RU2474758C1 - Method to control temperature of gases at outlet of combustion chamber of swirling-type furnace and swirling-type furnace - Google Patents
Method to control temperature of gases at outlet of combustion chamber of swirling-type furnace and swirling-type furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474758C1 RU2474758C1 RU2011141100/06A RU2011141100A RU2474758C1 RU 2474758 C1 RU2474758 C1 RU 2474758C1 RU 2011141100/06 A RU2011141100/06 A RU 2011141100/06A RU 2011141100 A RU2011141100 A RU 2011141100A RU 2474758 C1 RU2474758 C1 RU 2474758C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- combustion chamber
- temperature
- gases
- outlet
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, а более точно, к способам регулирования температуры газов на выходе из вихревой топки и вихревым топкам.The invention relates to a power system, and more specifically, to methods for controlling the temperature of gases at the exit of a vortex furnace and vortex furnaces.
Тепловая эффективность топки может определяться путем измерения температуры газов на выходе из топки. Так, повышение этой температуры свидетельствует о плохом тепловосприятии топочных экранов, а снижение этой температуры при том же количестве сжигаемого топлива - о повышении эффективности работы топки.The thermal efficiency of the furnace can be determined by measuring the temperature of the gases at the outlet of the furnace. Thus, an increase in this temperature indicates poor heat perception of the furnace screens, and a decrease in this temperature with the same amount of fuel burned indicates an increase in the efficiency of the furnace.
Наиболее распространенным способом увеличения тепловой эффективности топки является использование пылеугольного сжигания. В этом случае топливо подвергается предварительной сушке и измельчению с полностью включенными сепараторами, т.е. возвратом крупных частиц топлива на домол, а также тщательным смешиванием в горелках топлива и воздуха.The most common way to increase the thermal efficiency of a firebox is to use pulverized coal combustion. In this case, the fuel is pre-dried and crushed with the separators fully turned on, i.e. by returning large particles of fuel to the mantle, as well as by thorough mixing of fuel and air in the burners.
Такие топочные устройства работают крайне неэффективно, не обеспечивая эффективного теплообмена, особенно с топливами с неблагоприятными характеристиками золы (сланец, канско-ачинский уголь), из-за шлакования и высоких концентраций NOx и SО2. Температура газов постоянно растет, и ее регулирование может происходить только в узком диапазоне низких нагрузок.Such furnace devices operate extremely inefficiently, without ensuring efficient heat transfer, especially with fuels with unfavorable ash characteristics (shale, Kansk-Achinsk coal), due to slagging and high concentrations of NO x and SO 2 . The temperature of gases is constantly increasing, and its regulation can occur only in a narrow range of low loads.
Известен способ повышения теплообмена и регулирования температуры газов на выходе из топки путем повышения концентрации твердых частиц в топочном объеме многократным возвращением из котла вновь в котел. Это топки с циркулирующим кипящим слоем.A known method of increasing heat transfer and regulating the temperature of gases at the outlet of the furnace by increasing the concentration of solid particles in the furnace volume by multiple return from the boiler again to the boiler. These are circulating fluidized bed furnaces.
Недостатком таких топок являются относительно небольшие мощности (до 200-300 МГВт) и низкая экономичность за счет больших затрат на собственные нужды. Их применение носит ограниченный характер. Кроме того, применение таких или сходных технических решений возможно только при строительстве новых тепловых станций, а на действующих котлах использование циркулирующего кипящего слоя невозможно или возможно только после осуществления дорогостоящей сложной реконструкции.The disadvantage of such furnaces is their relatively small capacities (up to 200-300 MW) and low efficiency due to the high costs of their own needs. Their use is limited. In addition, the use of such or similar technical solutions is possible only during the construction of new thermal stations, and the use of circulating fluidized bed in existing boilers is impossible or only possible after an expensive complex reconstruction.
Известен способ работы вихревой топки и вихревая топка, описанные в патенте РФ №2309328, при работе которой в вихревую зону камеры сгорания подают дробленое топливо, а в зону дожигания возвращают регулируемое количество угольно-золовой смеси из специального средства для ее улавливания. Это средство представляет собой золоуловитель, установленный за камерой сгорания, и циркуляционный золовый канал, через который золоуловитель сообщается с дополнительной горелкой. Золовый канал снабжен регулятором расхода угольно-золовой смеси.A known method of operation of a vortex furnace and a vortex furnace described in RF patent No. 2309328, during which crushed fuel is supplied to the vortex zone of the combustion chamber, and an adjustable amount of coal-ash mixture is returned to the afterburning zone from a special means for collecting it. This tool is an ash collector installed behind the combustion chamber, and a circulating ash channel through which the ash collector communicates with an additional burner. The gold channel is equipped with a coal-ash mixture flow regulator.
Благодаря наличию операции возврата недогоревших, но прогретых, подсушенных и частично разрушенных частиц топлива в зону дожигания обеспечивается повышение тепловой загрузки соответствующих конвективных поверхностей и снижение температуры газов на выходе из топки. Однако конструкция не позволяет регулировать температуру газов на выходе.Due to the operation of returning unburned, but warmed up, dried and partially destroyed fuel particles to the afterburning zone, an increase in the heat load of the corresponding convective surfaces and a decrease in the temperature of the gases leaving the furnace are ensured. However, the design does not allow you to adjust the temperature of the gases at the outlet.
Известна вихревая топка, описанная в патенте РФ №2067724, в которой имеется устройство регулирования фракционного состава топлива. Конструкция топки предусматривает подачу в верхнюю часть топочной камеры мелкоизмельченного топлива, а в нижнюю часть - крупнодисперсного топлива.Known vortex furnace described in the patent of the Russian Federation No. 2067724, in which there is a device for controlling the fractional composition of the fuel. The design of the furnace provides for the supply of finely ground fuel to the upper part of the combustion chamber, and coarse fuel to the lower part.
Это обеспечивается тем, что горелка выполнена в виде по меньшей мере двух расположенных друг над другом каналов для подачи топливовоздушной смеси. Каждый из каналов снабжен устройством для регулирования соотношения "топливо-воздух". Топка снабжена устройством для подачи в каждый канал топлива заданного фракционного состава, например, путем использования пылеконцентратора. В этом случае в вышерасположенный канал подают преимущественно мелкодисперсное топливо, которое успевает сгореть вблизи этого канала, создавая требуемый температурный уровень, а в нижерасположенный - относительно крупнодисперсное топливо, которое успешно сгорает в вихревой зоне.This is ensured by the fact that the burner is made in the form of at least two channels arranged one above the other for supplying the air-fuel mixture. Each of the channels is equipped with a device for regulating the fuel-air ratio. The furnace is equipped with a device for supplying a predetermined fractional composition to each fuel channel, for example, by using a dust concentrator. In this case, finely dispersed fuel is fed into the upstream channel, which manages to burn near this channel, creating the required temperature level, and to the downstream channel, relatively fine fuel, which successfully burns in the vortex zone.
Продольные оси каналов наклонены так, что угол наклона относительно стенки топочной камеры нижерасположенного канала меньше угла наклона относительно этой же стенки вышерасположенного канала, т.е. их оси внутри топочной камеры не пересекаются.The longitudinal axis of the channels is inclined so that the angle of inclination relative to the wall of the combustion chamber of the downstream channel is less than the angle of inclination relative to the same wall of the upstream channel, i.e. their axes inside the combustion chamber do not intersect.
Поскольку описанная конструкция предполагает возможность регулирования соотношения топливо-воздух для каждого из каналов, для верхнего канала обеспечивают образование пылеугольной смеси до поступления в топку, подавая избыточное количество воздуха (внешнее смесеобразование), а для нижнего канала, подавая меньшее количество воздуха, обеспечивают внутреннее смесеобразование, поскольку горючая смесь образуется в результате многократной циркуляции крупнодисперсного топлива в вихревой (нижней) зоне топочной камеры.Since the described design assumes the possibility of controlling the fuel-air ratio for each of the channels, for the upper channel they provide the formation of a pulverized coal mixture before entering the furnace, supplying excess air (external mixture formation), and for the lower channel, supplying less air, provide internal mixture formation since the combustible mixture is formed as a result of repeated circulation of coarse fuel in the vortex (lower) zone of the combustion chamber.
При работе такой топки через оба канала горелки подают топливовоздушную смесь с указанными характеристиками, а снизу, через устройство ввода нижнего дутья, воздух. В верхней части камеры сгорания оказывается избыточное количество кислорода при достаточно высокой загрузке этой зоны частицами топлива, поступающими из вышерасположенного канала горелки. Этим обуславливается относительно высокая температура горения при избыточном количестве кислорода в этой зоне и, следовательно, эффективное дожигание топлива. Загрузка средней части топки осуществляется преимущественно из нижерасположенного канала при недостаточном количестве кислорода.During the operation of such a furnace, air-fuel mixture with the specified characteristics is supplied through both channels of the burner, and air is supplied from the bottom through the lower blast input device. In the upper part of the combustion chamber there is an excess amount of oxygen with a sufficiently high load of this zone by fuel particles coming from the upstream burner channel. This leads to a relatively high combustion temperature with an excess of oxygen in this zone and, consequently, efficient afterburning of fuel. The loading of the middle part of the furnace is carried out mainly from the downstream channel with insufficient oxygen.
В результате взаимодействия вытекающего из этого канала потока топливовоздушной смеси и воздуха, поступающего из устройства ввода нижнего дутья, образуется вихревая зона, основная часть которой характеризуется недостаточным содержанием кислорода и относительно невысокой максимальной температурой и выполняет роль зоны восстановления, а периферийная часть (расположенная вблизи стенки, на которую поступает воздух нижнего дутья) характеризуется избытком кислорода и выполняет роль зоны окисления.As a result of the interaction of the flow of the air-fuel mixture and air coming from the lower blast input device, a vortex zone is formed, the main part of which is characterized by an insufficient oxygen content and a relatively low maximum temperature and acts as a recovery zone, and the peripheral part (located near the wall, to which the lower blast air enters) is characterized by an excess of oxygen and acts as an oxidation zone.
В результате многократной циркуляции в вихревой зоне сгорает основная масса средних частиц топлива, причем из-за недостатка кислорода в вихревой зоне одновременно происходит и процесс восстановления оксидов азота. Крупные частицы топлива из обоих каналов горелки сепарируются в нижнюю часть топки, подхватываются восходящим потоком воздуха и вновь поступают в вихревую зону к горелке и так вплоть до полного выгорания топливных частиц.As a result of repeated circulation in the vortex zone, the bulk of the average fuel particles burn out, and due to the lack of oxygen in the vortex zone, the process of reduction of nitrogen oxides also occurs. Large particles of fuel from both channels of the burner are separated into the lower part of the furnace, are picked up by an upward flow of air and again enter the vortex zone of the burner, and so on, until the fuel particles completely burn out.
В такой топке концентрация топлива в объеме регулируют только через подачу крупных частиц через нижнюю горелку, куда подача воздуха ограничена, а верхняя служит для дожигания частиц топлива.In such a furnace, the fuel concentration in the volume is regulated only through the supply of large particles through the lower burner, where the air supply is limited, and the upper serves to re-burn the fuel particles.
Однако при увеличении загрузки холодным крупнодисперсным топливом нижней части топки горение ухудшается и даже может полностью прекратиться. Возможность регулирования температуры нижней части камеры сгорания в такой топке отсутствует, между высокотемпературной верхней пылевой горелкой и низкотемпературной нижней горелкой (каналами) взаимодействие отсутствует, поскольку, как уже упоминалось выше, оси этих горелок не пересекаются.However, with an increase in the loading of cold coarse fuel of the lower part of the furnace, combustion deteriorates and may even completely stop. The possibility of regulating the temperature of the lower part of the combustion chamber in such a furnace is absent; there is no interaction between the high-temperature upper dust burner and the low-temperature lower burner (channels), since, as mentioned above, the axes of these burners do not intersect.
При конструировании такой топки требуется предусмотреть возможность подготовки топлива с разной концентрацией, т.е. необходимо использовать две мельницы.When designing such a furnace, it is required to provide for the possibility of preparing fuel with different concentrations, i.e. It is necessary to use two mills.
Как уже упоминалось, в такой топке отсутствует взаимодействие (зажигание и поддержание горения топлива) между потоками из верхнего канала, через который подают мелкое пылевидное топливо, и нижнего канала, через который поступает более крупное топливо, из-за указанного наклона осей, т.к. эти потоки не пересекаются.As already mentioned, in such a furnace there is no interaction (ignition and maintenance of fuel combustion) between the flows from the upper channel, through which fine pulverized fuel is supplied, and the lower channel, through which larger fuel flows, because of the indicated axial inclination, because . these flows do not intersect.
Воздух нижнего дутья не способствует поддержанию горения, а гасит, т.к. на практике оператор не может уловить момент, когда нужно снизить количество воздуха нижнего дутья. Это определяет неустойчивый режим работы такой топки. Хотя в такой топке теплообмен может достигать 0,4-0,5 (хороший теплообмен), за счет неустойчивого режима температура на выходе из топки может резко возрастать или, наоборот, снижаться, что создает трудности в регулировании температуры перегретого пара.The air of the lower blast does not contribute to the maintenance of combustion, but extinguishes, because in practice, the operator cannot catch the moment when it is necessary to reduce the amount of lower blast air. This determines the unstable operation of such a furnace. Although heat transfer in such a furnace can reach 0.4-0.5 (good heat transfer), due to the unstable mode, the temperature at the exit from the furnace can sharply increase or, conversely, decrease, which makes it difficult to control the temperature of superheated steam.
Недостатком такой топки является совмещение в одной горелке двух каналов с разделением тонкодисперсного и грубодисперсного потоков с помощью делителей, эффективность которых очень низкая. Грубая пыль при попадании в верхний канал снижает концентрацию топлива в объеме за счет его плохого сгорания, увеличивая мех. недожог.The disadvantage of such a furnace is the combination of two channels in one burner with the separation of fine and coarse flows using dividers, the efficiency of which is very low. Coarse dust when it enters the upper channel reduces the concentration of fuel in the volume due to its poor combustion, increasing the fur. burn out.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создать способ регулирования температуры газа на выходе из вихревой топки и вихревую топку, конструкция которой обеспечивала бы повышение тепловой эффективности работы топки путем регулирования температуры газов на выходе из топки.The basis of the present invention is the task to create a method of controlling the temperature of the gas at the exit of the vortex furnace and the vortex furnace, the design of which would increase the thermal efficiency of the furnace by controlling the temperature of the gases at the exit of the furnace.
Первая поставленная задача решается тем, что в способе регулирования температуры газов на выходе из камеры сгорания вихревой топки, включающей средства для подачи в камеру сгорания потока грубоизмельченного топлива и потока тонкоизмельченного топлива, с использованием в процессе работы контроля температуры газов на выходе из камеры сгорания, потоки топлива направляют с обеспечением взаимодействия потока горящего тонкоизмельченного топлива с потоком грубоизмельченного топлива, при этом соотношение количества подаваемого тонкоизмельченного и грубоизмельченного топлива изменяют в зависимости от температуры газов путем увеличения относительного количества подаваемого грубоизмельченного топлива при повышении температуры газов на выходе из камеры сгорания.The first task is solved by the fact that in the method of controlling the temperature of gases at the outlet of the combustion chamber of the vortex furnace, which includes means for supplying to the combustion chamber a stream of coarse fuel and a stream of fine fuel, using in the process of controlling the temperature of gases at the exit of the combustion chamber, the flows the fuel is directed to ensure the interaction of the flow of burning fine fuel with the flow of coarse fuel, while the ratio of the amount of supplied fine chennogo and gruboizmelchennogo fuel varies depending on the gas temperature by increasing the relative amount of fuel supplied gruboizmelchennogo with increasing gas temperature at the outlet of the combustion chamber.
Благодаря подаче в горелку или группу горелок пылеугольной смеси с предварительным измельчением и включенными сепарационными устройствами до выхода в топку и подачи части топлива через другую горелку или группу горелок, минуя сепарационные устройства в системе пылеприготовления, увеличивают концентрацию грубодисперсного топлива с подачей воздуха, необходимого для удержания отсепарированных крупных частиц и полного горения в топку ниже этих двух потоков.By feeding the pulverized coal mixture into the burner or group of burners with preliminary grinding and separating devices turned on before entering the furnace and supplying part of the fuel through another burner or group of burners, bypassing the separation devices in the dust preparation system, the concentration of coarse-dispersed fuel is increased with the air supply necessary to hold the separated large particles and complete combustion in the furnace below these two streams.
Топливовоздушным потоком с предварительным смесеобразованием и тонким измельчением достигают практически мгновенного воспламенения на срезе горелок и быстрого выгорания почти около 2/3 всего подаваемого топлива, что снижает его концентрацию, но приводит к быстрому росту температур, достигающих 0,7-0,8 от теоретически возможной, и осуществляют передачу тепла от этого источника излучения (факела) к топочным экранам. Вторым потоком без предварительного смесеобразования грубодисперсного топлива, для чего топливо подают, минуя сепарационные устройства, осуществляют сепарацию, преимущественно грубых частиц, размером более 1 мм (10000 мкм), в нижнюю часть топки, в которую подают оставшийся воздух, где происходит повышение концентрации топлива с понижением температуры топочной среды.Fuel-air flow with preliminary mixture formation and fine grinding achieve almost instantaneous ignition at the burner section and quickly burn out about 2/3 of the total supplied fuel, which reduces its concentration, but leads to a rapid increase in temperatures reaching 0.7-0.8 of the theoretically possible , and carry out the transfer of heat from this radiation source (torch) to the furnace screens. The second stream without preliminary mixture formation of coarse-dispersed fuel, for which the fuel is fed, bypassing the separation device, separates mainly coarse particles larger than 1 mm (10,000 microns) into the lower part of the furnace, into which the remaining air is supplied, where the fuel concentration increases with lowering the temperature of the combustion medium.
Воспламенение крупных частиц происходит контактом между ними и за счет излучения первого потока, направленного на низкотемпературный второй поток. Высокая концентрация топлива и отсутствие загрязнений позволяют увеличить суммарный теплообмен и тепловую эффективность и обеспечить заданную температуру газов на выходе из топки, регулируя соотношение подаваемого топлива между первым и вторым потоком.Ignition of large particles occurs by contact between them and due to the radiation of the first stream directed to the low-temperature second stream. A high concentration of fuel and the absence of contaminants make it possible to increase the total heat transfer and thermal efficiency and provide a given temperature of the gases at the outlet of the furnace, adjusting the ratio of the supplied fuel between the first and second flow.
Целесообразно поддерживать диапазон температуры газов в интервале 900-1150°С.It is advisable to maintain the temperature range of the gases in the range of 900-1150 ° C.
Способ реализуется в вихревой топке, включающей камеру сгорания с холодной воронкой и размещенным под ней устройством нижнего дутья, с установленными на противоположных стенках камеры сгорания пылеугольными горелками с каналом для подачи топлива разного фракционного состава, подключенными пылепроводами к сепараторам домола системы пылеприготовления. Оси каналов для подачи топлива наклонены вниз относительно друг друга и направлены с пересечением потоков топлива в объеме камеры сгорания, на выходе из которой установлен датчик контроля температуры газов, сепараторы домола выполнены с возможностью подачи фракции грубоизмельченного топлива по меньшей мере в одну горелку регулятором открытия, минуя сепараторы домола, и подачи фракции тонкоизмельченного топлива по меньшей мере в одну противоположную горелку регулятором закрытия, а указанные регуляторы электрически связаны с датчиком контроля температуры газов.The method is implemented in a vortex furnace, including a combustion chamber with a cold funnel and a lower blast device placed under it, with dust-coal burners installed on opposite walls of the combustion chamber with a channel for supplying fuel of different fractional composition, connected by dust pipes to the separators of the mantle of the dust preparation system. The axes of the fuel supply channels are inclined downward relative to each other and are directed with the intersection of the fuel flows in the volume of the combustion chamber, at the outlet of which a gas temperature control sensor is installed, the mantle separators are configured to supply the fraction of coarsely ground fuel to at least one burner by the opening regulator separators of the mantle, and the supply of fractions of finely divided fuel to at least one opposite burner by a closing regulator, and these regulators are electrically connected to the sensor gas temperature control.
При работе такой топки потоки крупнодисперсного и мелкодисперсного топлива пересекаются, причем благодаря указанному выполнению каналов для подачи топлива потоки топлива перемешиваются и горящее мелкодисперсное топливо поддерживает горение крупнодисперсного топлива. При этом возможно увеличение концентрации топлива в топке без опасности погасания. Увеличение количества крупных частиц обеспечивает снижение температуры и таким образом предотвращает образование шкала загрязнение экранов, а также снижение NOx и SО2.During the operation of such a furnace, the flows of coarse and fine fuel intersect, and due to the indicated arrangement of the channels for supplying fuel, the fuel flows are mixed and the burning fine fuel supports the combustion of coarse fuel. In this case, it is possible to increase the concentration of fuel in the furnace without the danger of extinction. The increase in the number of large particles reduces the temperature and thus prevents the formation of a scale, screen contamination, as well as a decrease in NO x and SO 2 .
Благодаря наличию датчика температуры газов на выходе из топки и электрической связи между датчиком и регуляторами сепараторов изменение соотношения мелкоизмельченного топлива и крупноизмельченного топлива может осуществляться непрерывно и автоматически, что позволяет регулировать температуру газов на выходе и тем самым контролировать эффективность работы топки. Целесообразно датчик контроля температуры устанавливать в зоне температур 900-1150°С.Due to the presence of a gas temperature sensor at the outlet of the furnace and electrical communication between the sensor and separator regulators, the change in the ratio of finely divided fuel and coarse fuel can be carried out continuously and automatically, which allows you to adjust the temperature of the gases at the outlet and thereby control the efficiency of the furnace. It is advisable to install the temperature control sensor in the temperature zone 900-1150 ° C.
Горелки могут быть объединены в пары и расположены по высоте соответствующих стен камеры сгорания с образованием горизонтальных ярусов.The burners can be paired and located along the height of the corresponding walls of the combustion chamber with the formation of horizontal tiers.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором схематически изображена топка, выполненная согласно изобретению, в вертикальном разрезе.The invention is illustrated by a drawing, which schematically depicts a furnace made according to the invention, in vertical section.
Как показано на чертеже, топка включает камеру 1 сгорания с холодной воронкой 2 и размещенным под ней устройством 3 нижнего дутья, с установленными на стенке камеры 1 сгорания средствами 4 для подачи топлива, выполненными с возможностью подачи топлива разного фракционного состава. Расположение осей Х каналов 5 средств 4 для подачи топлива относительно друг друга обеспечивает пересечение потоков топлива в топочной камере 1. Топка включает датчик 6 контроля температуры газов на выходе из топочной камеры 1. Средства 4 для подачи топлива разного фракционного состава включают сепараторы 7 и 8 домола, выполненные с возможностью подачи топлива по меньшей мере в одну горелку 9 грубого измельчения регулятором 10 открытия, минуя сепаратор 7, и по меньшей мере в одну другую горелку 11 регулятором 12 закрытия тонкоизмельченного топлива, причем указанные регуляторы 10, 12 электрически связаны с указанным датчиком 6.As shown in the drawing, the furnace includes a combustion chamber 1 with a cold funnel 2 and a lower blast device 3 located below it, with fuel supply means 4 mounted on the wall of the combustion chamber 1, configured to supply fuel of different fractional composition. The location of the axes X of the channels 5 of the means 4 for supplying fuel relative to each other ensures that the fuel flows in the combustion chamber 1. The furnace includes a sensor 6 for monitoring the temperature of gases at the outlet of the combustion chamber 1. Means 4 for supplying fuel of different fractional composition include separators 7 and 8 of the milling made with the possibility of supplying fuel to at least one coarse grinding burner 9 by the opening regulator 10, bypassing the separator 7, and to at least one other burner 11 by the fine fuel closing regulator 12 wa, and these regulators 10, 12 are electrically connected with the specified sensor 6.
Топка работает следующим образом.The furnace works as follows.
В горелку 11 или группу горелок 11 пылеугольной смеси с предварительным измельчением и включенными сепарационными устройствами 8 подают мелкодисперсное топливо. Часть топлива подают через другую горелку 9 или группу горелок 9, минуя сепарационные устройства в системе пылеприготовления (сепаратор 7). Таким образом, через горелку (группу горелок) 9 подают грубоизмельченное топливо, увеличивая при необходимости его концентрацию в топочной камере. Через устройство 3 нижнего дутья ниже топливных потоков подают воздух, необходимый для удержания крупных частиц и полного горения.Fine fuel is fed into the burner 11 or a group of burners 11 of the pulverized-coal mixture with preliminary grinding and included separation devices 8. Part of the fuel is fed through another burner 9 or a group of burners 9, bypassing the separation devices in the dust preparation system (separator 7). Thus, coarsely ground fuel is supplied through the burner (group of burners) 9, increasing, if necessary, its concentration in the combustion chamber. Through the device 3 of the lower blast below the fuel flows serves the air necessary to hold large particles and complete combustion.
Первым потоком с предварительным смесеобразованием и тонким измельчением достигают практически мгновенного воспламенения на срезе горелок 11 и быстрого выгорания почти около 2/3 всего подаваемого топлива, что снижает его концентрацию, но приводит к быстрому росту температур, достигающих 0,7-0,8 от теоретически возможной. Грубые частицы, размером более 1 мм (10000 мкм), сепарируются в нижнюю часть топки, в которую подают оставшийся воздух, где происходит повышение концентрации топлива с понижением температуры топочной среды и происходит образование горючей смеси.The first stream with preliminary mixing and fine grinding reaches almost instantaneous ignition at the cut of the burners 11 and quickly burns out about 2/3 of the total fuel supply, which reduces its concentration, but leads to a rapid increase in temperatures reaching 0.7-0.8 theoretical possible. Coarse particles larger than 1 mm (10,000 μm) are separated into the lower part of the furnace, into which the remaining air is supplied, where the fuel concentration increases with decreasing temperature of the furnace medium and a combustible mixture forms.
Таким образом, в предлагаемой топке используется одновременно внешнее смесеобразование (пылеприготовление, т.е. измельчение топлива и смешивание с воздухом до подачи в топочную камеру), и внутреннее смесеобразование (смешивание холодных крупных частиц топлива с горящим потоком пылеугольной смеси). Горение крупных частиц, исходящих из горелок 9, поддерживается горящими частицами первого потока как контактом между ними, так и за счет излучения первого потока, направленного на низкотемпературный второй поток.Thus, the proposed furnace uses both external mixture formation (dust preparation, i.e., grinding fuel and mixing with air before being fed into the combustion chamber), and internal mixture formation (mixing cold large particles of fuel with a burning stream of coal mixture). The combustion of large particles coming from the burners 9 is supported by the burning particles of the first stream both by the contact between them and by the radiation of the first stream directed to the low-temperature second stream.
В случае излишнего повышения температуры газов, исходящих из топочной камеры, сигнал от датчика 6 поступает на регулятор 10, который ограничивает подачу мелкодисперсного топлива в топочную камеру. Температура газов на выходе из топки снижается.In the event of an excessive temperature increase of the gases emanating from the combustion chamber, the signal from the sensor 6 is fed to a regulator 10, which restricts the flow of fine fuel into the combustion chamber. The temperature of the gases at the outlet of the furnace is reduced.
При сверхнормативном снижении температуры газов на выходе из топки увеличивают соотношение мелкодисперсного и крупнодисперсного топлива в сторону увеличения доли мелкодисперсного топлива.If the temperature of the gases at the exit from the furnace is excessively reduced, the ratio of fine and coarse fuel is increased in the direction of increasing the proportion of fine fuel.
Снижение температуры в точной камере предотвращает шлакование и загрязнение топочных экранов.Lowering the temperature in the precise chamber prevents slagging and fouling of the fire screens.
Высокая концентрация топлива и отсутствие загрязнений позволяют увеличить суммарный теплообмен и тепловую эффективность и обеспечить заданную температуру газов на выходе из топки, регулируя соотношение подаваемого топлива между первым и вторым потоком.A high concentration of fuel and the absence of contaminants make it possible to increase the total heat transfer and thermal efficiency and provide a given temperature of the gases at the outlet of the furnace, adjusting the ratio of the supplied fuel between the first and second flow.
Кроме повышения тепловой эффективности и возможности регулирования температуры газов на выходе из топки при сжигании, например, горючего сланца или кальцийсодержащих углей канско-ачинского бассейна без шлакования и ограничения мощности изобретение обеспечивает низкоэмиссионное горение с низкими концентрациями NOx и SО2.In addition to increasing thermal efficiency and the ability to control the temperature of gases at the outlet of the furnace during the burning of, for example, oil shale or calcium-containing coals of the Kansk-Achinsk basin without slagging and power limitation, the invention provides low-emission combustion with low concentrations of NO x and SO 2 .
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141100/06A RU2474758C1 (en) | 2011-10-10 | 2011-10-10 | Method to control temperature of gases at outlet of combustion chamber of swirling-type furnace and swirling-type furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141100/06A RU2474758C1 (en) | 2011-10-10 | 2011-10-10 | Method to control temperature of gases at outlet of combustion chamber of swirling-type furnace and swirling-type furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2474758C1 true RU2474758C1 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=49120491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011141100/06A RU2474758C1 (en) | 2011-10-10 | 2011-10-10 | Method to control temperature of gases at outlet of combustion chamber of swirling-type furnace and swirling-type furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474758C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582722C2 (en) * | 2013-08-05 | 2016-04-27 | Евгений Михайлович Пузырёв | Vortex furnace |
| CN111365732A (en) * | 2020-02-28 | 2020-07-03 | 广东电科院能源技术有限责任公司 | Hedging boiler over-fire air self-adaptive control method, system and equipment |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1097856A1 (en) * | 1975-05-19 | 1984-06-15 | Всесоюзный Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Boiler unit |
| SU1248658A1 (en) * | 1984-05-22 | 1986-08-07 | Павлодарский Индустриальный Институт | Jet-type counter-flow mill |
| SU1613805A1 (en) * | 1988-04-27 | 1990-12-15 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of preparing solid fuel to combustion |
| RU2067724C1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-10-10 | Малое государственное внедренческое предприятие "Политехэнерго" | Low-emission swirling-type furnace |
| RU2218520C2 (en) * | 2000-10-11 | 2003-12-10 | Региональная энергетическая комиссия Челябинской области | Boiler for burning clinkering coal |
| US20080105176A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Electric Power Research Institute, Inc. | Staged-coal injection for boiler reliability and emissions reduction |
| RU2428632C2 (en) * | 2010-08-31 | 2011-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Энергомашиностроительный Альянс" | Flaring method of pulverised fuel and device for method's implementation |
-
2011
- 2011-10-10 RU RU2011141100/06A patent/RU2474758C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1097856A1 (en) * | 1975-05-19 | 1984-06-15 | Всесоюзный Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Boiler unit |
| SU1248658A1 (en) * | 1984-05-22 | 1986-08-07 | Павлодарский Индустриальный Институт | Jet-type counter-flow mill |
| SU1613805A1 (en) * | 1988-04-27 | 1990-12-15 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of preparing solid fuel to combustion |
| RU2067724C1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-10-10 | Малое государственное внедренческое предприятие "Политехэнерго" | Low-emission swirling-type furnace |
| RU2218520C2 (en) * | 2000-10-11 | 2003-12-10 | Региональная энергетическая комиссия Челябинской области | Boiler for burning clinkering coal |
| US20080105176A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Electric Power Research Institute, Inc. | Staged-coal injection for boiler reliability and emissions reduction |
| RU2428632C2 (en) * | 2010-08-31 | 2011-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Энергомашиностроительный Альянс" | Flaring method of pulverised fuel and device for method's implementation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582722C2 (en) * | 2013-08-05 | 2016-04-27 | Евгений Михайлович Пузырёв | Vortex furnace |
| CN111365732A (en) * | 2020-02-28 | 2020-07-03 | 广东电科院能源技术有限责任公司 | Hedging boiler over-fire air self-adaptive control method, system and equipment |
| CN111365732B (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-14 | 南方电网电力科技股份有限公司 | Hedging boiler over-fire air self-adaptive control method, system and equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hodžić et al. | Influence of multiple air staging and reburning on NOx emissions during co-firing of low rank brown coal with woody biomass and natural gas | |
| CA2487215C (en) | Solid fuel burner, solid fuel burner combustion method, combustion apparatus and combustion apparatus operation method | |
| Shen et al. | NOx emission characteristics of superfine pulverized anthracite coal in air-staged combustion | |
| CN103267279B (en) | Low-nitric-oxide direct-current pulverized coal combustor adaptive to meager coal boiler | |
| Man et al. | Experimental study on combustion characteristics of pulverized coal preheated in a circulating fluidized bed | |
| CS708588A3 (en) | Process and apparatus for combined combustion of coal | |
| Wei et al. | Burning low volatile fuel in tangentially fired furnaces with fuel rich/lean burners | |
| Li et al. | Optimization of air staging in a 1 MW tangentially fired pulverized coal furnace | |
| JP2003240227A (en) | Solid fuel burner and burning method thereof | |
| RU2474758C1 (en) | Method to control temperature of gases at outlet of combustion chamber of swirling-type furnace and swirling-type furnace | |
| RU2067724C1 (en) | Low-emission swirling-type furnace | |
| CN203323116U (en) | Low nitrogen oxide direct-flow pulverized coal combustion device suitable for lean coal-fired boiler | |
| EP0530969B1 (en) | Circulating fluidized bed boiler apparatus | |
| US20140000236A1 (en) | Combustor | |
| RU136131U1 (en) | DYNAMIC BOILER BURNING DIAGRAM BY WATER-COAL FUEL | |
| JP2008039341A (en) | Coal combustion method and coal combustion device | |
| CN112469943B (en) | Burner device and combustion device | |
| RU2282105C2 (en) | Solid fuel burner (variants), fuel combustion device (variants), boiler (variants), fuel combustion method (variants), boiler system and power plant (variants) | |
| CN217635590U (en) | Circle-cutting combustion system with double combustion areas | |
| CN112833387B (en) | Boiler system for adjusting temperature of flue gas in hearth | |
| RU2566548C1 (en) | Pulverised coal furnace | |
| RU208257U1 (en) | Vortex furnace | |
| WO2020120828A1 (en) | Method for burning fuel, burner and boiler | |
| RU2309328C1 (en) | Method of work of the swirling-type furnace and the swirling-type furnace | |
| RU2756712C1 (en) | Combined bark-wood firing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191011 |