RU2333426C1

RU2333426C1 - Divider of powder-gas flow

Info

Publication number: RU2333426C1
Application number: RU2007129970/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Смышляев; Вадим Борисович Галускин; Николай Степанович Клепиков; Андрей Викторович Кудрявцев; Феликс Анатольевич Серант; Валерий Викторович Харченко
Original assignee: ЗАО "СибКОТЭС"; ОАО "Инжиниринговая компания "ЗиОМАР"
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2008-09-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to the field of pulverisation and can be used during the preparation of solid fuel for burning in thermal power stations. The divider of the powder-gas stream is formed placed one above the other by cylindrical courses 1 with decreasing diameters on the course of the powder-gas stream. Each of barrel shells 1 is connected by branch pipe 2 with furnace chamber 3. In lower barrel shell 1 coaxially are located cylindrical hollow insert 4 and swirl vane 5. Inside barrel shells 1 is placed conduit pipe 6 whose lower part is attached to cylindrical hollow insert 4, and the upper to furnace chamber 3 in lower barrel shells 1 before cylindrical hollow insert 4 and coaxially with it is established divider 7. On conduit 6 before furnace chamber 3 control valve 8 is mounted. The divider makes it possible to give the thinnest fraction of the powder-gas stream to the upper burner, thus organising above the basic zone of combustion of the regenerative zone with lowered oxygen content. In this zone under action of the products of incomplete burning of part of the oxides of nitrogen (NO_x) is restored to safe atomic nitrogen (N₂). This makes it possible to improve the ecological indices of the work of boiler installations, by reduction in the harmful emissions which are contained in the products of combustion.

EFFECT: improvement in the ecological indices of the work of boiler installations.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области пылеприготовления и может быть использовано при подготовке твердого топлива к сжиганию на тепловых электростанциях.The invention relates to the field of dust preparation and can be used in the preparation of solid fuel for burning in thermal power plants.

Современные тенденции подавления оксидов азота (NO_x) в топках котельных агрегатов осуществляются технологическими методами. Существуют одно-, двух- и трехступенчатые схемы подавления образования оксидов азота. Обеспечить нормативные выбросы (NO_x) можно, используя трехступенчатую схему, в которой существует зона с восстановительной атмосферой, расположенная выше основной зоны горения топлива. Лучшим способом организаций такой зоны является подача в нее природного газа. Для высокореактивных углей организация такой зоны может быть достигнута за счет подачи этого же топлива, но тонкость помола пыли должна быть в 2-3 раза мельче, чем в основных горелках. Существующие делители пылегазового потока по своей конструкции не могут обеспечить такое разделение.Current trends in the suppression of nitrogen oxides (NO _x ) in the furnaces of boiler units are carried out by technological methods. There are one-, two- and three-stage schemes for suppressing the formation of nitrogen oxides. Regulatory emissions (NO _x ) can be achieved using a three-stage scheme in which there is a zone with a reducing atmosphere located above the main zone of fuel combustion. The best way to organize such a zone is to supply natural gas to it. For highly reactive coals, the organization of such a zone can be achieved by supplying the same fuel, but the fineness of dust grinding should be 2-3 times smaller than in the main burners. Existing dust-gas flow dividers by their design cannot provide such a separation.

Известен делитель пылегазового потока, включающий вертикальный корпус, состоящий из поярусно расположенных цилиндрических обечаек с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока, каждая из которых снабжена отводящим патрубком, и завихрителя, размещенного на входе в первую обечайку, при этом каждая обечайка, начиная со второй, имеет диаметр, определяемый по формуле:A known dust-gas flow divider comprising a vertical housing consisting of cylindrically arranged cylindrical shells with decreasing diameters along the dust-gas stream, each of which is equipped with a discharge pipe, and a swirler placed at the entrance to the first shell, each shell, starting from the second, has diameter determined by the formula:

,

где: d_i - диаметр обечайки с i - порядковым номером;where: d _i - diameter of the shell with i - serial number;

d₁ - диаметр первой обечайки;d ₁ - the diameter of the first shell;

n - количество обечаек.n is the number of shells.

(DE 3122476 С2, МПК В04С 3/00, F23K 1/00).(DE 3122476 C2, IPC B04C 3/00, F23K 1/00).

Недостатком настоящего делителя является невозможность подачи самой тонкой фракции пылегазового потока в его верхний отвод. Этим самым исключается применение восстановительной зоны с пониженным содержанием кислорода выше основной зоны горения.The disadvantage of this divider is the inability to feed the finest fraction of the dust and gas stream into its upper outlet. This excludes the use of a reduction zone with a reduced oxygen content above the main combustion zone.

Ближайшим аналогом является делитель пылегазового потока, содержащий два или более цилиндрических корпуса, расположенных коаксиально один над другим с уменьшающимся сечением по ходу движения потока, завихритесь, центральную цилиндрическую полую вставку и отводы пылегазовой взвеси. В центральной цилиндрической полой вставке дополнительно установлены два запорных поворотных клапана, причем ее диаметр равен 0,5-0,6 диаметра корпуса делителя (RU 17021104 А1, МПК F23K 1/00).The closest analogue is a dust and gas flow divider containing two or more cylindrical bodies located coaxially one above the other with a decreasing cross section in the direction of flow, swirl, a central cylindrical hollow insert and dust and gas suspension bends. In the central cylindrical hollow insert, two shut-off rotary valves are additionally installed, and its diameter is 0.5-0.6 of the diameter of the divider body (RU 17021104 A1, IPC F23K 1/00).

Задачей изобретения является создание делителя пылегазового потока, который бы из пылегазового потока отбирал самую мелкую его фракцию и подавал в верхний патрубок для сжигания в зоне восстановления. Это позволит оптимизировать топочный процесс.The objective of the invention is to provide a dust-gas stream divider, which would select its smallest fraction from the dust-gas stream and feed it into the upper pipe for combustion in the recovery zone. This will optimize the furnace process.

Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение соответствует условию изобретательского уровня.From the prior art, no solutions have been identified that have features that match the distinguishing features of the invention. Therefore, we can assume that the proposed technical solution meets the condition of an inventive step.

Сущность изобретения заключается в том, что делитель пылегазового потока образован размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока. Каждая из этих обечаек соединена патрубком с топочной камерой. В нижней обечайке коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка и завихритель. Внутри обечаек установлен трубопровод, нижняя часть которого присоединена к цилиндрической полой вставке, а верхняя к топочной камере.The essence of the invention lies in the fact that the divider of the dust and gas stream is formed by cylindrical shells placed one above the other with decreasing diameters along the dust and gas stream. Each of these shells is connected by a pipe to the combustion chamber. A cylindrical hollow insert and a swirl are coaxially located in the lower shell. A piping is installed inside the shells, the lower part of which is connected to the cylindrical hollow insert, and the upper to the combustion chamber.

В нижней обечайке перед цилиндрической полой вставкой и соосно с ней установлен рассекатель.In the lower shell in front of the cylindrical hollow insert and coaxially mounted with a divider.

На трубопроводе перед топочной камерой установлен регулирующий клапан.A control valve is installed in the pipeline in front of the combustion chamber.

На чертеже представлен продольный разрез делителя пылегазового потока.The drawing shows a longitudinal section of a dust-gas flow divider.

Делитель пылегазового потока образован размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками 1 с уменьшающимися диаметрами по ходу пылегазового потока. Обечайки 1 соединены патрубками 2 с топочной камерой 3. В нижней обечайке 1 коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка 4 и завихритель 5. Внутри обечаек 1 установлен трубопровод 6, нижняя часть которого присоединена к цилиндрической полой вставке 4, а верхняя часть изогнута в сторону топочной камеры 3 и присоединена к ней.The dust and gas flow divider is formed by cylindrical shells 1 placed one above the other with decreasing diameters along the dust and gas flow. The shells 1 are connected by nozzles 2 to the combustion chamber 3. In the lower shell 1, a cylindrical hollow insert 4 and a swirler 5 are coaxially located. Inside the shells 1, a pipe 6 is installed, the lower part of which is connected to the cylindrical hollow insert 4, and the upper part is curved towards the combustion chamber 3 and attached to it.

В нижней обечайке 1 перед цилиндрической полой вставкой 4 и соосно с ней установлен рассекатель 7. На трубопроводе 6 перед топочной камерой 3 установлен регулирующий клапан 8.In the lower shell 1 in front of the cylindrical hollow insert 4 and coaxially mounted with a divider 7. On the pipe 6 in front of the combustion chamber 3 is installed control valve 8.

Делитель пылегазового потока работает следующим образом. Пылегазовый поток поступает в нижнюю обечайку 1 и проходит через завихритель 5, приобретая при этом вращательное движение. Крупные частицы пылегазового потока отбрасываются к стенкам обечаек 1 и движутся вдоль их. В каждой последовательно расположенной обечайке 1 пылегазовый поток попадает в патрубок 2, а затем через горелочные устройства (не показаны) в зону активного горения топочной камеры 3.The dust-gas flow divider operates as follows. Dust and gas flow enters the lower shell 1 and passes through the swirl 5, while acquiring a rotational motion. Large particles of dust and gas flow are discarded to the walls of the shells 1 and move along them. In each sequentially arranged shell 1, the dust and gas stream enters the pipe 2, and then through the burner devices (not shown) into the active combustion zone of the combustion chamber 3.

Часть пылегазового потока самой мелкой фракции попадает в цилиндрическую полую вставку 4, затем в трубопровод 6 и по нему через горелку (не показана) в восстановительную зону топочной камеры 3 с пониженным содержанием кислорода. Здесь под действием продуктов неполного сгорания часть оксидов азота (NO_x) восстанавливается до безопасного атомарного азота (N₂). Изменяя положение регулирующего клапана 8, устанавливают необходимый расход пыли в восстановительную зону топочной камеры 3. Этим самым регулируют распределение пылегазового потока по ярусам основных горелок (не показаны), что позволяет оптимизировать топочный процесс.Part of the dust and gas stream of the smallest fraction enters the cylindrical hollow insert 4, then into the pipe 6 and through it through a burner (not shown) to the recovery zone of the combustion chamber 3 with a low oxygen content. Here, under the action of products of incomplete combustion, part of the nitrogen oxides (NO _x ) is reduced to safe atomic nitrogen (N ₂ ). By changing the position of the control valve 8, the required dust flow rate is established in the recovery zone of the combustion chamber 3. This controls the distribution of the dust and gas flow along the tiers of the main burners (not shown), which allows optimizing the combustion process.

Перед цилиндрической вставкой 4 и соосно с ней установлен рассекатель 7. Он отражает крупные частицы пылегазового потока от центра к стенке нижней обечайки 1. Этим самым обеспечивается надежная подача самой тонкой фракции пылегазового потока в восстановительную зону топочной камеры 3.A divider 7 is installed in front of the cylindrical insert 4 and coaxially with it. It reflects large particles of the dust and gas stream from the center to the wall of the lower shell 1. This ensures reliable feeding of the finest fraction of the dust and gas stream into the recovery zone of the combustion chamber 3.

Заявляемый делитель пылегазового потока позволит существенно улучшить экологические показатели котельных установок путем снижения вредных выбросов, содержащихся в продуктах сгорания, в частности выбросов оксидов азота (NO_x). Это является определяющим фактором возможности наращивания энергетических мощностей во многих регионах страны при работе котлов на твердом топливе.The inventive dust and gas flow divider will significantly improve the environmental performance of boiler plants by reducing harmful emissions contained in combustion products, in particular emissions of nitrogen oxides (NO _x ). This is a determining factor in the possibility of increasing energy capacities in many regions of the country when using solid fuel boilers.

Claims

1. A dust-gas flow divider formed by cylindrical shells placed one above the other with decreasing diameters along the dust-gas stream, each of which is connected by a pipe to the combustion chamber, a cylindrical hollow insert and a swirl are coaxially located in the lower shell, characterized in that a pipe is installed inside the shells, the lower part of which is attached to the cylindrical hollow insert, and the upper to the combustion chamber, in addition, in the lower shell in front of the cylindrical hollow insert and coaxially with th set divider.

2. The dust and gas flow divider according to claim 1, characterized in that a control valve is installed on the pipeline in front of the combustion chamber.