RU82482U1 - INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL - Google Patents

INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL Download PDF

Info

Publication number
RU82482U1
RU82482U1 RU2008102315/22U RU2008102315U RU82482U1 RU 82482 U1 RU82482 U1 RU 82482U1 RU 2008102315/22 U RU2008102315/22 U RU 2008102315/22U RU 2008102315 U RU2008102315 U RU 2008102315U RU 82482 U1 RU82482 U1 RU 82482U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
fuel
combustion
nozzles
water
Prior art date
Application number
RU2008102315/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Геннадиевич Морозов
Владимир Эдуардович Карташян
Евгений Владимирович Еленевский
Original Assignee
Андрей Геннадиевич Морозов
Владимир Эдуардович Карташян
Евгений Владимирович Еленевский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Геннадиевич Морозов, Владимир Эдуардович Карташян, Евгений Владимирович Еленевский filed Critical Андрей Геннадиевич Морозов
Priority to RU2008102315/22U priority Critical patent/RU82482U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU82482U1 publication Critical patent/RU82482U1/en

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

Техническое решение относится к установкам для сжигания низкосортного углеродосодержащего жидкого топлива, преимущественно водоугольного топлива, которым по своим теплотехническим характеристикам является низкосортным энергетическим топливом из-за большого содержания воды. К таким установкам относятся котельные установки, топочные устройства и других энерго-теплогенерирующих установки, эксплуатируемые с обеспечением соблюдения предъявляемых к процессу сжигания экологических требований. При этом, указанные установки могут быть использованы также и для утилизации на них вредных отходов различных производств, добавляемых на различных этапах сжигания топлива, обладающего низкой реакционной способностью, взрыво- и пожаробезопасностью и, по этим причинам, нуждающегося в системе стабилизации в них процесса горения. Задачей является создание установки для сжигания низкосортного, предпочтительно водоугольного, топлива, обеспечивающей повышение технической эффективности и экономичности процесса его сжигания в теплоэнергетических установках, например, котельных установках малой (от 0,5 МВт) и средней мощности (до 30 МВт), в которых по конструктивным соображениям допустимо использование только одной топки НТКС путем обеспечения стабилизации горения. Поставленная задача достигается тем, что в установке для сжигания водоугольного топлива, включающей топочную камеру с форсунками факельного сжигания водоугольного топлива, с воздухораспределительной решеткой для сжигания топлива, расходный бак водоугольного топлива, сообщенный трубопроводом с форсунками факельного сжигания, теплообменник для подогрева дымовыми газами дутьевого воздуха, The technical solution relates to installations for burning low-grade carbon-containing liquid fuels, mainly water-coal fuels, which in terms of their heat engineering characteristics are low-grade energy fuels due to the high water content. Such installations include boiler plants, furnace devices and other energy-heat-generating plants, operated in compliance with environmental requirements for the combustion process. At the same time, these plants can also be used for the disposal of hazardous waste from various industries added at various stages of fuel combustion, which has low reactivity, explosion and fire safety and, for these reasons, needs a stabilization system for the combustion process in them. The objective is to create a facility for burning low-grade, preferably water-coal, fuel, which provides an increase in the technical efficiency and economy of the process of burning it in heat power plants, for example, boiler plants of small (from 0.5 MW) and medium power (up to 30 MW), in which For structural reasons, it is permissible to use only one NTKS furnace by ensuring stabilization of combustion. The task is achieved by the fact that in the installation for burning coal-water fuel, including a combustion chamber with nozzles for flaring combustion of coal-water, with an air distribution grill for burning fuel, a supply tank for coal-water fuel, connected by a pipeline with nozzles for flaring, a heat exchanger for heating flue gases with blast air,

сообщенный с трубопроводом подачи одной части нагретого дутьевого воздуха в форсунки факельного сжигания, а другой - под воздухораспределительную решетку, - топочная камера дополнительно снабжена сообщенными трубопроводом с расходным баком водоугольного топлива форсунками подачи водоугольного топлива на и/или в образованный на воздухораспределительной решетке низкотемпературный кипящий слой инертного материала в количестве, составляющем 15-35% от общего расхода водоугольного топлива, и форсунками тангенциальной подачи дополнительного воздуха при работе установки в установившемся режиме, а трубопроводы подачи дутьевого воздуха выполнены с регулирующими устройствами для обеспечения при сжигании водоугольного топлива теплового режима с газификацией или теплового режима сжигания. При этом, регулирующие устройства выполнены с возможностью обеспечения подачи дутьевого воздуха в форсунки факельного сжигания с коэффициентом избытка 1,2-1,3, а в низкотемпературный кипящий слой - с коэффициентом избытка 1,1-2,5 при тепловом режиме сжигания или с коэффициентом избытка 0,4-0,9 при тепловом режиме с газификацией. Кроме того, при горизонтальной компоновке топочной камеры, форсунки факельного сжигания водоугольного топлива смонтированы с возможностью распыливания его в горизонтальном направлении, параллельно поверхности низкотемпературного кипящего слоя, а при вертикальной компоновке топочной камеры, форсунки факельного сжигания водоугольного топлива смонтированы с возможностью распыливания его сверху вниз в направление центра низкотемпературного кипящего слоя.connected to the pipeline supplying one part of the heated blast air to the flare nozzles, and the other under the air distribution grill, the combustion chamber is additionally equipped with connected nozzles for supplying water-coal fuel to and / or into the low-temperature fluidized bed of inert gas formed on the air distribution grill material in an amount of 15-35% of the total consumption of water-carbon fuel, and nozzles of tangential feed additional of air at the installation in the steady state, and the blast air supply lines formed with regulating devices for the combustion of coal-water fuel gasifying thermal mode or thermal combustion mode. At the same time, control devices are configured to supply blast air to the flare nozzles with an excess coefficient of 1.2-1.3, and into the low-temperature fluidized bed with an excess coefficient of 1.1-2.5 with a thermal combustion mode or with a coefficient excess 0.4-0.9 in the thermal regime with gasification. In addition, with the horizontal layout of the combustion chamber, the nozzles of the flare combustion of coal-water fuel are mounted with the possibility of spraying it in the horizontal direction parallel to the surface of the low-temperature fluidized bed, and with the vertical layout of the combustion chamber, the nozzles of the flare combustion of coal-water fuel are mounted with the possibility of spraying it from top to bottom in the direction center of the low-temperature fluidized bed.

Description

Техническое решение относится к установкам для сжигания водоугольного топлива, которым по своим теплотехническим характеристикам является низкосортным энергетическим топливом из-за большого содержания воды. К таким установкам относятся котельные установки, топочные устройства и других энерго-теплогенерирующих установки, эксплуатируемые с обеспечением соблюдения предъявляемых к процессу сжигания экологических требований. При этом, указанные установки могут быть использованы также и для утилизации на них вредных отходов различных производств, добавляемых на различных этапах сжигания топлива, обладающего низкой реакционной способностью, взрыво- и пожаробезопасностью и, по этим причинам, нуждающегося в системе стабилизации в них процесса горения.The technical solution relates to installations for the combustion of coal-water fuel, which in terms of its thermal characteristics is a low-grade energy fuel due to its high water content. Such installations include boiler plants, furnace devices and other energy-heat-generating plants, operated in compliance with environmental requirements for the combustion process. At the same time, these plants can also be used for the disposal of hazardous waste from various industries added at various stages of fuel combustion, which has low reactivity, explosion and fire safety and, for these reasons, needs a stabilization system for the combustion process in them.

Известна установка для подачи угольного жидкого топлив в топку котла, включающая расходный бак, винтовой насос, пневмотранспортный трубопровод в который включен участок нагревательного ребристого трубопровода, расположенного в канале отвода дымовых газов, обеспечивающего перевод воды, содержащейся в угольном топливе в пар, и форсунку. Установка работает следующим образом. Из расходного бака с помощью винтового насоса ВУТ подают в начальный участок пневмотранспортного трубопровода, в который также вводится сжатый воздух. Образующуюся трехфазную смесь: угольный порошок + вода + сжатый воздух по пневмотранспортному трубопроводу пропускают через A known installation for supplying coal liquid fuels to the boiler furnace, including a supply tank, a screw pump, a pneumatic conveying pipe, which includes a section of a heating ribbed pipe located in the flue gas exhaust channel, providing the transfer of water contained in the coal fuel into steam, and a nozzle. Installation works as follows. Using a screw pump, the VUT is fed from a supply tank to the initial section of the pneumatic conveying pipeline, into which compressed air is also introduced. The resulting three-phase mixture: coal powder + water + compressed air is passed through a pneumatic conveying pipeline through

участок нагревательного ребристого трубопровода, расположенного в канале отвода дымовых газов, обеспечивающих перевод воды в пар. После чего двухфазная смесь: угольный порошок + газ, включающий пар и сжатый воздух, через форсунку в виде аэрозоля с температурой 100-200°С подается на раскаленную поверхность инертного кипящего слоя (RU №2199060, 2001 г.).a section of a heating ribbed pipeline located in the flue gas exhaust channel, providing the transfer of water into steam. After that, a two-phase mixture: coal powder + gas, including steam and compressed air, is fed through a nozzle in the form of an aerosol with a temperature of 100-200 ° С to the hot surface of an inert fluidized bed (RU No. 2199060, 2001).

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, связанная с повышенным образованием вредных выбросов, необходимостью при его реализации постоянного постороннего подвода тепловой энергии к кипящему слою инертного наполнителя и низкая теплонапряженность, поскольку через форсунки подают смесь угольного порошка и паровоздушной смеси, поверхности кипящего слоя достигнут только наиболее крупные частицы угольного порошка. Как правило, минимальный размер частиц угольного порошка (угля), используемого в топках кипящего слоя такой, что большая часть угольного порошка должна сгореть в виде пылеугольного факела, не достигнув поверхности кипящего слоя. По эти причинам, использование данной установки не обеспечивает снижение вредных выбросов по сравнению с факельным сжиганием пылевидного угля, поскольку приводит к выбросам оксидов азота, сравнимым с факельным сжиганием угля. Содержание частиц угля крупных классов 1-2 мм в ВУТ недостаточно для обеспечения автотермического режима кипящего слоя на уровне температур 800°-950°С, которые необходимы для устойчивой работы котельной установки. В связи с этим необходим постоянный подвод тепла к кипящему слою, не предусмотренный в известном устройстве. Низкая теплонапряженность топки низкотемпературного кипящего слоя (НТКС) также ограничивает возможности протекающего в ней процесса, возможность эффективной организации значительного теплосъема в котором от продуктов сгорания с температурой немного выше температуры росы 100°-150°С (в зависимости A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency associated with increased formation of harmful emissions, the need for its implementation of a constant extraneous supply of thermal energy to a fluidized bed of an inert filler, and low heat stress, since a mixture of coal powder and a vapor-air mixture is fed through nozzles, the surface of the fluidized bed is reached only the most large particles of coal powder. As a rule, the minimum particle size of the coal powder (coal) used in the furnaces of the fluidized bed is such that most of the coal powder should burn in the form of a pulverized coal flame before reaching the surface of the fluidized bed. For these reasons, the use of this installation does not provide a reduction in harmful emissions compared to flare combustion of pulverized coal, since it leads to emissions of nitrogen oxides comparable to flare burning of coal. The content of coal particles of large grades of 1-2 mm in the VUT is not enough to ensure the autothermal regime of the fluidized bed at temperatures of 800 ° -950 ° C, which are necessary for the stable operation of the boiler plant. In this regard, a constant supply of heat to the fluidized bed, not provided for in the known device, is required. The low heat stress of the furnace of the low-temperature fluidized bed (NTSC) also limits the possibilities of the process occurring in it, the possibility of efficiently organizing significant heat removal in which from combustion products with a temperature slightly above the dew temperature of 100 ° -150 ° C (depending

от содержания серы в ВУТ) для превращения воды, входящей в состав ВУТ, в пар.from the sulfur content in VUT) for converting the water included in the VUT into steam.

Известно топочное устройство - установка для сжигания водоугольного топлива, включающее расходный бак, винтовой насос, пневмотранспортный трубопровод и форсунку подачу ВУТ. Установка работает следующим образом. Из расходного бака с помощью винтового насоса ВУТ подают в пневмотранспортного трубопровод, в который также вводится сжатый воздух. Образующуюся трехфазную смесь: угольный порошек + вода + сжатый воздух по пневмотранспортному трубопроводу через форсунки в виде аэрозоля подают на площадь горения, образованной установленной в основании топки сопловой камерой, с подводом воздуха, на которую насыпан слой крупнозернистого песка (RU №2151953, 1999 г.).A furnace device is known - a plant for burning coal-water fuel, including a supply tank, a screw pump, a pneumatic conveying pipeline, and a nozzle for the injection of fuel oil. Installation works as follows. Using a screw pump, the VUT is fed from a supply tank into a pneumatic conveying pipeline into which compressed air is also introduced. The resulting three-phase mixture: coal powder + water + compressed air through a pneumatic conveying pipe through nozzles in the form of an aerosol is fed to the combustion area formed by the nozzle chamber installed in the base of the furnace with an air supply onto which a layer of coarse sand is poured (RU No. 2151953, 1999 )

Недостатком известного топочного устройства является его низкая технологичность, экономичность и низкая теплонапряженность топки. Низкая технологичность связана с тем, что из-за сжимаемости воздуха подача трехфазной смеси будет носить пульсирующий характер, что приведет к широкому спектру дисперсности капель ВУТ. В результате этого, очень крупные капли ВУТ, попадающие в кипящий слой, при сгорании превращаются в крупные зольные образования, в которых имеет место механический недожог угля, что снижает экономическую эффективность известного способа. Мельчайшие капли ВУТ не достигают слоя инертного наполнителя из-за высоких скоростей подачи нагретого воздуха, обеспечивающего "кипение″ инертного наполнителя, а выносятся потоком продуктов сгорания за пределы кипящего слоя и топочного объема, что также снижает экономичность известного способа. Низкая теплонапряженность топки НТКС также ограничивает возможности известного устройства.A disadvantage of the known furnace device is its low processability, efficiency and low heat intensity of the furnace. Low manufacturability is due to the fact that, due to air compressibility, the supply of a three-phase mixture will have a pulsating nature, which will lead to a wide dispersion spectrum of VUT droplets. As a result of this, very large drops of HLW falling into the fluidized bed turn into large ash formations during combustion, in which there is a mechanical underburning of coal, which reduces the economic efficiency of the known method. The smallest drops of VUT do not reach the inert filler layer due to the high speeds of the heated air supply, which ensures the “boiling” of the inert filler, but are carried out by the flow of combustion products outside the fluidized bed and the furnace volume, which also reduces the cost-effectiveness of the known method. features of the known device.

По своей технической сущности наиболее близким к заявляемой установке является установка для сжигания водоугольного топлива, In its technical essence, the closest to the claimed installation is a unit for burning water-coal fuel,

включающая топку слоевого сжигания дробленого угля, расходный бак водоугольного топлива, насос, горелки с форсунками водоугольного топлива, устройство подогрева дутьевого воздуха дымовыми газами, устройство разделения его на два потока, устройство подачи одной части потока под колосниковую (воздухораспределительную) решетку, устройство подачи другой части в горелки (Зайденварг В.Е., Трубецкой К.Н., Мурко В.И. и др. Современное состояние мирового производства и использования водоугольного топлива. М.: Недра. 2001. 184 с.).including a furnace for layer-by-layer burning of crushed coal, a consumable tank of coal-water fuel, a pump, burners with nozzles of coal-water fuel, a device for heating blast air with flue gases, a device for separating it into two streams, a device for supplying one part of the stream to the grate (air distribution) grate, and a feeding device for the other part in the burner (Zaydenvarg V.E., Trubetskoy K.N., Murko V.I. and others. The current state of world production and use of water-coal fuel. M .: Nedra. 2001. 184 p.).

Данная установка работает следующим образом. В стандартной слоевой топке сжигают дробленый уголь. Из резервуара водоугольное топливо насосом подают на форсунки, распыливающие его над слоем горящего угля. После подогрева дутьевого воздуха дымовыми газами его разделяют на две части. Одну часть направляют под колосниковую (воздухораспределительную) решетку для слоевого сжигания угля, а другую часть подают в виде вихревого факела для факельного сжигания водоугольного топлива, распыленного в виде вихревого факела, в топочное пространство над решеткой слоевого сжигания.This installation works as follows. Crushed coal is burned in a standard lay furnace. Hydrocarbon fuel is pumped from the reservoir to the nozzles spraying it over a layer of burning coal. After heating the blast air with flue gases, it is divided into two parts. One part is sent under the grate (air distribution) grate for layer-by-layer burning of coal, and the other part is fed in the form of a vortex torch for flaring of coal-water fuel, sprayed in the form of a vortex torch, into the combustion chamber above the grate.

Недостатком известного технического решения является его низкая экономическая эффективность и техническая сложность организации процесса топливоподачи. Это связано с тем, что, хотя при комбинированном факельном сжигании ВУТ и слоевом сжигании угля, механический недожог угля при слоевом сжигании снижается примерно вдвое и составляет около 20%, тем не менее он значительно превосходит величины мехнедожога при сжигании пылевидного угля или факельном сжигании ВУТ, которые измеряются несколькими процентами. Поэтому, если рассматривать эффективность установки в целом, то она не обеспечивает необходимого суммарного снижения мехнедожога. Сложность технологической схемы организации процесса сжигания в установке связана с использованием двух A disadvantage of the known technical solution is its low economic efficiency and the technical complexity of the organization of the fuel supply process. This is due to the fact that although with combined flaring of HLW and layer-by-layer burning of coal, the mechanical underburning of coal during layer-by-layer burning is reduced by about half and amounts to about 20%, nevertheless, it significantly exceeds the value of the mechanical burn during the combustion of pulverized coal or the flaring of HLW, which are measured in several percent. Therefore, if we consider the effectiveness of the installation as a whole, then it does not provide the necessary total reduction in mechanical burnout. The complexity of the technological scheme of the organization of the combustion process in the installation is associated with the use of two

вида топлива - твердого угля, подаваемого на слоевое сжигание, и жидкого - ВУТ.type of fuel - solid coal supplied for layered combustion, and liquid - HLF.

Задачей настоящего технического решения является создание установки для сжигания водоугольного, топлива, обеспечивающей повышение технической эффективности и экономичности процесса его сжигания в теплоэнергетических установках, например, котельных установках малой (от 0,5 МВт) и средней мощности (до 30 МВт), в которых по конструктивным соображениям допустимо использование только одной топки НТКС путем обеспечения стабилизации горения.The objective of this technical solution is to create a unit for burning water-coal fuel, which provides an increase in the technical efficiency and efficiency of the process of burning it in heat power plants, for example, boiler plants of small (from 0.5 MW) and medium power (up to 30 MW), in which For structural reasons, it is permissible to use only one NTKS furnace by ensuring stabilization of combustion.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для сжигания водоугольного топлива, включающей топочную камеру с форсунками факельного сжигания водоугольного топлива, с воздухораспределительной решеткой для сжигания топлива, расходный бак водоугольного топлива, сообщенный трубопроводом с форсунками факельного сжигания, теплообменник для подогрева дымовыми газами дутьевого воздуха, сообщенный с трубопроводом подачи одной части нагретого дутьевого воздуха в форсунки факельного сжигания, а другой - под воздухораспределительную решетку, - топочная камера дополнительно снабжена сообщенными трубопроводом с расходным баком водоугольного топлива форсунками подачи водоугольного топлива на и/или в образованный на воздухораспределительной решетке низкотемпературный кипящий слой инертного материала в количестве, составляющем 15-35% от общего расхода водоугольного топлива, и форсунками тангенциальной подачи дополнительного воздуха при работе установки в установившемся режиме, а трубопроводы подачи дутьевого воздуха выполнены с регулирующими устройствами для обеспечения при сжигании водоугольного топлива теплового режима с газификацией или теплового режима сжигания.The task is achieved by the fact that in the installation for burning coal-water fuel, including a combustion chamber with nozzles for flaring combustion of coal-water, with an air distribution grill for burning fuel, a supply tank for coal-water fuel, connected by a pipeline with nozzles for flaring, a heat exchanger for heating flue gases with blast air, communicated with the pipeline supplying one part of the heated blast air to the flare nozzles, and the other under the air distribution grate, - the combustion chamber is additionally equipped with nozzles for supplying carbonaceous fuel to and / or into the low-temperature boiling layer of inert material formed in the air distribution grill in an amount of 15-35% of the total consumption of water-carbon fuel and tangential feed nozzles connected by a pipeline with a consumable tank of coal-water fuel additional air when the unit is operating in steady state, and the blast air supply pipelines are made with control devices to ensure cross-section during the combustion of coal-water fuel of a thermal regime with gasification or a thermal regime of combustion.

При этом, регулирующие устройства выполнены с возможностью обеспечения подачи дутьевого воздуха в форсунки факельного сжигания с At the same time, the control devices are made with the possibility of supplying blast air to the flare nozzles with

коэффициентом избытка 1,2-1,3, а в низкотемпературный кипящий слой - с коэффициентом избытка 1,1-2,5 при тепловом режиме сжигания или с коэффициентом избытка 0,4-0,9 при тепловом режиме с газификацией. Кроме того, при горизонтальной компоновке топочной камеры, форсунки факельного сжигания водоугольного топлива смонтированы с возможностью распыливания его в горизонтальном направлении, параллельно поверхности низкотемпературного кипящего слоя, а при вертикальной компоновке топочной камеры, форсунки факельного сжигания водоугольного топлива смонтированы с возможностью распыливания его сверху вниз в направление центра низкотемпературного кипящего слоя.the excess coefficient of 1.2-1.3, and in the low-temperature fluidized bed - with an excess coefficient of 1.1-2.5 in the thermal regime of combustion or with an excess coefficient of 0.4-0.9 in the thermal regime of gasification. In addition, with the horizontal layout of the combustion chamber, the nozzles of the flare combustion of coal-water fuel are mounted with the possibility of spraying it in the horizontal direction parallel to the surface of the low-temperature fluidized bed, and with the vertical layout of the combustion chamber, the nozzles of the flare combustion of coal-water fuel are mounted with the possibility of spraying it from top to bottom in the direction center of the low-temperature fluidized bed.

Использование в качестве горящего слоя топлива низкотемпературного кипящего слоя инертного материала с использованием в качестве топлива ВУТ позволяет отказаться от второго стабилизационного вида топлива, в прототипе - угля при слоевом сжигании. Это упрощает систему топливоподачи и повышает экономическую эффективность устройства, поскольку мехнедожог при сжигании топлив в топках низкотемпературного кипящего слоя с отводом из слоя зольных остатков не превышает одного процента. При сжигании ВУТ, приготовленного из высокозольных углей с зольностью выше 20-30% (в зависимости от марки угля), это достигается за счет того, что образующиеся из капель ВУТ прочные зольные остатки при достаточном времени пребывания в НТКС практически полностью дожигаются и принудительно выводятся из него. При сжигании же малозольного ВУТ несмотря на то, что из-за малой механической прочности зольные остатки истираются и выносятся из слоя с продуктами сгорания или горючими газами, их эффективное дожигание обеспечивается в факеле. Температура низкотемпературного кипящего слоя находится в пределах, определяемых процессом горения угля, входящего в состав водоугольного топлива. При этом, нижнее значение температуры кипящего слоя в НТКС ~800°С определяется условием поддержания скорости горения капель ВУТ на The use of a low-temperature fluidized bed of an inert material as a burning fuel layer with the use of VUT as a fuel makes it possible to abandon the second stabilization type of fuel, in the prototype, coal during layer combustion. This simplifies the fuel supply system and increases the economic efficiency of the device, since the mechanical burnout when burning fuels in the furnaces of the low-temperature fluidized bed with removal of ash residues from the layer does not exceed one percent. When burning HLT prepared from high-ash coals with an ash content above 20-30% (depending on the grade of coal), this is achieved due to the fact that strong ash residues formed from HLT droplets with an adequate residence time in NTX are almost completely burned out and forced to be removed from him. When burning low-ash HLW, despite the fact that, due to the low mechanical strength, the ash residues are abraded and removed from the bed with combustion products or combustible gases, their effective afterburning is ensured in the flare. The temperature of the low-temperature fluidized bed is within the limits determined by the combustion process of coal, which is part of the coal-water fuel. At the same time, the lower value of the temperature of the fluidized bed in the NTSC ~ 800 ° C is determined by the condition of maintaining the burning rate of the VUT drops at

уровне, достаточном для полного выгорания органической части топлива в течение времени его пребывания в НТКС и топочном объеме котла. Верхнее значение температуры кипящего слоя в НТКС должно быть на 50° градусов ниже минимальной температуры плавления минеральной части угля (в зависимости от марки угля - от 1000°С), что предотвращает слипание зольных частиц как в НТКС, так и в топочном объеме котла.a level sufficient to completely burn out the organic part of the fuel during its stay in the NTKS and the furnace volume of the boiler. The upper temperature of the fluidized bed in the NTCC should be 50 ° degrees lower than the minimum melting temperature of the mineral part of coal (depending on the grade of coal - from 1000 ° C), which prevents the ash particles from sticking together both in the NTCC and in the furnace volume of the boiler.

Подача водоугольного топлива в низкотемпературный кипящий слой составляет от 15-20% до 30-35% от общего расхода ВУТ. Минимальные значения указанных пределов относятся к ВУТ, приготовленным из низкозольных углей с максимальной теплотой сгорания ВУТ (31-28 МДж/кг). Максимальные значения указанных пределов - к ВУТ, приготовленным из высокозольных углей с низкой теплотой сгорания (18-15 МДж/кг). Величина минимальной подачи ВУТ в НТКС определяется из условия поддержания стабильного режима горения в НТКС при обеспечении минимальной теплопроизводительности котла. На этих режимах подачи НТКС может работать автономно, без факельной подачи ВУТ при минимальной теплопроизводительности. При дополнительной подаче ВУТ на факельное сжигание теплопроизводительность возрастает до 100%, то есть обеспечивается возможность широкой регулировки мощности котельной установки.The supply of coal-water fuel to the low-temperature fluidized bed is from 15-20% to 30-35% of the total consumption of the fuel-oil mixture. The minimum values of the specified limits relate to HLW prepared from low-ash coals with a maximum heat of combustion of HLW (31-28 MJ / kg). The maximum values of the indicated limits are for HF prepared from high-ash coals with low heat of combustion (18-15 MJ / kg). The value of the minimum supply of HLF to the NTSC is determined from the condition of maintaining a stable combustion mode in the NTKS while ensuring the minimum heat output of the boiler. In these feed modes, the NTKS can operate autonomously, without the flare feed of the fuel-and-chemical assembly with minimal heat output. With the additional supply of HLF for flaring, the heating capacity increases to 100%, that is, it is possible to widely adjust the power of the boiler plant.

Топки низкотемпературного кипящего слоя позволяют варьировать режимы сжигания ВУТ. Так, при коэффициенте избытка воздуха а равном или выше единицы (например, α=1.1-2.5), сжигание ВУТ происходит с образованием продуктов сгорания в виде Н2О и СО2. В этом случае воздействие продуктов сгорания НТКС на факел связано, в основном, с тепловым воздействием - нагревом среды, в которой происходит факельное сжигание ВУТ. При коэффициенте избытка воздуха меньшем единицы (α=0,4-0.9), в режиме газификации топлива, в состав продуктов сгорания НТКС наряду с Н2О и СО2. входят Н2 и СО, в результате чего, газовая среда имеет The furnaces of the low-temperature fluidized bed allow varying the combustion regimes of the fuel-and-chemical fuel. So, when the coefficient of excess air a is equal to or higher than unity (for example, α = 1.1-2.5), the combustion of HLF occurs with the formation of combustion products in the form of H 2 O and CO 2 . In this case, the effect of the NTCC combustion products on the flare is associated mainly with the thermal effect - heating of the medium in which the flare combustion of the fuel-grade fluid occurs. When the coefficient of excess air is less than unity (α = 0.4-0.9), in the mode of gasification of fuel, the composition of the combustion products of NTCC along with H 2 O and CO 2 . includes H 2 and CO, as a result of which, the gaseous medium has

полувосстановительный характер. В этом случае воздействие продуктов сгорания НТКС на факел связано как с тепловым воздействием - нагревом среды, в которой происходит факельное сжигание ВУТ - так и с дожиганием H2 и СО до Н2О и СО2 в зоне воспламенения факела, что приводит к дополнительному тепловыделению, а значит и возрастанию температуры в зоне воспламенения факела ВУТ, способствуя его интенсификации, стабилизации и устойчивой работе топки.semi-recovery character. In this case, the effect of the NTCC combustion products on the flare is connected both with the thermal effect - heating of the medium in which the flammable fuel is flared - and with the burning of H 2 and CO to H 2 O and CO 2 in the flare ignition zone, which leads to additional heat generation , which means an increase in temperature in the ignition zone of the VUT torch, contributing to its intensification, stabilization and stable operation of the furnace.

При горизонтальной компоновке котла распыливание ВУТ в плоскости, параллельной горизонтальной поверхности НТКС, обеспечивает наибольшее время пребывания диспергированных капель ВУТ в высокотемпературной зоне НТКС.With the horizontal layout of the boiler, the spraying of HLF in a plane parallel to the horizontal surface of the HTSC provides the longest residence time of the dispersed drops of HLW in the high-temperature zone of the NTSC.

При вертикальной компоновке котла подача части ВУТ на факельное сжигание сверху вниз в направлении центра НТКС обеспечивает движение капель распыленного ВУТ по спирали вначале в направлении НТКС, а затем от него. Это примерно вдвое увеличивает интервал времени нахождения капель ВУТ в топочном объеме котла, улучшает условия горения капель ВУТ и способствует стабилизации процесса факельного горения ВУТ.In the vertical layout of the boiler, a portion of the fuel-and-fuel assembly for flaring from top to bottom in the direction of the center of the NTSC provides the droplets of the sprayed fuel assembly in a spiral, first in the direction of the NTSC and then from it. This approximately doubles the time interval for which the VUT droplets are in the furnace volume of the boiler, improves the combustion conditions of the VUT droplets, and helps to stabilize the VUT droplet burning process.

На Фиг.1 изображена одна из возможных технологических схем котельной установки для сжигания водоугольного топлива.Figure 1 shows one of the possible technological schemes of a boiler plant for burning water-coal fuel.

Котельная установка содержит расходный бак (резервуар) водоугольного топлива 1, топочную камеру 2, топку кипящего слоя 3 инертного материала (на чертеже не показан), форсунки кипящего слоя 4, форсунки факельного сжигания 5, устройства тангенциального подвода воздуха 6, трубопровод подачи воздуха в форсунки кипящего слоя 7, трубопровод подачи распыливающего воздуха в форсунки факельного сжигания 8, трубопровод подачи воздуха в топку кипящего слоя 9, воздухоподогреватель - теплообменник 10, трубопроводы 11-13 подачи водоугольного топлива, трубопровод 14 тангенциальной подачи воздуха и трубопровод 15 общей подачи воздуха и трубопровод 16 удаления The boiler installation contains a supply tank (reservoir) of coal-water fuel 1, a combustion chamber 2, a furnace of a fluidized bed 3 of inert material (not shown in the drawing), a fluidized-bed nozzle 4, a torch-burning nozzle 5, a tangential air supply device 6, an air supply pipe to the nozzles of a fluidized bed 7, a pipeline for supplying spraying air to the nozzles of a flaring 8, a pipeline for supplying air to a furnace of a fluidized bed 9, an air heater - a heat exchanger 10, pipelines 11-13 for supplying carbonic fuel, a pipe water 14 tangential air supply line 15 and common air supply conduit 16 and removal

продуктов сгорания. Регулирующие устройства для обеспечения подачи дутьевого воздуха в форсунки с различным, заранее установленным коэффициентом избытка, могут быть выполнены в виде промышленных вентилей, оттарированных и проградуированных применительно к конкретной установке сжиганияcombustion products. Regulating devices to ensure the supply of blast air into nozzles with various pre-set excess factors can be made in the form of industrial valves calibrated and calibrated in relation to a specific combustion plant

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

ВУТ из расходного бака 1 подают в трубопровод 11, разделяют на два потока, один подают к форсункам кипящего слоя 4, а другой к факельным форсункам 5. Первоначальный розжиг топки кипящего слоя 3 производят с помощью, например, дизельного топлива. Воздух, подаваемый на распыливание, в топку кипящего слоя и на факельное сжигание, нагревают в теплообменнике 10 продуктами сгорания, выходящими из объема топочной камеры 2 после охлаждения в конвективной части котла по трубопроводу 16. Часть подогретого в воздухоподогревателе 10 воздуха с помощью трубопровода 9 направляют под воздухораспределительную решетку топки кипящего слоя 3. После выхода топки кипящего слоя 3 на установившийся тепловой режим, в соответствии с заданным режимом, водоугольное топливо подают на форсунки факельного сжигания 5 и по трубопроводу 14 в топочную камеру 2 тангенциально подают дополнительное количество нагретого воздуха.VUT from the supply tank 1 is fed into the pipe 11, divided into two flows, one is fed to the nozzles of the fluidized bed 4, and the other to the flare nozzles 5. The initial ignition of the furnace of the fluidized bed 3 is carried out using, for example, diesel fuel. The air supplied to the atomization, to the fluidized bed furnace and to the flaring, is heated in the heat exchanger 10 by the combustion products leaving the volume of the combustion chamber 2 after cooling in the convection part of the boiler through the pipe 16. A part of the air heated in the air heater 10 is sent through the pipe 9 under air distribution grill of the fluidized bed furnace 3. After the fluidized bed furnace 3 reaches a steady-state thermal mode, in accordance with the specified mode, coal water is fed to the flare burner nozzles 5 and through the pipe 14 into the combustion chamber 2 tangentially serves an additional amount of heated air.

Конкретные расходы ВУТ и воздуха, подаваемых в НТКС, определяют в результате теплового расчета НТКС, при условии, что температура НТКС находится в пределах 800°-950°С.The specific costs of the fuel-and-chemical assembly and the air supplied to the NTSC are determined as a result of the thermal calculation of the NTSC, provided that the temperature of the NTSC is in the range 800 ° -950 ° C.

В таблице 1 представлены параметры работы экспериментальной топки НТКС в различных режимах - тепловом режиме и режиме с газификацией. ВУТ с теплотой сгорания 13.4 МДж/кг (3200 ккал\кг) приготовлено из отходов углеобогащения Кузнецкого угля марки СС.Table 1 presents the operation parameters of the NTSC experimental furnace in various modes - thermal mode and gasification mode. A VUT with a calorific value of 13.4 MJ / kg (3200 kcal / kg) was prepared from coal enrichment waste from Kuznetsk coal grade SS.

Таблица 1Table 1 режим
параметр
mode
parameter
ТепловойThermal Тепловой с газификациейThermal gasification
GВУТ, кг/чG VUT , kg / h 2424 3636 6666 9393 αнткс α ntx 1.81.8 1.71.7 0.70.7 0.50.5 Tнткс, °СT ntx, ° С 920920

Здесь: GВУТ кг/ч - расход топливаHere: G VUT kg / h - fuel consumption

αнткс - коэффициент избытка воздухаα ntx - coefficient of excess air

Тнткс,°С - температура в слоеT ntx , ° С - temperature in the layer

Предложенная установка сжигания водоугольного топлива была экспериментально опробована на котле КВР - 0.8 теплопроизводительностью 0,8 МВт на опытном полигоне ФГУП НПО "Гидротрубопровод″ и успешно подтвердила возможность ее работы.The proposed unit for burning coal-water fuel was experimentally tested on a KVR-0.8 boiler with a heating capacity of 0.8 MW at the experimental site of the FSUE Gidrotruboprovod NPO and successfully confirmed the possibility of its operation.

Пример реализации.Implementation example.

В Таблице 2 приведены результаты выполненных испытаний.Table 2 shows the results of the tests performed.

Таблица 2table 2 режим
параметр
mode
parameter
ТепловойThermal Тепловой с газификациейThermal gasification
Gнткс, кг/cG NTX , kg / s 2525 7070 Gфак, кг/cG ph , kg / s 6060 250250 ββ 0.290.29 0.220.22 αнткс α ntx 1.81.8 0.60.6 αфак α fact 1.31.3 1.21.2 Тнткс, °СT ntx, ° C 900900 900900 Тфак, °СT ph, ° C 11001100 12501250

Здесь:Here:

Gнткс, Gфак - расходы ВУТ через НТКС и при факельной подаче; STAP G, G factor - the cost VUT through the STAP and flare filing;

β=Gнткс/(Gнткс+Gфак) - доля топлива, подаваемого в НТКС. STAP β = G / (G + G factor STAP) - the proportion of fuel supplied to the STAP.

αнткс и αфак - коэффициенты избытка воздуха в НТКС и факельной подаче; STAP α factor and α - an air ratio in the STAP and feeding the flare;

Тнткс и Тфак - температура в НТКС и факеле.T and T STAP factor - temperature in the STAP and flare.

Подогрев дутьевого воздуха производился в теплообменнике дымовыми газами. Температура дутьевого воздуха в обоих случаях составляла 150°С. Нагретый воздух разделялся на два потока. Расход воздуха, направляемого в НТКС, составил на обоих режимах 0.063 кг/с, при этом удельный расход воздуха составил 9.0 кг на 1 кг ВУТ в тепловом режиме и 3.3 кг на 1 кг ВУТ в режиме газификации. Расход воздуха, направляемого на факел, составил 0.091 кг/с (при суммарном расходе воздуха в факеле 0.154 кг/с) - в тепловом режиме, и 0.471 кг/с (при суммарном расходе воздуха в факеле 0.534 кг/с) - в режиме с газификацией.The blast air was heated in a flue gas heat exchanger. The temperature of the blast air in both cases was 150 ° C. Heated air was divided into two streams. In both modes, the air flow directed to the NTSC amounted to 0.063 kg / s, while the specific air consumption was 9.0 kg per 1 kg of HLW in thermal mode and 3.3 kg per 1 kg of HLW in gasification mode. The air flow directed to the flare amounted to 0.091 kg / s (with a total air flow in the flare of 0.154 kg / s) - in the thermal mode, and 0.471 kg / s (with a total air flow in the flare of 0.534 kg / s) - in the mode gasification.

Водоугольное топливо было приготовлено из угля марки "Г″ Кузнецкого бассейна, с содержанием твердой фазы в ВУТ - 57% и температурой начала плавления золо-шлаковых отходов 1170°С. В качестве инертного материала использовался речной песок размером до 1.6 мм. Площадь поверхности НТКС составляла 0,25 м2. Диспергированное с помощью воздуха в виде капель водоугольное топливо через форсунки подавалось в топку НТКС рассредоточено по площади кипящего слоя инертного материала,Hydrocarbon fuel was prepared from coal of the “G ″ brand of the Kuznetsk basin, with a solid phase content in the WUT of 57% and a melting point of ash and slag waste of 1170 ° C. River sand up to 1.6 mm in size was used as an inert material. 0.25 m 2 Hydrocarbon fuel dispersed with the help of air in the form of drops was fed through nozzles into the NTKS furnace and dispersed over the area of a fluidized bed of inert material,

Из приведенных в Таблице 2 данных следует, что на тепловом режиме температура в факеле поддерживается на невысоком уровне, не превышая температуру плавления золы для данного угля, что дает возможность работы факельной топки без шлакования на ВУТ из углей с легкоплавкой золой. При этом в тепловом режиме с газификацией температура в факеле поддерживается на более высоком уровне, что способствует стабилизации горения ВУТ. Поэтому режимы сжигания с газификацией предпочтительны для ВУТ с большим содержание воды, большей зольностью и тугоплавкостью золы и/или углем с малым содержанием летучих типа антрацита, полуантрацита и каменных углей марки Т.From the data given in Table 2, it follows that in the thermal regime the temperature in the flare is kept at a low level, not exceeding the melting temperature of the ash for this coal, which makes it possible to operate the flare furnace without slagging on coal from low-melting coal. At the same time, in the thermal regime with gasification, the temperature in the flare is maintained at a higher level, which helps to stabilize the combustion of fuel oil. Therefore, gasification combustion modes are preferable for HLW with a high water content, a higher ash content and refractory ash and / or coal with a low content of volatile substances such as anthracite, semi-anthracite, and T coal.

Установку для сжигания ВУТ целесообразно применять на котлах малой (от 0,5 МВт) и средней мощности (до 30 МВт), в которых по конструктивным соображениям допустимо использование только одной топки НТКС.It is advisable to use the installation for the combustion of fuel-and-chemical equipment in boilers of small (from 0.5 MW) and medium power (up to 30 MW), in which, for structural reasons, the use of only one NTKS furnace is permissible.

Claims (4)

1. Установка для сжигания водоугольного топлива, включающая топочную камеру с форсунками факельного сжигания водоугольного топлива, с воздухораспределительной решеткой для сжигания топлива, расходный бак водоугольного топлива, сообщенный трубопроводом с форсунками факельного сжигания, теплообменник для подогрева дымовыми газами дутьевого воздуха, сообщенный с трубопроводом подачи одной части нагретого дутьевого воздуха в форсунки факельного сжигания, а другой - под воздухораспределительную решетку, отличающаяся тем, что топочная камера дополнительно снабжена сообщенными трубопроводом с расходным баком водоугольного топлива форсунками подачи водоугольного топлива в образованный на воздухораспределительной решетке низкотемпературный кипящий слой инертного материала, в количестве, составляющем 15-35% от общего расхода водоугольного топлива, и форсунками тангенциальной подачи дополнительного воздуха при работе установки в установившемся режиме, а трубопроводы подачи дутьевого воздуха выполнены с регулирующими устройствами для обеспечения при сжигании водоугольного топлива режима с газификацией или теплового режима сжигания.1. Installation for burning coal-water fuel, including a combustion chamber with flare nozzles for burning coal, with an air distribution grill for burning fuel, a supply tank for coal-water fuel connected by a pipeline with flare nozzles, a heat exchanger for heating flue gases with blast air in communication with a supply pipe parts of the heated blast air into the flare nozzles, and the other under the air distribution grill, characterized in that the furnace to the measure is additionally equipped with nozzles for supplying carbonaceous fuel to a low-temperature fluidized bed of inert material formed on the air distribution grill in an amount of 15-35% of the total consumption of carbonaceous fuel and nozzles for tangential supply of additional air when the unit is operating in a steady state mode, and the blast air pipelines are made with control devices to ensure the burning of water nogo mode fuel gasification or thermal combustion mode. 2. Установка для сжигания водоугольного топлива по п.1, отличающаяся тем, что регулирующие устройства выполнены с возможностью обеспечения подачи дутьевого воздуха в форсунки факельного сжигания с коэффициентом избытка 1,2-1,3, а в низкотемпературный кипящий слой - с коэффициентом избытка 1,1-2,5 при тепловом режиме сжигания или с коэффициентом избытка 0,4-0,9 при тепловом режиме с газификацией.2. Installation for burning water-coal fuel according to claim 1, characterized in that the control devices are configured to supply blast air to the flare nozzles with an excess coefficient of 1.2-1.3, and in the low-temperature fluidized bed with an excess coefficient of 1 , 1-2.5 in the thermal regime of combustion or with an excess coefficient of 0.4-0.9 in the thermal regime of gasification. 3. Установка для сжигания водоугольного топлива по п.1 или 2, отличающаяся тем, что при горизонтальной компоновке топочной камеры форсунки факельного сжигания водоугольного топлива смонтированы с возможностью распыливания его в горизонтальном направлении, параллельно поверхности низкотемпературного кипящего слоя.3. Installation for the combustion of coal-water fuel according to claim 1 or 2, characterized in that when the horizontal layout of the combustion chamber, the nozzles of the flare combustion of coal-water fuel are mounted with the possibility of spraying it in a horizontal direction parallel to the surface of the low-temperature fluidized bed. 4. Установка для сжигания водоугольного топлива по п.1 или 2, отличающаяся тем, что при вертикальной компоновке топочной камеры форсунки факельного сжигания водоугольного топлива смонтированы с возможностью распыливания его сверху вниз в направление центра низкотемпературного кипящего слоя.
Figure 00000001
4. Installation for the combustion of coal-water fuel according to claim 1 or 2, characterized in that in the vertical layout of the combustion chamber, the nozzles of the torch-burning of coal-water fuel are mounted with the possibility of spraying it from top to bottom in the direction of the center of the low-temperature fluidized bed.
Figure 00000001
RU2008102315/22U 2008-01-25 2008-01-25 INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL RU82482U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102315/22U RU82482U1 (en) 2008-01-25 2008-01-25 INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102315/22U RU82482U1 (en) 2008-01-25 2008-01-25 INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU82482U1 true RU82482U1 (en) 2009-04-27

Family

ID=41019339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008102315/22U RU82482U1 (en) 2008-01-25 2008-01-25 INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU82482U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552016C2 (en) * 2014-04-07 2015-06-10 Владимир Иванович Лунев Liquid coal fuel combustion method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552016C2 (en) * 2014-04-07 2015-06-10 Владимир Иванович Лунев Liquid coal fuel combustion method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Oxy-fuel combustion of pulverized coal: Characterization, fundamentals, stabilization and CFD modeling
CN108949209B (en) Powdery active coke, heat and electricity cogeneration system and process
CN101532678A (en) Brown gas (oxyhydrogen gas) ignition system of coal burning boiler of power plant
AU2009209689B2 (en) Process to start-up a coal gasification reactor
CN102453550A (en) Multi-nozzle multi-stage oxygen supplying entrained-flow gasifier and gasification method thereof
RU2336465C2 (en) Method of plasma-coal kindling of boiler
RU82482U1 (en) INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL
Hussain et al. Thermochemical behaviour of empty fruit bunches and oil palm shell waste in a circulating fluidized-bed combustor (CFBC)
KR101281016B1 (en) A gasification system
CN102330973A (en) Blending gas-solid mixed fuel technology of CFB (circulating fluid bed) boiler
RU2267055C1 (en) Method for common burning of natural gas and dust of carbon- containing material in vertical prismatic tetrahedral fire box of boiler
CN112469943B (en) Burner device and combustion device
Salama et al. The Combustion of a Diesel Oil-Based/Coal/Water Slurry in a Horizontal Cylindrical Furnace: An Experimental Investigation
CN111637461A (en) Combustor with beam waist type furnace structure
RU72410U1 (en) INSTALLATION FOR IGNITION AND STABILIZATION OF COMBUSTION OF WATER-COAL FUEL (OPTIONS)
KR101281012B1 (en) A gasification system
RU2534652C1 (en) Combustion method of cavitation carbon-water fuel from oil coke in inert material fluidised bed furnace, and scheme for its implementation
RU2309328C1 (en) Method of work of the swirling-type furnace and the swirling-type furnace
CA2241986A1 (en) Boiler firing method
Kirichkov et al. Investigation of the interaction of turbulent jets in furnaces with direct-flow burners for high-power boilers
CN102032591A (en) Pulverized coal ignition system and control method thereof
Marx et al. Conventional firing systems
JP5981696B2 (en) Gasification melting equipment melting furnace
Bounaouara et al. Feasibility investigation and combustion enhancement of a new burner functioning with pulverized solid olive waste
RU48680U1 (en) POWER PLANT (OPTIONS)

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090711