RU2667858C1 - Three-stage method of combustion in a boiling layer of high-ash fuels - Google Patents
Three-stage method of combustion in a boiling layer of high-ash fuels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667858C1 RU2667858C1 RU2017120998A RU2017120998A RU2667858C1 RU 2667858 C1 RU2667858 C1 RU 2667858C1 RU 2017120998 A RU2017120998 A RU 2017120998A RU 2017120998 A RU2017120998 A RU 2017120998A RU 2667858 C1 RU2667858 C1 RU 2667858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- combustion
- ash
- volatile
- particles
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B10/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/042—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with fuel supply in stages
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при сжигании высокозольных углей в кипящем слое, например, высокозольных углей Экибастузского бассейна Казахстана и ряда месторождений России.The invention relates to a power system and can be used in the combustion of high-ash coals in a fluidized bed, for example, high-ash coals of the Ekibastuz basin of Kazakhstan and a number of deposits in Russia.
Известны способы двухступенчатого сжигания твердого высокозольного мелкозернистого топлива (угля) в кипящем слое [Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. 2009, М., Бастет, 528 с.], в соответствии с которыми в качестве первой ступени используются топки с кипящим слоем, где производится тепловая подготовка топлива (прогрев, подсушка с выделением горючих и частичное окисление углерода). Вторая ступень топки фактически является камерой дожигания горючей массы, поступающей из первой ступени топки, содержащей газообразные и твердые летучие продукты сгорания кипящего слоя первой ступени. Недостатком этого способа является большой механический недожог в частицах твердого топлива, выходящих из второй ступени, поскольку время пребывания их в камере дожигания, не обеспечивает высокую степень сгорания коксового остатка.Known methods for two-stage combustion of solid high-ash fine-grained fuel (coal) in a fluidized bed [Sidelkovsky LN, Yurenev VN Boiler plants of industrial enterprises. 2009, M., Bastet, 528 pp.], According to which the fluidized bed furnaces are used as the first stage, where the fuel is heat treated (heating, drying with the release of combustibles and partial carbon oxidation). The second stage of the furnace is actually a combustion chamber for the combustible mass coming from the first stage of the furnace, containing gaseous and solid volatile products of combustion of the fluidized bed of the first stage. The disadvantage of this method is the large mechanical underburning in the solid fuel particles leaving the second stage, since their residence time in the afterburner does not provide a high degree of coke residue combustion.
Для уменьшения величины механического уноса предусмотрены различные способы возврата в топку кипящего слоя уловленного выноса твердых частиц после первой ступени и возврата его в зону над кипящим слоем.To reduce the value of mechanical entrainment, various methods are provided for returning to the furnace a fluidized bed of trapped removal of solid particles after the first stage and returning it to the zone above the fluidized bed.
Известен способ сжигания угля путем подачи твердого топлива в кипящий слой, улавливания взвесенесущих недогоревших твердых частиц топлива и летучей золы с последующим их возвратом в кипящий слой для повторного дожигания [А.С. СССР №1442803, кл. A23C 11/02, 1988].There is a method of burning coal by feeding solid fuel into a fluidized bed, trapping suspended solids unburned solid particles of fuel and fly ash, with their subsequent return to the fluidized bed for re-burning [A.S. USSR No. 1442803, cl. A23C 11/02, 1988].
Недостатком этого способа является то, что уловленная фракция, состоящая из недогоревших твердых частиц топлива и летучей золы, ранее уже была вынесена летучими продуктами сгорания топлива кипящего слоя, поэтому твердые частицы, направляемые в надслоевой объем кипящего слоя не достигнут поверхности кипящего слоя, а догорание твердых частиц топлива будет происходить в результате многократного повторения этого цикла. В результате этого процесса, поскольку циркулирующая смесь продуктов сгорания забалластирована твердыми дисперсными частицами, снижается эффективность работы котла.The disadvantage of this method is that the captured fraction, consisting of unburned solid particles of fuel and fly ash, has previously been removed by the volatile products of combustion of the fluidized bed fuel, therefore, the solid particles sent to the superlayer volume of the fluidized bed will not reach the surface of the fluidized bed, and the burning out of solid fuel particles will occur as a result of repeated repetition of this cycle. As a result of this process, since the circulating mixture of combustion products is ballasted with solid dispersed particles, the efficiency of the boiler is reduced.
Известен способ сжигания в кипящем слое, заключающийся в подаче твердого топлива и воздуха в кипящий слой, отводе продуктов сжигания, выделении из них высокозольного твердого остатка (золы) и малозольного несгоревшего топлива и возврат последнего в кипящий слой [Патент РФ №1574987, кл. F23С 11/02, 1990].There is a method of burning in a fluidized bed, which consists in supplying solid fuel and air to the fluidized bed, the removal of combustion products, the separation of high ash solid residue (ash) and low ash unburned fuel and returning the latter to the fluidized bed [RF Patent No. 1574987, cl. F23C 11/02, 1990].
Недостатком этого способа также является то, что частицы, направляемые в надслоевой объем кипящего слоя, не достигнут поверхности кипящего слоя, а догорание твердых частиц топлива будет происходить в результате многократного повторения этого цикла, что снижает его экономическую эффективность известного способа.The disadvantage of this method is that the particles directed into the superlayer volume of the fluidized bed will not reach the surface of the fluidized bed, and the burning out of solid fuel particles will occur as a result of repeated repetition of this cycle, which reduces its economic efficiency of the known method.
Известен способ сжигания с циркулирующим кипящим слоем (схема Лурги) [Расчеты аппаратов кипящего слоя. Справочник. Под ред. И.П. Мухленова, Б.С. Сажина, В.Д. Фролов В.Д. Л.: Химия. 1986. С. 238-240], [Баскаков А.П., Мацков В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1995. С. 224, 225], согласно которому измельченное до среднего диаметра 0.2-0.3 мм топливо подают в топку камеры сгорания циркулирующего кипящего слоя, твердые летучие продукты сгорания которого после сепарации разделяются на два потока, первый поток направляют на дожигание в топку циркулирующего кипящего слоя, а второй поток направляют в теплообменник кипящего слоя, состоящий из нескольких секций.A known method of combustion with a circulating fluidized bed (Lurga scheme) [Calculations of fluidized bed apparatus. Directory. Ed. I.P. Mukhlenova, B.S. Sazhina, V.D. Frolov V.D. L .: Chemistry. 1986. P. 238-240], [Baskakov A.P., Matskov V.V., Raspopov I.V. Fluidized-bed boilers and furnaces. M .: Energoatomizdat, 1995. P. 224, 225], according to which the fuel crushed to an average diameter of 0.2-0.3 mm is fed into the combustion chamber of the circulating fluidized bed combustion chamber, the solid volatile combustion products of which are separated into two streams after separation, the first stream is directed to afterburning in the furnace of a circulating fluidized bed, and the second stream is sent to a fluidized bed heat exchanger, consisting of several sections.
Недостатком этого способа также является то, что догорание твердых частиц топлива, направляемых в пылегазовый поток циркулирующего кипящего слоя, происходит в результате многократного повторения этого цикла, что снижает экономическую эффективность известного способа. Сжигание золококсовых частиц в теплообменнике кипящего слоя является частичным и неэффективным, поскольку температурные условия в устройстве рассчитаны на процесс охлаждения частиц и далеки от оптимальных значений для их эффективного горения.The disadvantage of this method is that the combustion of solid particles of fuel directed into the dust and gas stream of the circulating fluidized bed occurs as a result of repeated repetition of this cycle, which reduces the economic efficiency of the known method. The combustion of gold-coke particles in a fluidized bed heat exchanger is partial and inefficient, since the temperature conditions in the device are designed for the cooling of particles and are far from optimal values for their efficient combustion.
Известен способ сжигания в кипящем слое измельченных твердых топлив, заключающийся в том, что в нижней части камеры сгорания устанавливается нижняя топка кипящего слоя, а в ее топочном объеме (надслоевым объемом кипящего слоя) устанавливается верхняя топка кипящего слоя, причем недогоревшие частицы топлива в верхнем кипящем слое отбираются и направляются в нижнюю топку кипящего слоя, дутьевой воздух подается импульсно, с длительностью импульса подачи воздуха 0,1-0,3 с и с промежутком между импульсами 3-5 с [Патент РФ №1765616, кл. F23С 11/02, 1992].A known method of burning crushed solid fuels in a fluidized bed is that a lower fluidized bed furnace is installed in the lower part of the combustion chamber, and an upper fluidized bed furnace is installed in its furnace volume (superlayer fluidized bed volume), with unburned fuel particles in the upper fluidized bed the layer is selected and sent to the lower furnace of the fluidized bed, the blast air is supplied pulsed, with a pulse duration of air supply of 0.1-0.3 s and an interval between pulses of 3-5 s [RF Patent No. 1765616, cl. F23C 11/02, 1992].
Недостатком данного способа является необходимость использования частиц твердого топлива, близкого к монодисперсному размеру, что связано со следующими причинами. При движении частиц твердого материала в газообразной среде характерная частота ω, определяющая скорость осаждения твердых частиц при плотности частиц ρ>>ρg (плотности газообразных продуктов сгорания), ω≈13,5 (ρ/ρg)3/2νg/d2, где νg - кинематическая вязкость газообразных продуктов сгорания [Фортье А. Механика суспензий. 1971. 264 с. (с. 113)]. Поэтому указанный диапазон частот, подходящий, например, для частиц мелкой фракции с d=0,1 мм, будет в 100 раз отличаться от частоты для частиц с размером 1 мм. Фактически это будет проявляться в том, что крупные частицы останутся практически неподвижными, поскольку не будут успевать перемещаться в соответствии с импульсной подачей воздуха. Если же диапазон частот будет соответствовать частицам крупной фракции с d=1 мм, то частицы мелкой фракции, перемещающиеся практически со скоростью газообразного потока, не успеют образовать кипящий слой в верхней топке кипящего слоя. То есть частицы мелкой фракции будут сгорать в результате многократного повторения этого цикла, что является технически неэффективным решением.The disadvantage of this method is the need to use solid fuel particles close to monodisperse size, which is associated with the following reasons. When particles of solid material move in a gaseous medium, the characteristic frequency ω, which determines the rate of deposition of solid particles at a particle density ρ >> ρ g (density of gaseous products of combustion), ω≈13.5 (ρ / ρ g ) 3/2 ν g / d 2 , where ν g is the kinematic viscosity of the gaseous products of combustion [Fortier A. Mechanics of suspensions. 1971.264 s. (p. 113)]. Therefore, the indicated frequency range, suitable, for example, for fine particles with d = 0.1 mm, will be 100 times different from the frequency for particles with a size of 1 mm. In fact, this will manifest itself in the fact that large particles will remain practically stationary, since they will not have time to move in accordance with the pulsed air supply. If the frequency range corresponds to particles of a large fraction with d = 1 mm, then particles of a small fraction moving practically at the speed of a gaseous flow will not have time to form a fluidized bed in the upper firebox of the fluidized bed. That is, the fine particles will burn out as a result of repeated repetition of this cycle, which is a technically inefficient solution.
Известен способ сжигания твердого топлива, включающий подачу последнего в кипящий слой, улавливание уноса, смешение последнего с частицами пылевидного топлива одинаковых фракционных составов и сжигание смеси и топлива поочередно, причем для смешения используют пылевидное топливо с зольностью 16-25%, а соотношение последнего и уноса в смеси поддерживается в интервале 2,5-3 [А.С. СССР №1749617, кл. F23С 11/02. 1992].A known method of burning solid fuel, comprising feeding the latter into a fluidized bed, trapping entrainment, mixing the latter with particles of pulverized fuel of the same fractional compositions, and burning the mixture and fuel in turn, moreover, pulverized fuel with an ash content of 16-25% is used for mixing, and the ratio of the latter and entrainment the mixture is maintained in the range of 2.5-3 [A.S. USSR No. 1749617, class F23C 11/02. 1992].
Недостатком данного технического решения является необходимость предварительной классификации исходного топлива для выделения фракционного состава, одинакового с уловленным уносом. В результате на сжигание в кипящий слой направляется одинаковая по фракционному составу, но резко различающаяся по зольности пылевидная смесь - относительно малозольное пылевидное топливо и высокозольный унос. Сжигание смеси проводится в кипящем слое с расходами воздуха, направляемого в газораспределительную решетку и т.д., рассчитанными на конкретный фракционный состав смеси. При этом, поскольку каждая частица смеси сгорает индивидуально, можно принять, что частицы, входящие в состав уноса, выгорят практически до нуля, а частицы пылевидного топлива - до значения, определяемого временем пребывания частиц в кипящем слое и надслоевом объеме кипящего слоя. Поэтому конечная средняя зольность продуктов сгорания увеличится. С эксплуатационной точки зрения периодическая перенастройка топки кипящего слоя со сжигания пылевидной смеси на исходное топлива и наоборот также является недостатком рассматриваемого технического решения, поскольку во время перенастройки топка котла эксплуатируется в переходном режиме. Это приводит к тому, что топка кипящего слоя на основном топливе вырабатывает тепловую энергию, кратно большую, чем при работе на смеси, поэтому эффективность рассматриваемого технического решения снижается.The disadvantage of this technical solution is the need for preliminary classification of the initial fuel to isolate the fractional composition, the same with the entrained entrainment. As a result, a pulverized mixture, identical in fractional composition, but sharply different in ash content, is sent to combustion in a fluidized bed - a relatively low-ash pulverized fuel and high-ash entrainment. The mixture is burned in a fluidized bed with the flow rate of air sent to the gas distribution grid, etc., calculated on the specific fractional composition of the mixture. At the same time, since each particle of the mixture burns individually, it can be accepted that the particles included in the entrainment burn out to almost zero, and the particles of pulverized fuel - to a value determined by the residence time of the particles in the fluidized bed and the superlayer volume of the fluidized bed. Therefore, the final average ash content of the combustion products will increase. From an operational point of view, periodic reconfiguration of the fluidized bed furnace from burning the pulverized mixture to the original fuel and vice versa is also a drawback of the considered technical solution, since during the reconfiguration the boiler furnace is operated in transition mode. This leads to the fact that the fluidized bed furnace on the main fuel generates thermal energy that is a multiple greater than when working on the mixture, therefore the effectiveness of the technical solution under consideration is reduced.
Анализ известных технических решений показал следующее. Все известные технические решения направлены на увеличение времени пребывания высокозольных летучих твердых частиц несгоревшего топлива в надслоевом объеме кипящего слоя. В дальнейшем, летучие частицы разделяют на крупные, с меньшей зольностью, которые направляют на дожигание, а мелкие высокозольные частицы направляют в системы пылеочистки (электрофильтры и т.п.). Увеличение времени пребывания летучих частиц несгоревшего топлива в надслоевом объеме кипящего слоя достигается двумя группами способов.Analysis of known technical solutions showed the following. All known technical solutions are aimed at increasing the residence time of high-ash volatile solid particles of unburned fuel in the superlayer volume of the fluidized bed. Further, volatile particles are divided into large, with less ash content, which are sent for afterburning, and small high-ash particles are sent to dust cleaning systems (electrostatic precipitators, etc.). The increase in the residence time of volatile particles of unburned fuel in the superlayer volume of the fluidized bed is achieved by two groups of methods.
К первой группе способов относятся технические решения, в которых весь газопылевой поток, состоящий из газообразных и высокозольных твердых летучих продуктов сжигания, тем или иным способом закручивают, увеличивая продолжительность их нахождения в надслоевом объеме кипящего слоя (вихревые топки кипящего слоя).The first group of methods includes technical solutions in which the entire gas and dust stream, consisting of gaseous and high-ash solid volatile combustion products, is twisted in one way or another, increasing the length of their stay in the superlayer volume of the fluidized bed (swirling furnaces of a fluidized bed).
Ко второй группе способов относят технические решения, в которых весь газопылевой поток, вначале направляют на классификацию по размеру высокозольных летучих частиц несгоревшего топлива. Летучие зольные частицы вместе с газообразными продуктами сжигания направляют в системы пылеочистки (электрофильтры и т.п.). Уловленные крупные фракции летучей золы прямо или после предварительного накопления, направляют на дожигание в топку кипящего слоя. В этом случае, из-за небольшой крупности летучих частиц золы, их сжигание в кипящем слое совместно со сжиганием измельченного топлива, является неэффективным, поскольку летучие твердые частицы догорают преимущественно в надслоевом объеме кипящего слоя. В случае, если после выгорания кокса зольные частицы обладают большой прочностью, они будут циркулировать до тех пор, пока их размер не уменьшится до значения, характеризующего максимальный размер частиц мелкой фракции. Это обстоятельство приводит к тому, что надслоевой объем забалластирован летучими зольными частицами. Определим, насколько возрастет максимальный размер частиц мелкой фракции из-за балластированния летучих продуктов сгорания кипящего слоя частицами крупных фракций. Кинематическую вязкость запыленного потока определяется по формуле ν=νg(1-ϕ/0,65)-1,675, где νg - кинематическая вязкость газообразных продуктов горения; ϕ - объемная доля твердой фазы [Жданов В.Г., Старов В.М. Определение эффективной вязкости концентрированных суспензий // Коллоид, журн. 1998. т. 60, №6. С. 771-774]. При классификация частиц характерной скоростью является стоксовская скорость свободного осаждения, которая пропорциональна квадрату диаметра частиц [Хаппель Дж, Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М: Мир, 1976, 632 с.]. Из условия равенства скоростей осаждения в не запыленном и запыленном потоках получим, что возрастание диметра частиц в запыленном потоке определяется выражением dз=d[(1-ϕ/0,65)-1,675]1/2 . При ϕ=0,05 dз=1,069 d, при ϕ=0,1 dз=1,15, а при ϕ=0,15 dз=1,55. Поэтому с возрастанием степени запыленности потока возрастает и крупность частиц, направляемых в систему золоудаления, что повышает степень механического недожога летучих твердых частиц.The second group of methods includes technical solutions in which the entire gas and dust stream is first sent for classification according to the size of high-ash volatile particles of unburned fuel. Volatile ash particles together with gaseous products of combustion are directed to dust cleaning systems (electrostatic precipitators, etc.). Caught large fractions of fly ash directly or after preliminary accumulation, are sent to the afterburning in the furnace of the fluidized bed. In this case, due to the small size of the volatile ash particles, their combustion in a fluidized bed together with the combustion of crushed fuel is inefficient, since volatile solid particles burn out mainly in the superlayer volume of the fluidized bed. If, after the coke burns out, the ash particles have high strength, they will circulate until their size decreases to a value characterizing the maximum particle size of the fine fraction. This circumstance leads to the fact that the superlayer volume is ballasted with fly ash particles. Let us determine how much the maximum particle size of the fine fraction increases due to ballasting of the volatile products of the combustion of the fluidized bed by particles of large fractions. The kinematic viscosity of the dusty stream is determined by the formula ν = ν g (1-ϕ / 0.65) -1.675 , where ν g is the kinematic viscosity of the gaseous products of combustion; ϕ - volume fraction of the solid phase [Zhdanov V.G., Starov V.M. Determination of the effective viscosity of concentrated suspensions // Colloid, Zh. 1998.V. 60, No. 6. S. 771-774]. When classifying particles, the characteristic velocity is the Stokes free deposition rate, which is proportional to the square of the particle diameter [Happel J., Brenner G. Hydrodynamics at low Reynolds numbers. M: Mir, 1976, 632 pp.]. From the condition that the deposition rates in the non-dusty and dusty flows are equal, we obtain that the increase in the particle diameter in the dusty flow is determined by the expression d s = d [(1-ϕ / 0.65) -1.675 ] 1/2 . When φ = 0,05 d h = 1,069 d, at φ = 0,1 d s = 1.15, and when φ = 0,15 d = 1,55 s. Therefore, with an increase in the degree of dustiness of the flow, the size of particles sent to the ash removal system also increases, which increases the degree of mechanical underburning of volatile solid particles.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу, выбранным в качестве прототипа, является способ сжигания в кипящем слое инертного наполнителя [Патент РФ №2006746, кл. F23С 10/08, 1994], согласно которому измельченное (дробленное) твердое топливо подают в кипящий слой, улавливают летучий крупнофракционный унос и летучую золу с последующим возвратом одной части крупнофракционного уноса в кипящий слой, другую часть крупнофракционного уноса и летучую золу гранулируют совместно и также направляют в кипящий слой.Of the known technical solutions closest in technical essence to the claimed method, selected as a prototype, is a method of burning an inert filler in a fluidized bed [RF Patent No. 20066746, cl. F23C 10/08, 1994], according to which the crushed (crushed) solid fuel is fed into the fluidized bed, volatile coarse entrainment and fly ash are captured, followed by returning one part of coarse entrainment to the fluidized bed, the other part of coarse entrainment and fly ash are granulated together and also sent to a fluidized bed.
Недостатком этого способа является то, что уловленный крупнофракционный унос ранее уже был вынесен продуктами сгорания из кипящего слоя, то есть, по существу, он являются летучим продуктом сгорания. Поэтому крупнофракционные твердые частицы, направляемые в надслоевой объем кипящего слоя, не достигнут поверхности кипящего слоя, а догорание этих твердых частиц топлива будет происходить в результате многократного повторения этого цикла.The disadvantage of this method is that the captured coarse fractions have already been removed by the combustion products from the fluidized bed, that is, in essence, they are a volatile combustion product. Therefore, coarse-grained solid particles directed into the superlayer volume of the fluidized bed will not reach the surface of the fluidized bed, and the burning of these solid fuel particles will occur as a result of repeated repetition of this cycle.
При совместном гранулировании крупнофракционного уноса и летучей золы размер гранул может быть таким, что гранулы достигнут собственно кипящего слоя, что, несомненно, является положительным фактором. Однако для получения таких гранул необходимо, как отмечено в патенте, использование цементирующих присадок. Такое техническое решений приводят к ухудшению характеристик сжигаемого топлива, а именно повышения его зольности, что снижает техническую и экономическую эффективность известного способа.When co-granulating coarse fractions and fly ash, the granule size can be such that the granules reach the fluidized bed itself, which is undoubtedly a positive factor. However, to obtain such granules, it is necessary, as noted in the patent, the use of cementitious additives. Such technical solutions lead to a deterioration in the characteristics of the combusted fuel, namely increasing its ash content, which reduces the technical and economic efficiency of the known method.
Целью изобретения является повышение экономичности работы топки кипящего слоя при сжигании высокозольных топлив за счет повышения зольности продуктов сжигания.The aim of the invention is to increase the efficiency of the fluidized bed furnace during the combustion of high ash fuels by increasing the ash content of the combustion products.
Указанные цели достигаются тем, что по способу сжигания твердого топлива в кипящем слое, включающему подачу (раздробленного) измельченного топлива в топку кипящего слоя первой ступени, твердые летучие продукты сгорания которой разделяют на летучий крупнофракционный унос и летучую золу, при этом летучий крупнофракционный унос направляют на сжигание в топку кипящего слоя второй ступени, летучую золу направляют в топку кипящего слоя третьей ступени, топки кипящего слоя второй и третьей ступеней располагают последовательно по тракту движения твердых летучих частиц в топке.These goals are achieved by the fact that according to the method of burning solid fuel in a fluidized bed, comprising supplying (crushed) crushed fuel to the furnace of a fluidized bed of the first stage, the solid volatile combustion products of which are separated into volatile coarse fractions and fly ash, while volatile coarse fractions are sent to burning into the furnace of the fluidized bed of the second stage, fly ash is sent to the furnace of the fluidized bed of the third stage, the furnaces of the fluidized bed of the second and third stages are arranged sequentially along the path Nia volatile solid particles in the furnace.
Положительный эффект заключается в том, что сжигание уноса, содержащего крупнофракционные летучие частицы в топке кипящего слоя второй ступени, происходит в установившемся режиме с параметрами (подача воздуха на газораспределительную решетку, размеры дутьевых отверстий, соотношение расходов первичного и вторичного воздуха), согласующимися с дисперсностью крупнофракционного уноса.The positive effect is that the entrainment containing coarse-grained volatile particles in the furnace of the fluidized bed of the second stage takes place in a steady state with parameters (air supply to the gas distribution grid, sizes of blast holes, ratio of primary and secondary air flow rates), consistent with the dispersion of coarse-grained ablation
Наличие топки кипящего слоя второй ступени позволяет организовать отвод выгоревших зольных частиц, даже в случае частиц с большой прочностью зольного остатка, поскольку время пребывания частиц в кипящем слое регулируется и определяется из условия практически полного окисления кокса, входящего в состав частиц крупнофракционного уноса.The presence of a furnace of the fluidized bed of the second stage allows one to organize the removal of burnt ash particles, even in the case of particles with a high ash residue, since the residence time of the particles in the fluidized bed is controlled and determined from the condition of almost complete oxidation of coke, which is part of the coarse particles.
Аналогично, сжигание уноса содержащего мелкие летучие частицы - летучую золу в топке кипящего слоя третьей ступени также происходит в установившемся режиме с параметрами (подача воздуха на газораспределительную решетку, размеры дутьевых отверстий, соотношение расходов первичного и вторичного воздуха), согласующимися с дисперсностью уловленных частиц летучей золы, что также позволяет добиться почти полного сжигания кокса, входящего в состав летучей золы.Similarly, the entrainment of fly ash containing small volatile particles - fly ash in the fluidized bed of the third stage also occurs in the steady state with parameters (air supply to the gas distribution grid, sizes of blast holes, ratio of primary and secondary air flow rates), which are consistent with the dispersion of the caught particles of fly ash , which also allows to achieve almost complete combustion of coke, which is part of fly ash.
Дополнительные топки кипящих слоев второй и третьей ступеней располагают последовательно по тракту движения твердых летучих продуктов сгорания кипящего слоя первой ступени, выполняя в отношении летучего крупнофракционного уноса и летучей золы функции осадительных камер.Additional furnaces of fluidized beds of the second and third stages are arranged sequentially along the path of movement of solid volatile combustion products of the fluidized bed of the first stage, performing the functions of precipitation chambers with respect to volatile coarse ablation and fly ash.
Во всех трех топках кипящего слоя отсутствует циркулирующий поток твердых частиц, балластирующих летучую часть продуктов сжигания. Отрицательное влияние балластированния летучими твердыми частицами продуктов сжигания в наибольшей степени проявляется при использовании твердых топлив с большой прочностью зольного остатка, поскольку измельчение частиц происходит лишь за счет истирания зольных частиц в потоке.In all three furnaces of the fluidized bed there is no circulating flow of solid particles, ballasting the volatile part of the combustion products. The negative effect of ballasting by volatile solid particles of the combustion products is most pronounced when using solid fuels with a high ash residue strength, since particle grinding occurs only due to abrasion of the ash particles in the stream.
Наличие трех последовательных топок кипящего слоя позволяет регулировать в широких пределах тепловую мощность котельной установки в целом и в большей мере учитывать особенности режимов сжигания различных марок твердого топлива и уровень дисперсности топлива, направляемого на сжигание.The presence of three consecutive fluidized bed furnaces makes it possible to widely regulate the thermal power of the boiler plant as a whole and to take into account to a greater extent the features of the combustion modes of various grades of solid fuel and the level of dispersion of the fuel sent for combustion.
Применение предлагаемого способа позволяет в наибольшей степени использовать преимущества технологии сжигания узких фракций твердого топлива в кипящем слое, в том числе, и для топлив с прочным зольным (минеральным) каркасом.Application of the proposed method allows to make the most of the advantages of the technology for burning narrow fractions of solid fuel in a fluidized bed, including for fuels with a strong ash (mineral) frame.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120998A RU2667858C1 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Three-stage method of combustion in a boiling layer of high-ash fuels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120998A RU2667858C1 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Three-stage method of combustion in a boiling layer of high-ash fuels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667858C1 true RU2667858C1 (en) | 2018-09-24 |
Family
ID=63669007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120998A RU2667858C1 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Three-stage method of combustion in a boiling layer of high-ash fuels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667858C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU709938A1 (en) * | 1978-08-21 | 1980-01-15 | Институт Термофизики И Электрофизики Ан Эстонской Сср | Apparatus for gasification of inflammable schists in fluidized bed |
| SU735866A1 (en) * | 1977-09-12 | 1980-05-25 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Им.А.В.Лыкова Ан Белорусской Сср | Apparatus for burning fuel |
| SU1438626A3 (en) * | 1985-03-01 | 1988-11-15 | Дзе М.В.Келлог Компани (Фирма) | Method of burning up sulfur-containing fuel |
| US4854249A (en) * | 1987-08-03 | 1989-08-08 | Institute Of Gas Technology | Two stage combustion |
| RU2006746C1 (en) * | 1990-06-21 | 1994-01-30 | Научно-производственное предприятие "ЭНЭКО" | Combustion process |
| RU2162566C1 (en) * | 2000-05-25 | 2001-01-27 | Валюжинич Михаил Александрович | Solid fuel combustion plant |
-
2017
- 2017-06-15 RU RU2017120998A patent/RU2667858C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU735866A1 (en) * | 1977-09-12 | 1980-05-25 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Им.А.В.Лыкова Ан Белорусской Сср | Apparatus for burning fuel |
| SU709938A1 (en) * | 1978-08-21 | 1980-01-15 | Институт Термофизики И Электрофизики Ан Эстонской Сср | Apparatus for gasification of inflammable schists in fluidized bed |
| SU1438626A3 (en) * | 1985-03-01 | 1988-11-15 | Дзе М.В.Келлог Компани (Фирма) | Method of burning up sulfur-containing fuel |
| US4854249A (en) * | 1987-08-03 | 1989-08-08 | Institute Of Gas Technology | Two stage combustion |
| RU2006746C1 (en) * | 1990-06-21 | 1994-01-30 | Научно-производственное предприятие "ЭНЭКО" | Combustion process |
| RU2162566C1 (en) * | 2000-05-25 | 2001-01-27 | Валюжинич Михаил Александрович | Solid fuel combustion plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jaworek et al. | Particulate matter emission control from small residential boilers after biomass combustion. A review | |
| Duan et al. | Bed agglomeration characteristics of rice straw combustion in a vortexing fluidized-bed combustor | |
| CN101586805B (en) | Combustion device for biomass granular fuel | |
| RU2667858C1 (en) | Three-stage method of combustion in a boiling layer of high-ash fuels | |
| RU2455561C1 (en) | Grate-fired swirling-type furnace for combustion of wood waste | |
| RU2499955C1 (en) | Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation | |
| US4056069A (en) | Method of burning refuse | |
| RU2667725C1 (en) | Device for combustion of high-ash fuel in the fluidized bed | |
| Martins | Historical overview of using fluidized-bed technology for oil shale combustion in Estonia | |
| Khasanova et al. | Method for processing coal-enrichment waste with solid and volatile fuel inclusions | |
| RU2573078C2 (en) | Swirling-type chamber furnace | |
| CN212298956U (en) | Circulating fluidized bed boiler using semi coke or natural gas as fuel | |
| RU2272218C1 (en) | Method of burning fuel | |
| Ninduangdee et al. | Co-combustion of rice husk pellets and moisturized rice husk in a fluidized-bed combustor using fuel staging at a conventional air supply | |
| RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace | |
| RU2566548C1 (en) | Pulverised coal furnace | |
| RU2309328C1 (en) | Method of work of the swirling-type furnace and the swirling-type furnace | |
| RU2032125C1 (en) | Primary furnace | |
| RU2772092C1 (en) | Boiler for burning coal, crushed municipal waste and method of its operation | |
| RU2756712C1 (en) | Combined bark-wood firing device | |
| JP2006084062A (en) | Operation method and device for coal burning furnace | |
| CN212298958U (en) | Circulating fluidized bed boiler using semi coke as fuel | |
| Kovenskii | Conditions for efficient combustion of solid fuel in fluidized-bed furnaces | |
| RU82482U1 (en) | INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL | |
| RU179857U1 (en) | HEATER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200616 |