SK150794A3

SK150794A3 - Torch for combustion of lignitic dust

Info

Publication number: SK150794A3
Application number: SK1507-94A
Authority: SK
Inventors: Heinz Grawe; Alfons Leisse
Original assignee: Lentjes Kraftwerkstechnik
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1995-10-11
Also published as: SI0670454T1; SK281846B6; CZ284925B6; EP0670454B1; GR3029937T3; CZ302794A3; DE59407926D1; EP0670454A1; DE4407198A1

Abstract

Burner for brown coal dust combustion is arranged in the wall of the fire chamber and connected with dust pipe (7) and mill. Burner (3) has a annular cut and at its entering end there is arranged displacement unit (9) and generator of the spiral movement (8). At the mouth of the burner (3) there is arranged stability ring (10), equipped with inward salient, in side spacing arranged segments (11.1, 11.2). The burner is surrounded with annular air conduit (13).

Description

Horáky na hnedouhoľný prach sú obvykle vytvorené ako horáky s rovnobežným vedením prúdu obdĺžnikového prierezu, v ktorého stredovej rovine sú vsadené vzduchové dýzy. Pod a nad týmito horákmi ako aj medzi nimi sú usporiadané vzduchové dýzy na privádzanie spodného vzduchu, horného vzduchu a stredového vzduchu.The brown-coal dust burners are usually designed as burners with parallel flow of rectangular cross-section, in the center plane of which air nozzles are inserted. Above and above these burners as well as between them there are air nozzles for supplying ground air, upper air and central air.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V takých horákoch môže pri nepriaznivých podmienkach vystupovať uhoľný prach v nerovnomernom rozdelení prachu, pričom, podmienené neprítomnosťou pomocného zapaľovania, dochádza k zapáleniu paliva v kúrenisku oneskorene a to v podmienkach, kedy počas pyrolýzy, primiešaním spodného vzduchu a stredového vzduchu, dochádza parciálne k väčšiemu prebytku vzduchu a tým k väčšiemu tvoreniu NOx.In such burners, under unfavorable conditions, coal dust can emerge in an uneven distribution of dust, and, due to the absence of auxiliary ignition, ignition of the fuel in the furnace is delayed under conditions where during pyrolysis, mixing of ground air and central air air, and thereby more NOx formation.

Hnedé uhlie obsahuje od prírody vysoký podiel vody, ktorá mletí v mlyne prisávaním horúcimi spalinami z veľkej odparí. Preto obsahuje prúd nosného plynu uhoľného podiel vodnej pary, ktorá pri výstupe paliva z horáku negatívne ovplyvňuje vlastnosti zapaľovania. Je známe obohacovanie uhoľného prachu v prúde sa pr i čast i prachu vysoký prachu (DE-OS 29 33 28) v prachovom potrubí, ktoré telesom vynútený špirálový uhoľného prachu na čiastkový brýdový prúd chudobný na palivo nosného plynu uhoľného pôsobením skrutkovitého telesa spojuje mlyn s horákom. Týmto pohyb delí prúd nosného plynu prúd bohatý na palivo a na Brýdový prúd sa po priechode filtrom odvádza buď do voľného priestoru alebo je privádzaný k oddeleným brýdovým horákom.Brown coal contains by nature a high proportion of water, which grinds in the mill by sucking hot flue gas from a large evaporator. Therefore, the carrier gas stream contains a coal fraction of water vapor which negatively affects the ignition properties when the fuel exits the burner. Coal dust enrichment is known in the flow of high dust (DE-OS 29 33 28) in the dust pipe, which connects the mill with the burner to the coarse coarse dust sparging part of the vapour-bearing fuel stream. . In this way, the carrier gas stream divides the fuel-rich stream and is passed to the vapor stream either through the filter either into the free space or fed to separate vapor burners.

Tieto brýdové horáky sú usporiadané buď mimo horákov alebo ako oddelené vodiace rúrky v hlavných horákoch (DE-OS 29 33 528: Brennstoff-Wärme-Kraft, 1972 4.3 strany 90-93).These vapor burners are arranged either outside the burners or as separate guide tubes in the main burners (DE-OS 29 33 528: Brennstoff-Wärme-Kraft, 1972 4.3 pages 90-93).

Na spaľovanie čierneho uhlia, ktoré v surovom stave má menší obsah vody ako hnedé uhlie a ktoré po sušení počas mletia má tomu zodpovedajúci menši podiel vodnej pary v prúde nosného plynu uhoľného prachu, sa používajú kruhové horáky. V známych horákoch tohoto druhu (EP-OS 445 938) je v prachovom kanále horáku predvídané zariadenie, ktorého pomocou sa prach koncentruje na vonkajšom obvode prúdu. Na konci kanálu je usporiadaný prstenec, ktorý zasahuje do voľného prierezu prachového kanálu a má výstupky, medzi ktorými sú medzery. Úlohou prstenca je vyvolať rozvírenie prúdu zmesi v ústiu horáku, aby sa zvýšila zapaľovačia schopnosť prachu čierneho uh1 i a.Circular burners are used to burn black coal, which in the raw state has a lower water content than brown coal and which, after drying during grinding, has a correspondingly smaller proportion of water vapor in the coal dust carrier gas stream. In known burners of this kind (EP-OS 445 938), a device is provided in the burner dust channel, by means of which the dust is concentrated on the outer periphery of the stream. At the end of the channel there is arranged a ring which extends into the free cross section of the dust channel and has projections between which there are gaps. The purpose of the ring is to induce the flow of the mixture in the burner mouth in order to increase the ignition ability of the black coal dust.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úlohou vynálezu je vylepšiť horák tohoto druhu vhodný na spaľovanie hnedouhoľného prachu jednoznačné podmienky zapaľovania.It is an object of the invention to improve a burner of this kind suitable for the combustion of brown coal dust with clear ignition conditions.

tak, aby bol i získanéso that it was also obtained

Táto úloha je riešená horákom význakovej časti patentového nároku tohoto druhu podľa 1. Výhodné ďalšie vyhotovenia vynálezu sú predmetom závislých nárokov.This object is solved by a burner of a feature of the claim of this kind according to claim 1. Advantageous further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Oddeľovanie brýd sa vykonáva vo vnútri vlastného horáku a špatné zápalné a špatné horiace brýdy, obklopené plášťom prúdu bohatého na palivo, sa zavádzajú do kúreniska. Pôsobením zariadenia vyvolávajúceho špirálovitý pohyb a vynúteným rotačným prúdením sa čiastôčky hnedého uhlia dostávajú v tomto plášťovom prúde takmer celkom k vnútornej stene telesa horáku. V ústi horáku narážajú tieto čiastôčky na stabilizačný krúžok tvorený rozdielnymi segmentami, ktoré zasahujú do plášťového prúdu. Nárazom na segmenty strácajú čiastôčky hnedého uhlia rýchlosť prúdenia, sú odrážané a pôsobením prúdu plynu sú znovu zrýchlené v smere do stredu telesa horáka pri výstupe z horáku. V tejto časti usporiadaný úsek rúrky, nesený časťou segmentov stabilizačného krúžku, pôsobí ako deliaca rúrka brýd a bráni tomu, aby odrážané častice hnedého uhlia boli opäť zmiešané s brýdami.Separation of the vapors is carried out within the burner itself, and bad burnt and bad burning vapors, surrounded by the mantle of the fuel-rich stream, are introduced into the furnace. Due to the helical motion device and the forced rotational flow, the brown coal particles in this mantle flow almost completely reach the inner wall of the burner body. At the mouth of the burner, these particles impinge on a stabilizing ring formed by different segments that extend into the jacket current. By impacting the segments, the lignite particles lose the flow velocity, are reflected and are accelerated again by the gas stream towards the center of the burner body as it exits the burner. A section of tube arranged in this part, supported by a portion of the stabilizing ring segments, acts as a vapor separating tube and prevents the reflected brown coal particles from being mixed again with the vials.

Zabrzdením čiastôčiek hnedého uhlia je krátkodobo, pri pôsobení dostatočnej zápalnej energie (ak je v kúrenisku olejový, plynový alebo uhoľný oheň), rýchlosť spätného zápalu pre odplyňujúce sa čiastôčky hnedého uhlia parciálne väčšie, Týmto ako ich rýchlosť prúdenia, hnedouhoľný prevádzkových prach kontrolovane, spôsobom sa zapaľuje v takmer všetkých situáciách pri konštrukčných podmienkach bezprostredne pri výstupe horáku. Na zapálenie odplyňujúcich prchavých zložiek uhlia na každý pád vystačuje vlastný podiel kyslíka a obsah kyslíka nosného plynu v plášťovom prúde plynu.In the short term, with sufficient ignition energy (if there is an oil, gas or coal fire in the furnace), the retardation of the brown coal particles is partially higher, by controlling the flow of brown coal dust in a controlled manner. ignites in almost all situations under design conditions immediately at the burner outlet. In order to ignite the degassing volatile constituents of coal for each fall, its own oxygen content and the oxygen content of the carrier gas in the gas jacket are sufficient.

Spaľovací vzduch potrebný na spaľovanie ostávajúceho uhlia sa privádza ako sekundárny vzduch priradený ku každému telesu horáka. Aby sa priebeh zapaľovania pri výstupe z horáku nenarušil výkyvmi vzduchu, vysokými výstupnými rýchlosťami alebo tvorením vírov, oddeľuje sa sekundárny vzduch oddeľovacím hrdlom vzduchu a privádza sa k palivovým produktom s dostatočným oneskorením.The combustion air required to burn the remaining coal is supplied as secondary air associated with each burner body. In order not to interfere with the ignition process when it exits the burner due to air fluctuations, high output speeds or vortex formation, the secondary air is separated by an air separation port and fed to the fuel products with sufficient delay.

Ce1kom zapaľovan i e podmienkach sa opísaným spôsobom zabráni nekontrolované a nadväzujúcom horeniu hnedouhoľného prachu v kolísajúceho množstva vzduchu a nadväzujúcom sklone k tvoreniu N0_x.The ignition Ce1kom s conditions, as described above prevents the uncontrolled and downstream combustion of lignite dust in the air, and variable numbers of the downstream slope of the N0 _x formation.

Stabilizačný krúžok v spojení s telesom vyvolávajúcim špirálový pohyb, sú síce v horákoch na spaľovanie čiernouhoľného prachu známe. Avšak čierne uhlie, ktoré má menší obsah vody ako hnedé uhlie, je pri mlecom sušení sušené v mlyne predohriatym vzduchom, takže má, na rozdiel od hnedého uhlia sušeného pri mletí horúcimi dymovými plynmi, menší obsah vodnej pary v prúde nosného plynu uhoľného prachu a podiel inertných plynov celkom chýba. Zvládnutie týchto prúdov látok prinášalo pri spaľovaní hnedouhoľného prachu ťažkosti a bolo doposiaľ umožnené iba oddelených brýd pred horákom.The stabilizing ring in conjunction with the body causing the spiral movement is known in the coal-dust burners. However, black coal, which has a lower water content than brown coal, is milled by preheating in a grinding mill with preheated air, so that, unlike brown coal dried by grinding with hot flue gases, it has less water vapor content in the coal dust carrier gas stream and inert gases are completely absent. The management of these streams of matter has been difficult to burn brown coal dust and so far only separate vapors have been allowed in front of the burner.

Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing

Príklad vyhotovenia vynálezu je znázornený na výkrese a bude v nasledujúcom bližšie vysvetlený. Ukazujú:An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and will be explained in more detail in the following. They show:

obr. 1 bokorys horáku na spaľovanie hnedouhoľného prachu, obr. 2 rez II - II podľa obrázku 1.Fig. 1 shows a side view of a brown coal dust burner, FIG. 2 shows section II - II according to FIG. 1.

Príklady vyhotovenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

V otvore 1_ bočnej steny 2 kúreniska je usporiadaný horák 3 na spaľovanie hnedouhoľného prachu. Horák 3 sa skladá z niekoľkých v tomto prípade z troch nad sebou usporiadaných samostatných horákov 3.1, 3.2, 3.3. Samostatné horáky 3.1. 3.2, 3.3 sú uložené v ohňovzdornej vymurovke 4.A burner 3 for burning brown coal dust is arranged in the opening 1 of the side wall 2 of the furnace. The burner 3 consists of several separate burners 3.1, 3.2, 3.3 arranged one above the other. Independent burners 3.1. 3.2, 3.3 are stored in fireproof lining 4.

Každý samostatný horák 3.1. 3.2. 3.3 má kruhový prierez a je tvorený telesom horáku 5. Teleso horáku 5 je spojené oblúkom 6 s prachovým potrubím 7, ktoré vedie do neznázorneného mlynu. V mlyne sa melie surové hnedé uhlie a počas mletia sa suší horúcimi spalinami. Spaliny slúžia súčasne ako sušiaci a ako nosný plyn.Each separate burner 3.1. 2.3 3.3 has a circular cross-section and is formed by a burner body 5. The burner body 5 is connected by an arc 6 with a dust duct 7 which leads to a mill (not shown). The mill is ground raw lignite and dried during the grinding with hot flue gas. The flue gases simultaneously serve as drying and carrier gases.

Na konci vstupnej strany telesa horáku 5 privrátenej k oblúku 6, je inštalovaný vyvíjač špirálového pohybu 8 so stredovo usporiadaným vytesňovacím telesom 9. Vyvíjač špirálovitého pohybu 8 je opatrený na svojom obvode niekoľkými lopatkami upevnenými na vytesňovacom telese 9. Lopatky vyvíjača špirálovitého pohybu 8 sú voči pozdĺžnej osi telesa horáku 5 usporiadané pod uhlom 1 až 45° a prekrývajú sa.At the end of the inlet side of the torch body 5 facing the arc 6, a spiral motion generator 8 with a central displacement body 9 is installed. The spiral motion generator 8 is provided with a plurality of vanes attached to the displacement body 9 on its periphery. the axes of the torch body 5 are arranged at an angle of 1 to 45 ° and overlap.

V ústi telesa horáku 5 je usporiadaný stabilizačný krúžokA stabilizing ring is provided in the mouth of the burner body 5

10. ktorý zasahuje do telesa horáku 5. Stabilizačný krúžok 10 má dve skupiny segmentov 11 usporiadané v odstupe od seba a rozdelené rovnomerne po obvode. Segmenty 11.1 prvej skupiny sú vytvorené ako stojiny, majú malú hrúbku steny a sú vyrovnané v smere telesa horákuThe stabilizing ring 10 has two groups of segments 11 spaced apart and distributed evenly around the circumference. The first group segments 11.1 are designed as webs, have a small wall thickness and are aligned in the direction of the burner body

5. Axiálne a radiálne medzi 1 i.1 prvej skupiny sa nachádzajú segmenty 11,2 pozdĺžnom segmentam i druhej skupiny. Tieto segmenty 11.2 sú kratšie a pri pohľade v smere obvodu telesa horáku 5 širšie ako segmenty 11.1. V znázornenom príklade sú uvažované vždy šesť segmentov 11.1,5. There are segments 11.2 of the longitudinal segments i of the second group located axially and radially between 1 i.1 of the first group. These segments 11.2 are shorter and, when viewed in the circumferential direction of the torch body 5, are wider than the segments 11.1. In the example shown, six segments 11.1 are considered,

11.2. Radiálna, do telesa 11.1, 11.2 tvorí asi 10 horáku 5. Ich dĺžka v horáku 5 zasahujúca dĺžka segmentov až 20% vnútorného priemeru telesa smere obvodu môže byť 1 až 20% vnútorného priemeru telesa horáku 5.11.2. Their length in the burner 5 extending to the length of the segments up to 20% of the inner diameter of the body in the circumferential direction may be 1 to 20% of the inner diameter of the torch body 5.

V oblasti ústia telesa horáku 5 je v radiálnom odstupe od vnútornej hrany stabilizačného krúžku 10 usporiadaná krátka rúrka 12 opretá pomocou segmentov 11.1 stabi1izačného krúžku tIn the region of the mouth of the burner body 5, a short tube 12 is supported radially spaced from the inner edge of the stabilizing ring 10 by means of the stabilizing ring segments 11.1.

o vnútornú stenu telesa horáku 5 a čiastočne vyčnieva z ústia telesa horáku 5.o the inner wall of the burner body 5 and partially protrudes from the mouth of the burner body 5.

Teleso horáku 5 je obklopené prstencovým, ku kúrenisku otvoreným vzduchovým kanálom 13. Vzduchový kanál je spojený s prednostne špirálovou vstupnou skriňou 14. Vzduchovým kanálom 13 sa dodáva spaľovací vzduch ako sekundárny vzduch. V priereze ústia vzduchového kanálu 13 je na telese horáku 5 usporiadané oddeľovacie hrdlo vzduchu 15. Koniec oddeľovacieho hrdla vzduchu 15 zasahuje do otvoru 1_ bočnej steny 2 kúreniska a je v tejto časti tvarovaný ako smerom von sa otvárajúci kužeľ.The burner body 5 is surrounded by an annular air duct 13 open to the furnace. The air duct is connected to a preferably spiral inlet box 14. The air duct 13 supplies combustion air as secondary air. In the cross section of the mouth of the air duct 13 an air separating throat 15 is arranged on the burner body 5. The end of the air separating throat 15 extends into the opening 1 of the side wall 2 of the furnace and is shaped like an outwardly opening cone.

V mlyne mletý a sušený hnedouhoľný prach prechádza spolu s nosným plynom prachovým potrubím 7 cez oblúk 6 do telesa horáku 5. Oblúk 6 je vytvorený ako nárazový oblúk a je na strane nábehu prúdu opatrený odrazovými doskami. V oblúku 6 sa vykonáva prvá separácia čiastôčiek uhlia z prúdu nosného plynu uhoľného prachu, ktorá zosilnie nižšie po prúde usporiadaným vytesňovacím telesom 9 a vyvíjačom špirálovitého pohybu 8. Tým sa vytvorí plášťový prúd, ktorý je prednostne obohatený čiastôčkami uhlia. Na palivo bohatý plášťový prúd obopína na palivo chudobný prúd brýd, ktorý obsahuje väčšie množstvo vodných pár a inertných plynov. Do plášťového prúdu vyčnievajúce segmenty 11,1. 11.2 stabilizačného horáku 10 spôsobujú rozvírenie plášťového prúdu, čím sa vytvorí v rovine ústia telesa horáku 5 podmienky na bezpečné zapálenie a stabilnú zónu plameňov v ohnisku. Rúrka 12 v ústiu horáka bráni látkovej výmene medzi čiastočne rozvíreným plášťovým prúdom bohatým na palivo a centrálnym prúdom brýd chudobným na kyslík a palivo. Rúrka 12 tým prispieva k ďalšej stabilizácii zapaľovania. Kužeľ oddeľovacieho hrdla vzduchu 15 odďaľuje sekundárny vzduch vystupujúci zo vzduchového kanálu 13 od ústia horáku a zabraňuje, aby priebeh zapaľovania bol ovplyvnený výkyvmi vzduchu a vysokými výstupnými rýchlosťami alebo tvorením vírov.In the mill, the ground and dried brown-coal dust, together with the carrier gas, passes through the dust duct 7 through the arc 6 into the burner body 5. The arc 6 is formed as an impact arc and is provided with reflective plates on the flow side. In the arc 6, a first separation of the coal particles from the coal dust carrier gas stream is carried out, which is amplified downstream by the disposed displacement body 9 and the helical motion generator 8. This creates a jacket stream which is preferably enriched with coal particles. The fuel-rich mantle stream encircles the fuel-poor vapor stream, which contains more water vapor and inert gases. The mantle segments 11.1 projecting into the mantle. 11.2 the stabilizing burner 10 causes the jacket current to swirl, thereby creating conditions for a safe ignition and a stable flame zone in the focus in the plane of the mouth of the burner body 5. The tube 12 in the burner mouth prevents the metabolism between the partially swirled fuel-rich jacket stream and the central oxygen and fuel-poor vapor stream. The tube 12 thus contributes to a further stabilization of the ignition. The cone of the separating throat 15 separates the secondary air exiting the air duct 13 from the burner mouth and prevents the ignition process from being affected by air fluctuations and high output velocities or vortex formation.

Claims

PATENT CLAIMS

1 segment of the first group

1, 3.2, 3.3 separate burners fireproof lining burner body arc pipe dust pipe spiral motion displacement displacement body stabilizing ring segment

A burner for the combustion of brown-coal dust, the mouth of which is arranged in the furnace wall and which is connected to the mill through a dust pipe (7), characterized in that the burner (3) has a circular cross-section and displacement body (9) and a spiral motion generator (8), that in the mouth of the burner (3) is arranged a stabilizing ring (10) having inwardly projecting, laterally spaced segments (11.1, 11.2) and that the burner (3) is surrounded by an annular air channel (13).

The burner according to claim 1, characterized in that the segments (11.1, 11.2) have different lengths relative to the longitudinal and circumferential direction of the stabilizing ring (10) and that the different long segments (11.1, 11.2) are alternately distributed circumferentially.

The burner according to claim 1 or 2, characterized in that a pipe (12) is arranged in the burner mouth (3), radially spaced from the inner edge of the stabilizing ring (10), which is provided by the stabilizing ring (10) segments (11.1). ) rests on the inner wall of the burner body (5).

The burner according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that an air separating throat (15) is mounted in the mouth of the air duct (15) on the burner body (5) and provided at its end with an outwardly opening cone. .

List of reference numerals used side wall burner

2 segment second group pipe air duct inlet cabinet separator body pl / 4SO7--