывания заслонок 28 или 29 в ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к горелке нижней ступени, в процессе запуска котла угольные частицы могут быть поданы в сгущенном виде в ответвляющуюся трубу, подсоединенную к горелке нижней ступени, и обеспечивается сжигание топлива на горелке 13 нижней ступени в процессе запуска котла, когда сжигание топлива является неустойчивым. Итак, когда котел переходит на режим работы с низкой загрузкой из режима высокой загрузки, при котором было достигнуто устойчивое сжигание топлива, заслонкой 28 или 29 в ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к вышеупомянутой горелке 13 нижней ступени, манипулируют в направлении закрытия, чтобы сделать температуру газа на выходе печи достаточно высокой для обеспечения требуемой температуры пара на стороне потребляемого пара.By adjusting the
Хотя были приведены примеры, в которых заслонка 28 или 29 установлена лишь в одной ответвляющейся трубе 16 из двух ответвляющихся труб 15 и 16, показанных на Фиг.24 и 25, заслонки могут быть установлены в обоих трубах 15 и 16. В этом случае, как показано в примерах, проиллюстрированных на Фиг.24 и 25, заслонку устанавливают в ответвляющейся трубе 15 стороны верхней ступени, в дополнение к ответвляющейся трубе 16 стороны нижней ступени.Although examples have been given in which the
Когда заслонкой 28 или 29 в ответвляющейся трубе 16, подсоединенной к горелке нижней ступени, манипулируют в направлении закрытия после перехода загрузки котла с высокой на низкую, открывают заслонку, установленную в ответвляющейся трубе 15.When the
Итак, при установке заслонок в обоих ответвляющихся трубах 15 и 16, заслонкой (не показана) в ответвляющейся трубе 15, подсоединенной к горелке верхней ступени, можно манипулировать в направлении закрытия, когда температура газа на выходе печи должна быть понижена, таким образом обеспечивая возможность регулирования температуры на выходе печи.So, when installing the dampers in both branch pipes 15 and 16, the shutter (not shown) in the branch pipe 15 connected to the upper stage burner can be manipulated in the closing direction when the gas temperature at the outlet of the furnace must be lowered, thus allowing regulation temperature at the outlet of the furnace.
Вышеупомянутые воплощения 1-10 могут быть легко реализованы и предназначены не только для смешанных текучих сред (двухфазных потоков твердых тел - газа), но и для других двухфазных потоков, отличающихся по плотности.The above embodiments 1-10 can be easily implemented and are intended not only for mixed fluids (two-phase flows of solids - gas), but also for other two-phase flows that differ in density.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Благодаря этому изобретению при соответствующих концентрациях угля угольные частицы могут быть распределены по множеству горелок безотносительно к типу угля, величине загрузки и т.д., чтобы улучшить зажигание и обеспечить устойчивое сжигание поблизости горелок.Thanks to this invention, at appropriate coal concentrations, the coal particles can be distributed over a plurality of burners regardless of the type of coal, load size, etc., in order to improve ignition and ensure stable burning near the burners.
В частности, поскольку угольные частицы соответствующих концентраций угля могут быть распределены по множеству горелок, улучшается образование устойчивого пламени поблизости горелок, и поскольку оказывается бесполезной помощь стабилизацией пламени посредством отдельно установленных горелок, сжигание угля в печи стабилизируется даже в области низкой загрузки котла, где оказывается необходимым сокращение количества мельниц. Таким образом, обеспечивается возможность работы в широком диапазоне при регулируемой загрузке.In particular, since coal particles of appropriate coal concentrations can be distributed over many burners, the formation of a stable flame near the burners is improved, and since stabilization of the flame by means of separately installed burners is useless, the combustion of coal in the furnace is stabilized even in the area of low boiler load, where it is necessary reduction in the number of mills. Thus, it is possible to work in a wide range with adjustable load.
Также благодаря этому изобретению заслонка может быть установлена с возможностью наклона относительно направления вдоль потока смешанной текучей среды, и с устройством, в котором предусмотрено колено (изогнутая часть) в трубе для подачи топлива (главной трубе), при этом не увеличивается потеря давления, так как не снижается площадь траектории потока трубы.Also, thanks to this invention, the shutter can be installed with the possibility of tilting relative to the direction along the flow of the mixed fluid, and with a device in which a bend (bent part) is provided in the fuel supply pipe (main pipe), while the pressure loss does not increase, since the area of the pipe flow path does not decrease.
Более того, благодаря этому изобретению смешанная текучая среда высокой концентрации угля может быть подана к конкретной горелке даже в случае, когда имеет место смещенный поток двухфазного потока твердых тел - газа на входной стороне части, на которой установлена заслонка. И это возможно даже в случае, когда установлено различное вспомогательное оборудование в трубе для подачи топлива (главной трубе) на стороне выше по потоку части, на которой установлена заслонка, причем характеристика подачи смешанной текучей среды высокой концентрации угля к упомянутой конкретной горелке на части, на которой установлена заслонка, не будет ухудшаться, и расположение различного оборудования может быть легко спроектировано. Время, требующееся на проектирование системы подачи топлива, может быть таким образом сокращено, а оборудование может быть выполнено более компактным.Moreover, thanks to this invention, a mixed fluid of high coal concentration can be supplied to a specific burner even when there is a biased flow of a two-phase solid-gas stream at the inlet side of the part on which the shutter is mounted. And this is possible even in the case when various auxiliary equipment is installed in the fuel supply pipe (main pipe) on the upstream side of the part on which the shutter is installed, and the characteristic of supplying a mixed fluid of a high concentration of coal to the specific burner in pieces, by which the shutter is installed will not deteriorate, and the arrangement of various equipment can be easily designed. The time required to design a fuel supply system can thus be reduced, and the equipment can be made more compact.
Благодаря этому изобретению в случае, когда котел, использующий смешанную текучую среду, включающую твердое топливо и его газ-носитель, переключается из режима полной загрузки в режим частичной загрузки, то котел может быть задействован таким образом, что температура пара на выходе котла не будет снижаться ниже температуры, требуемой на стороне потребляемого пара.Thanks to this invention, in the case when a boiler using a mixed fluid including solid fuel and its carrier gas is switched from full load to partial load, the boiler can be activated in such a way that the temperature of the steam at the outlet of the boiler will not decrease below the temperature required on the side of the consumed steam.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124444/06A RU2279606C2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Fuel distributor for fuel supply pipe and method of boiler operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124444/06A RU2279606C2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Fuel distributor for fuel supply pipe and method of boiler operation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003124444A RU2003124444A (en) | 2005-03-10 |
RU2279606C2 true RU2279606C2 (en) | 2006-07-10 |
Family
ID=35364139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124444/06A RU2279606C2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Fuel distributor for fuel supply pipe and method of boiler operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2279606C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456496C2 (en) * | 2010-07-06 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Pulverised coal-gas flow distributor |
-
2001
- 2001-12-03 RU RU2003124444/06A patent/RU2279606C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456496C2 (en) * | 2010-07-06 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Pulverised coal-gas flow distributor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124444A (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6976440B2 (en) | Fuel distribution device for fuel feed ducts and method of operating distribution device | |
US7770528B2 (en) | Solid fuel burner, solid fuel burner combustion method, combustion apparatus and combustion apparatus operation method | |
KR100515013B1 (en) | Solid fuel burner, burning method using the same, combustion apparatus and method of operating the combustion apparatus | |
KR840000357B1 (en) | Apparatus for tilting low load coal nozzle | |
RU2153129C2 (en) | Burner and internal combustion device with burner | |
CA1080552A (en) | Burner for powdered fuel | |
KR830002141B1 (en) | Split Nozzles | |
KR20040007278A (en) | Nox-reduced combustion of concentrated coal streams | |
KR101962583B1 (en) | Solid fuel burner | |
JP2014500471A (en) | Apparatus and method for controlling thermal performance of an oxyfuel boiler | |
KR20020000758A (en) | Method of operating a tangential firing system | |
JP3890497B2 (en) | Solid fuel burner and combustion method of solid fuel burner | |
KR890000326B1 (en) | Split nozzle tip for pulverized coal burner | |
KR20200021405A (en) | Solid fuel burner | |
RU2279606C2 (en) | Fuel distributor for fuel supply pipe and method of boiler operation | |
JP2012255600A (en) | Solid fuel burner and combustion device including the same | |
JP2010270990A (en) | Fuel burner and turning combustion boiler | |
US20230213185A1 (en) | Combustion system for a boiler with fuel stream distribution means in a burner and method of combustion | |
CZ20031948A3 (en) | Fuel distributor for fuel delivery channel, fuel delivery system and service duty of the distributor | |
JPH0268405A (en) | Pulverized coal burner | |
RU2230983C1 (en) | Furnace unit | |
RU2253799C1 (en) | Vortex furnace | |
JP2006098030A (en) | Fuel distributor and distributing method for solid fuel combustion facility | |
KR101396574B1 (en) | Pulverized fuel combustion equipment | |
JPH02122103A (en) | Burner of powder particle fuel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131204 |