RU2502921C1 - Способ работы вертикальной призматической топки - Google Patents
Способ работы вертикальной призматической топки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2502921C1 RU2502921C1 RU2012123087/06A RU2012123087A RU2502921C1 RU 2502921 C1 RU2502921 C1 RU 2502921C1 RU 2012123087/06 A RU2012123087/06 A RU 2012123087/06A RU 2012123087 A RU2012123087 A RU 2012123087A RU 2502921 C1 RU2502921 C1 RU 2502921C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- furnace
- particles
- coke residue
- jets
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль. Способ работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках, потоки смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания и угольных частиц вводят в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси топки со скоростью 0,10-0,24 скорости ввода воздушных струй, а струи пара подают в образующийся в центре пода слой частиц коксового остатка. Задача изобретения - снижение выноса частиц угля и кокса с газовым факелом из топки, снижение степени обгорания выводимого коксового остатка. 2 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль.
Известен способ работы вертикальной призматической топки путем ввода струй реакционной газовоздушной смеси вдоль оси топки и воздуха вдоль стен с образованием в топке газового факела при окислении газа кислородом воздуха и балластирования факела струями пара (Способ снижения теплового потока в направлении горелочных амбразур / К.В. Осинцев // Электрические станции, №11, 2009. - с.13-17, рис.5). При работе топки снижается уровень температуры факела и уменьшается концентрация вредных оксидов азота, отводимых в атмосферу с продуктами сгорания. Недостаток способа - отсутствие возможности активирования в топке угольных частиц с получением угольного сорбента.
Известен способ работы вертикальной призматической топки путем спутного ввода струй реакционной газовоздушной смеси и угольных частиц размером 2-4 мм, причем угольные частицы подают в потоке воздуха со скоростью (0,25-0,75)wг.c, где wг.c - скорость газовоздушной смеси, м/с (патент РФ №2267055; МПК F23С 1/12 от 31.01.2005 г., Б.И. №36 от 27.12.2005 г.). Способ позволяет отделять из угольных частиц влагу и горючие летучие вещества. Недостаток способа - значительное обгорание коксового остатка с уменьшением размеров частиц и их вынос из топки вместе с газовым факелом.
Известен также способ работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках (авторское свидетельство СССР №1695036, МПК F23С 1/12 от 01.09.89 г.; Б.И. №44 от 30.11.91 г.). Недостаток способа - большая степень выноса коксовых частиц с газовым факелом из топки из-за сильного обгорания с уменьшением размера.
Известен наиболее близкий способ работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках (Перевод котла БКЗ-160 на технологию ступенчатого сжигания топлива / В.В. Осинцев и др. // Электрические станции, №3, 1993. - с.25-29, рис.2). Недостаток способа - большая степень выноса коксовых частиц с газовым факелом из топки из-за сильного обгорания с уменьшением размера.
Задача изобретения - снижение выноса частиц угля и кокса с газовым факелом из топки, снижение степени обгорания выводимого коксового остатка.
Поставленная задача решается способом работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках, реализуемым, согласно изобретению, вводом потоков смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания и угольных частиц в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси топки со скоростью 0,10-0,24 скорости ввода воздушных струй, и подачи струи пара в образующийся в центре пода слой частиц коксового остатка.
Вводом потоков смеси воздуха, продуктов сгорания и частиц бурого угля размером 2-4 мм в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси топки со скоростью wч=(0,10-0,24)wв, где wв - скорость ввода воздушных струй, м/с, достигается более полный вывод влаги и летучих веществ практически без обгорания коксового остатка при минимальном выносе частиц с газовым факелом. При wч=(0,10-0,24)wв степень обгорания коксового остатка составляет (m0-m)·100/m0=(0,1-0,5)%, где m0, m - содержание углерода в исходных частицах и их коксовом остатке, мг; выход влаги при этом Wp·100/Wp 0=100%, где Wp 0, Wp - содержание влаги в исходном угле и коксовом остатке, мг; выход летучих веществ Vг·100/Vг 0=85-90%, где Vг 0, Vг - содержание летучих веществ в исходном угле и коксовом остатке, мг. Как только параметр wч<0,1·wв, выход летучих веществ резко скачкообразно снижается до Vг·100/Vг 0≤45-50%; при wч>0,24·wв, выход летучих веществ Vг·100/Vг 0≈100%, но степень обгорания коксового остатка достигает (m0-m)·100/m0=5-10%, то есть резко скачкообразно увеличивается. При этом, уменьшаясь в размерах, частицы начинают выноситься с газовым факелом. Диапазон при wч=(0,10-0,24)wв по максимизации выхода летучих веществ и минимизации обгорания коксового остатка при подаче в топку частиц бурого угля является оптимальным. Аналогичная картина наблюдается и при вводе в топку частиц каменного угля. Вводом струй пара в образуемый в центре пода слой частиц коксового остатка при условии выдерживания соотношений wч=(0,10-0,24)wв достигается окончательный вывод летучих веществ Vг·100/Vг 0≈100 % при минимальном расходе пара. Как только вывод струй пара выносится из слоя в топочное пространство выход летучих веществ Vг·100/Vг 0≈100% происходит при увеличении расхода пара на 20-50%. Отсюда совокупность отличительных свойств способа работы вертикальной призматической топки является оптимальной, решает поставленную задачу изобретения.
Предлагаемый способ работы вертикальной призматической топки поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема вертикальной призматической топки в продольном разрезе; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1.
Топка на фиг.1, 2 содержит камеру сгорания 1, вертикальные фронтовую, заднюю и боковые стены 2, 3, 4, 5 соответственно, экранированные трубами 6 с нагреваемой пароводяной средой, газовые горелки 7 с каналами 8, 9 для ввода в камеру сгорания 1 газовоздушной смеси 10 и воздуха 11; каналы 8, 9 имеют узлы с регуляторами 12, 13 расхода воздуха, в каналах 8 установлены насадки 14 с газовыпускными соплами 15. Вертикальные плоскости симметрии α каналов 8 ориентированы тангенциально (по касательным) к условной цилиндрической образующей 16, примыкающей к вертикальной оси k топки, а вертикальные плоскости симметрии β каналов 9 ориентированы тангенциально к условной цилиндрической образующей 17, примыкающей к вертикальным стенам 2, 3, 4, 5 с экранами 6. На фронтовой стене 2 установлено сопловое устройство 18 ввода смеси 19 угольных частиц 20, воздуха и газообразных продуктов сгорания 21 с бункером 22 и питателем 23 частиц 20, подводящим газовоздуховодом 24. Под 25 камеры сгорания 1, выполненный в виде конфузорного ската, имеет в центре накопитель 26 твердых коксовых частиц 27, прошедших термообработку в камере сгорания 1 при нагреве газовым факелом 28; в накопителе 26 установлены паровые сопла 29 для ввода струй пара 30, в нижней части накопителя 26 установлен питатель 31 коксовых частиц 27, выводимых в воздушный охладитель 32, в частности, кипящего слоя; охладитель 32 имеет систему 33 регулируемой подачи смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания, систему 34 вывода охлажденных коксовых частиц 27 с питателем 35 и отводящий газоход 36 с фильтром 37 и его продувочным устройством 38, регулятором расхода 39. Газоход 36 подключен к подводящему газовоздуховоду 24 соплового устройства 18.
Предлагаемый способ реализуется при работе устройства на фиг.1, 2 путем тангенциального ввода струй реакционной газовоздушной смеси 10 вдоль вертикальной оси k топки с камерой сгорания 1 и воздуха 11 вдоль стен 2, 3, 4, 5, подачи струй пара 30, потоков 19 смеси угольных частиц 20 размером 2-4 мм, воздуха и газообразных продуктов сгорания 21, нагрева этих частиц газовым факелом 28, образующимся в камере сгорания 1 топки при окислении газа кислородом воздуха 12, 13, с выводом влаги 40 и летучих веществ 41 с образованием частиц из коксового остатка 27 и последующего его гравитационного сепарирования к центру пода 25 со сбором в слой в накопителе 26, охлаждения в воздушном охладителе 32 и вывода охлажденного коксового остатка 27 в качестве сорбента потребителю. К особенности способа относится ввод потоков 19 смеси угольных частиц 20 размером 2-4 мм, воздуха и газообразных продуктов сгорания 21 в воздушные потоки 11 радиально относительно вертикальной оси k топки с камерой сгорания 1 со скоростью wч=(0,10-0,24)wв, где wв - скорость ввода воздушных струй, м/с, а также подачи струй пара 29 в слой коксовых частиц 27 в накопителе 26.
Вводом потоков 19 смеси воздуха, продуктов сгорания 21 и частиц 20 бурого угля размером 2-4 мм в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси k топки со скоростью wч=(0,10-0,24)wв, где wв - скорость ввода воздушных струй, м/с, достигается более полный вывод влаги 40 и летучих веществ 41 практически без обгорания коксового остатка 27 при минимальном выносе частиц 20 и 27 с газовым факелом 28. При wч=(0,10-0,24)wв степень обгорания частиц 27 с коксовым остатком составляет (m0-m)·100/m0=(0,1-0,5)%, где m0, m - содержание углерода в исходных частицах 20 и их коксовом остатке 27, мг; выход влаги 40 при этом Wp·100/Wp 0=100%, где Wp 0, Wp - содержание влаги 40 в исходном угле 20 и коксовом остатке 27, мг; выход летучих веществ 41 Vг·100/Vг 0=85-90%, где Vг 0, Vг - содержание летучих веществ 41 в исходном угле 20 и коксовом остатке 27, мг. Как только параметр wч<0,1·wв, выход летучих веществ 41 резко скачкообразно снижается до Vг·100/Vг 0≤45-50%; при wч>0,24·wв, выход летучих веществ 41 Vг·100/Vг 0≈100%, но степень обгорания коксового остатка 27 достигает (m0-m)·100/m0=5-10%, то есть резко скачкообразно увеличивается. При этом, уменьшаясь в размерах, частицы 20 начинают выноситься с газовым факелом 28. Диапазон при wч=(0,10-0,24)wв по максимизации выхода летучих веществ 41 и минимизации обгорания коксового остатка 27 при подаче в топку частиц 20 бурого угля является оптимальным. Аналогичная картина наблюдается и при вводе в топку в топку частиц каменного угля. Вводом струй пара 29 в образуемый в центре пода слой частиц коксового остатка 42 при условии выдерживания соотношений wч=(0,10-0,24)wв достигается окончательный вывод летучих веществ 41 Vг·100/Vг 0≈100% при минимальном расходе пара. Как только вывод струй пара 29 выносится из слоя в топочное пространство выход летучих веществ 41 Vг·100/Vг 0≈100% происходит при увеличении расхода пара на 20-50%. Отсюда совокупность отличительных свойств способа работы вертикальной призматической топки является оптимальной, решает поставленную задачу изобретения.
Способ может быть реализован также в призматической топке с шестью и восемью вертикальными стенами, с угловым размещением газовых горелок 7, с установкой газовых горелок 7 на каждой из стен, с установкой сопловых устройств 18 как на боковых стенах 4, 5, так и всех стенах 2, 3, 4, 5 на фиг.1, 2.
Практическое использование способа связано, в частности, с энергокотлом типа БКЗ-160, оснащенного тангенциальными газовыми горелками 7, размещенными на стенах 4, 5. При работе котла по предлагаемой технологии снижается расход реакционного газа за счет сжигания в топке выделяемых из угольных частиц 20 летучих веществ 41. Вырабатываемый коксовый остаток 27, или активированный уголь, обладающий сорбционными свойствами, направляется в систему водоподготовки и очистки промстоков ТЭЦ со значительной экономией затрат в сравнении с вариантом его приобретения от стороннего производителя.
Claims (1)
- Способ работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках, отличающийся тем, что потоки смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания и угольных частиц вводят в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси топки со скоростью 0,10-0,24 скорости ввода воздушных струй, а струи пара подают в образующийся в центре пода слой частиц коксового остатка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123087/06A RU2502921C1 (ru) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | Способ работы вертикальной призматической топки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012123087/06A RU2502921C1 (ru) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | Способ работы вертикальной призматической топки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012123087A RU2012123087A (ru) | 2013-12-10 |
RU2502921C1 true RU2502921C1 (ru) | 2013-12-27 |
Family
ID=49682765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012123087/06A RU2502921C1 (ru) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | Способ работы вертикальной призматической топки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2502921C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1673784A1 (ru) * | 1989-08-09 | 1991-08-30 | Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Вертикальна четырехгранна топка дл совместного сжигани газообразного и пылевидного топлив и способ ее работы |
SU1695036A1 (ru) * | 1989-09-01 | 1991-11-30 | Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Топка котла |
RU2079047C1 (ru) * | 1995-06-14 | 1997-05-10 | Челябинский государственный технический университет | Топка котла |
US5908003A (en) * | 1996-08-15 | 1999-06-01 | Gas Research Institute | Nitrogen oxide reduction by gaseous fuel injection in low temperature, overall fuel-lean flue gas |
RU2267055C1 (ru) * | 2005-01-31 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ совместного сжигания природного газа и пыли углесодержащего материала в вертикальной призматической четырехгранной топке котла |
-
2012
- 2012-06-04 RU RU2012123087/06A patent/RU2502921C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1673784A1 (ru) * | 1989-08-09 | 1991-08-30 | Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Вертикальна четырехгранна топка дл совместного сжигани газообразного и пылевидного топлив и способ ее работы |
SU1695036A1 (ru) * | 1989-09-01 | 1991-11-30 | Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Топка котла |
RU2079047C1 (ru) * | 1995-06-14 | 1997-05-10 | Челябинский государственный технический университет | Топка котла |
US5908003A (en) * | 1996-08-15 | 1999-06-01 | Gas Research Institute | Nitrogen oxide reduction by gaseous fuel injection in low temperature, overall fuel-lean flue gas |
RU2267055C1 (ru) * | 2005-01-31 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ совместного сжигания природного газа и пыли углесодержащего материала в вертикальной призматической четырехгранной топке котла |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012123087A (ru) | 2013-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104456575B (zh) | 一种生活垃圾热解燃烧炉及其运行工艺 | |
CN1834535A (zh) | 一种无烟尘的燃煤锅炉及其燃气合成设备 | |
CN105588127A (zh) | 采用生物质气化装置的锅炉燃烧系统 | |
WO2017161633A1 (zh) | 旋风燃烧装置、燃烧设备和燃烧方法 | |
CN205261533U (zh) | 锅炉燃烧系统 | |
CN102443445B (zh) | 生物质移动床连续气化同时去除焦油的工艺与设备 | |
RU169609U1 (ru) | Установка для получения синтез-газа из водоугольного топлива | |
CN202214340U (zh) | 生物质移动床连续气化同时去除焦油的设备 | |
RU2502921C1 (ru) | Способ работы вертикальной призматической топки | |
CN104152184B (zh) | 生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置及其气化方法 | |
CN102506575B (zh) | 一种褐煤提质废水的处理工艺及褐煤提质系统 | |
CN104987889B (zh) | 一种二段式气流床气化方法 | |
CN210568368U (zh) | 一种生物质成型燃料半气化燃烧承压锅炉 | |
RU2499189C1 (ru) | Способ и установка активирования фракционированных по размеру частиц порошкообразного угля | |
RU2510414C1 (ru) | Газогенератор | |
KR101417831B1 (ko) | 순환유동층 생물질 가스화 장치 | |
RU2217477C1 (ru) | Установка для получения синтез-газа из водоугольного топлива | |
CN102252321A (zh) | 燃烧装置 | |
CN104962302A (zh) | 基于循环流化床锅炉燃烧室高温混合料的热解工艺及装置 | |
RU2350838C1 (ru) | Высокотемпературный циклонный реактор | |
RU105417U1 (ru) | Теплогенератор | |
RU2143084C1 (ru) | Способ комбинированного сжигания природного газа, угольной пыли и газообразных продуктов термохимической переработки угля | |
RU2014113855A (ru) | Способ вихревой газогенерации и/или сжигания твердых топлив и устройство для его реализации | |
RU2500953C1 (ru) | Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке | |
CN102329647B (zh) | 热净煤气发生炉及热净煤气的生产方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150605 |