SU1749616A1 - Method of burning pulverulent fuel - Google Patents
Method of burning pulverulent fuel Download PDFInfo
- Publication number
- SU1749616A1 SU1749616A1 SU904886672A SU4886672A SU1749616A1 SU 1749616 A1 SU1749616 A1 SU 1749616A1 SU 904886672 A SU904886672 A SU 904886672A SU 4886672 A SU4886672 A SU 4886672A SU 1749616 A1 SU1749616 A1 SU 1749616A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- dust
- combustion
- auxiliary fuel
- products
- fuel
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: в топках экологически чистых котельных агрегатов на тепловых электростанци х и в промышленных котельных с целью снижени содержани токсичных веществ в продуктах сгорани . Сущность изобретени : применение двухступенчатого высокотемпературного предварительного подогрева пылевидного топлива в пылепотоках высокой концентрации с последующим их смешением с продуктами неполного сгорани вспомогательного топлива, степенью неполноты сгорани которого одновременно ограничивают заданную температуру подогрева пыли Б первой ступени и содержание оксидов азота в уход щих дымовых газах, дл восстановлени которых в молекул рный азот примен ют частично охлажденные продукты неполного сгорани вспомогательного топлива, подводимые к корню факела . 4 ил. Use: in furnaces of environmentally friendly boiler units in thermal power plants and in industrial boilers in order to reduce the content of toxic substances in the combustion products. SUMMARY OF THE INVENTION: The use of two-stage high-temperature preheating of pulverized fuel in high concentration dust streams with their subsequent mixing with products of incomplete combustion of auxiliary fuel, the degree of incomplete combustion of which simultaneously limits the predetermined heating temperature of dust B of the first stage and the content of nitrogen oxides in the exhaust flue gases to restore partially cooled products of incomplete combustion are used in molecular nitrogen flax fuel supplied to the root of the torch. 4 il.
Description
Изобретение относитс к области сжигани твердых топлив с низким содержани- ем летучих веществ (например, антрацитовых штыбов - АШ, тощих углей и др.) в топках экологически чистых котельных агрегатов и может быть использовано на тепловых электростанци х и в промышленных котельных.The invention relates to the field of burning solid fuels with a low content of volatile substances (for example, anthracite stubs — AS, lean coals, etc.) in furnaces of environmentally friendly boiler units and can be used in thermal power plants and in industrial boiler houses.
Известно, что предварительный прогрев угольной пыли перед подачей в зону горени способствует лучшему и более раннему воспламенению аэросмеси и снижает недожог. Кроме того, если процесс прогрева производитс в восстановительной среде и до температуры 860-1000 К, снижаетс интенсивность процесса образовани выбросов оксида азота в 2-2,5 раза (за счет разрушени азотсодержащих компонентов топлива, выход щих вместе с летучими, и последующего восстановлени азотистых неустойчивых радикалов типа HCN и МНз в безвредный молекул рный азот N2). Обеспечение необходимой восстанвоительной среды в процессе прогрева угольной пыли возможно, например, подачей последней концентрированными пылепотоками в автономном транспортирующем воздухе с соотношением 20-50 кг/кг и более (вместо 0,5 кг/кг при транспорте аэросмеси первичным воздухом в традиционных системах).It is known that preheating coal dust before being fed into the combustion zone contributes to a better and earlier ignition of the air mixture and reduces underburning. In addition, if the heating process is carried out in a reducing environment and to a temperature of 860-1000 K, the intensity of the process of formation of nitrogen oxide emissions is reduced by a factor of 2-2.5 (due to the destruction of the nitrogen-containing components of the fuel that go with the volatile components and the subsequent reduction of nitrogenous unstable radicals like HCN and MNZ into harmless molecular nitrogen N2). Providing the necessary reducing medium in the process of heating coal dust is possible, for example, by supplying the latter with concentrated dust streams in an autonomous transporting air with a ratio of 20-50 kg / kg or more (instead of 0.5 kg / kg when transporting a mixture of primary air in traditional systems).
4four
4 Ю О4 Yu O
Недостатком известного метода дл по давлени выбросов оксидов азота вл етс неполное восстановление азотистых радикалов s молекул рный азот, вследствие недостатка восстановительной среды при низком выходе летучих в указанном классе топлив и большом содержании азота в топливе , достигающем № 1,5-1,9%,A disadvantage of the known method for pressure emissions of nitrogen oxides is the incomplete reduction of nitrogenous radicals s molecular nitrogen, due to the lack of a reducing environment with a low yield of volatile fuels in this class and a high content of nitrogen in the fuel, reaching 1.5-1.9%,
Известны также способы подготовки твердого потока к сжиганию, осуществл емые путем ввода концентрированного пото- ка угольной пыли вместе с транспортирующим воздухом в центр (по оси) вихревого потока, образованного при сжигании вспомогательного топлива с воздухом и нагрева пыли при непосредственном воздействии на него факелом, полученным при сжигании вспомогательного топлива В данных способах особое внимание уделено интенсивному подогреву пыли как фактору повышени эффективности сжигани недожога за счет повышени температуры на начальном участке факела л в зоне приосевой рециркул ции продуктов сгорани к корню факелаThere are also known methods for preparing a solid flow for combustion, carried out by introducing a concentrated stream of coal dust together with transporting air into the center (axis) of the vortex flow formed by burning auxiliary fuel with air and heating the dust when directly exposed to it. During the combustion of auxiliary fuel. In these methods, special attention is paid to the intensive heating of dust as a factor in increasing the efficiency of underburning combustion due to an increase in temperature and in the initial part of the flare, l in the zone of axially recycling the combustion products to the root of the flare
Однако не обеспечены необходимые услови дл эффективного процесса восстановлени азотсодержащих радикалов и оксида азота до молекул рного азота. Вследствие этого данным способам присущи недостаточно высокие экологические показатели подавлени оксидов азота, а также и экономичность. Отмеченные недостатки обусловлены прежде всего односта- дийностью сжигани вспомогательного топлива с коэффициентом избытка воздуха « 1,0 и пр мым контактом высокотемпературного (до 2000 К) факела вспомогательного топлива с пылью на всем прот жении процесса ее предварительного подогрева. Это приводит к повышенному образованию оксидом азота при сжигании вспомогательного топлива, оплавлению, слипанию и сепарации отдельных частиц топлива, вызывающих недожог и шлакование топки и элементов горелки, преждевременному выгоранию выдел ющихс летучих веществ в процессе прогрева пыли и обеднению ими пыпесмеси, поступающей в зону горени , с зат гиванием процесса воспламенени и дополнительным увеличением недожога.However, the necessary conditions for the efficient reduction of nitrogen-containing radicals and nitric oxide to molecular nitrogen have not been met. As a consequence, these methods have not sufficiently high ecological indicators for the suppression of nitrogen oxides, as well as efficiency. The noted deficiencies are primarily due to the one-stage burning of auxiliary fuel with an air excess factor of 1.0 and direct contact of a high-temperature (up to 2000 K) torch of auxiliary fuel with dust throughout the process of its preheating. This leads to increased formation of nitrogen oxide when burning auxiliary fuel, melting, sticking and separation of individual fuel particles, causing underburning and slagging of the furnace and burner elements, premature burning out of volatile substances in the process of heating the dust and depletion of the mixture entering the combustion zone, with the delay of the ignition process and an additional increase in underburning.
Наиболее близким к изобретению вл етс способ сжигани пылевидного топлива путем подачи в зону горени аэросмеси, вторичного воздуха и неохлажденных продуктов сгорани вспомогательного топлива, которые вводчт в аэросмесь в виде центрального потока до подачи в нее вторичного воздухаThe closest to the invention is a method of burning a pulverized fuel by supplying a mixture of auxiliary mixture, secondary air and non-cooled combustion products to the combustion zone, which is introduced into the mixture as a central stream before the secondary air is fed into it.
В известном способе реализуетс более эффективное использование вспомогательного топлива дл раннего зажигани основного топлива и повышени устойчивости егоIn the known method, a more efficient use of auxiliary fuel is realized for early ignition of the main fuel and increasing its stability.
воспламенени за счет подвода в корень пылеугольного факела не успевших полностью сгореть высокореэкционных промежуточных продуктов сгорани (радикалов) вспомогательного топлива и неохлажден0 ных продуктах его сгорани , образованных при одностадийном сжигании в стехиомет- рическом (или сверхстехиометрическом) соотношении топлива с подведенным первичным воздухом.ignition due to the supply of a pulverized flare to the root of high-efficiency intermediate combustion products (radicals) of auxiliary fuel that had not fully burned and non-cooled products of its combustion formed during single-stage combustion in the stoichiometric (or superstoichiometric) fuel ratio with the supplied primary air
5 Однако экспозици предварительного прогрева аэросмеси неохлажденными продуктами сгорани вспомогательного топлива ограничена временем существовани в них радикалов - 10-100 мс При условии, что5 However, the exposure of the pre-heating of the air mixture to non-cooled combustion products of auxiliary fuel is limited by the time of existence of radicals in them - 10-100 ms. Provided that
0 ввод высокотемпературных продуктов сгорани в аэросмесь в виде центрального потока предусматривает предварительное перемешивание пыли с воздухом, т е при малой концентрации пыли в потоке аэросме5 си и в отсутствии интенсивного перемешивани неохлажденных продуктов с аэросмесью (так как в противном случае радикалы преждевременно догорали бы в воздухе аэросмеси до поступлени в корень0 Entering high-temperature combustion products into the aerosol in the form of a central stream provides for preliminary mixing of dust with air, that is, with a small concentration of dust in the aerosime 5 s stream and in the absence of intensive mixing of uncooled products with an aeromix before entering the root
0 факела) предварительный высокотемпературный подогрев самой пыли в аэросмеси практически отсутствует и не предусмотрен данным способом,0 torches) preliminary high-temperature heating of the dust itself in the air mixture is practically absent and is not provided for in this way,
Нар ду с этим отдельные частицы пылиAlong with this are separate dust particles
5 в потоке аэросмеси, непосредственно контактирующие с высокотемпературными (до 2000 К) продуктами, оплавл ютс и, коагулиру , под действием центробежных сил создают шлакование элементов устройств и5, in the air mixture mixture, which are in direct contact with high-temperature (up to 2000 K) products, are melted and, by coagulation, under the action of centrifugal forces, the slagging of the elements of the devices and
0 недожог твердого топлива Одностадий ность процесса сжигани вспомогательного топлива с высоким пирометрическим уровнем создает повышенную концентрацию оксидов азота в продуктах его сгорани Ввод0 underburning of solid fuel. The single-stage process of burning auxiliary fuel with a high pyrometric level creates an increased concentration of nitrogen oxides in its combustion products.
5 пыли малой концентрацией с большим объемом транспортирующего воздуха аэросмеси в зону горени создает повышенный избыток воздуха на начальном участке факела и повышает образование термических5 dust of a low concentration with a large volume of transporting air of the air mixture in the combustion zone creates an increased excess of air in the initial part of the flame and increases the formation of thermal
0 оксидов азота при воспламенении инициируемом быстрым сгоранием радикалов вспомогательного топлива в корне факела, количество и врем существовани которых недостаточны дл обеспечени восстанови5 тельных реакций оксида азота в зоне горени основного топлива В результате вы вленных факторов известному способу присущи недостаточные экономичность и экологические показатели подавлени оксидов азота.Nitrogen oxides during ignition initiated by the rapid combustion of auxiliary fuel radicals in the root of the flare, the number and time of existence of which are insufficient to ensure the reductive reactions of nitric oxide in the combustion zone of the main fuel. As a result of these factors, the economics and environmental suppression of nitrogen oxides are inherent to the known method.
Целью изобретений вл етс снижение выбросов токсичных веществ в дымовых газах и повышение эффективности сжигани основного и вспомогательного топливThe aim of the inventions is to reduce emissions of toxic substances in flue gases and to increase the efficiency of burning primary and auxiliary fuels.
Указанна цель достигаетс путем бо лее полного восстановлени азотсодержащих компонентов топлива и оксида азота, образующегос при его сжигании в молекул рный азот и снижени недожога при более рациональном использовании вспомогательного топлива.This goal is achieved by more complete reduction of the nitrogen-containing components of the fuel and nitric oxide, which is formed when it is burned into molecular nitrogen and reduced underburning with more rational use of auxiliary fuel.
Сжигание пылевидного топлива осуществл ют путем подачи в зону горени пылес- меси и вторичного воздуха, предварительного сжигани вспомогательного топлива с первичным воздухом и ввода продуктов его сгорани в пылесмесьдо подачи в нее вторичного воздуха Количество подведенного вспомогательного топлива соответствует заданным пределам измер емых тепловых потерь от неполноты сгорани топлива, а количеством окислител , подведенного в зону горени , обеспечивают оптимальный коэффициент избытка воздуха в зоне горени определ емый по минимуму измеренных суммарных тепловых потерь в продуктах сгорани The pulverized fuel is burned by supplying the dust mixture and secondary air to the combustion zone, pre-burning the auxiliary fuel with primary air and introducing its combustion products into the dust mixture before supplying secondary air to it. The amount of the auxiliary fuel supplied corresponds to the specified limits of the measured heat losses from incomplete combustion fuel, and the amount of oxidant supplied to the combustion zone, provide the optimum excess air ratio in the combustion zone determined by inimumu measurement of total heat loss in combustion products
Вспомогательное топливо сжигают частично - при соотношении с первичным воздухом ниже стехиометрического с пределом снижени его количества, ограниченного условием устойчивости воспламенени сжигаемого вспомогательного топлива, чем достигаетс ограничение первичного образовани оксидов азота при сжигании вспомогательного топлива с недостатком окислител и пониженном температурном уровне, и образование продуктов неполного сгорани (СО, На и СН/з), вл ющихс восстановител ми дл оксидов азота, образующихс в зоне горени ; пылесмесь подают концентрированными потоками в зону частичного сжигани вспомогательного топлива без непосредственного контакта пыли с продуктами неполного его сгорани , что обеспечивает предварительный подогрев пыли без сплавлени отдельных частиц и шлаковани зоны сжигани вспомогатель- топлива, а также частичное восстанов- ление азотсодержащих компонентов топлива в молекул рный азот за счет выдел емых при подогреве пылесмеси летучих веществ из пыли, при малом содержании окислител в пылесмеси и предотвращении преждевременного выгорани летучих веществ в факеле вспомогательного топлива. Предварительный нагрев пыли производ т до температуры, не превышающей точку начала деформации пыли в восстановительной среде, чем обеспечивают надежное ееThe auxiliary fuel is partially burned — when the ratio of primary air is below stoichiometric with a limit on its reduction, limited by the stability of ignition of the burned auxiliary fuel, which results in limiting the primary formation of nitrogen oxides when burning auxiliary fuel with an oxidizer lack and reduced temperature, and the formation of incomplete combustion products (CO, Ha, and CH / h), reducing agents for nitrogen oxides formed in the combustion zone; vacuum mixture is fed in concentrated streams to the partial combustion zone of auxiliary fuel without direct contact of dust with products of incomplete combustion, which provides preheating of dust without fusion of individual particles and slagging of the combustion zone of auxiliary fuel, as well as partial reduction of nitrogen-containing fuel components to molecular nitrogen due to volatile substances evolved from dust during heating, with a low content of oxidizer in the dust mixture and prevention of premature volatile substances burnout in the auxiliary fuel plume. Dust is preheated to a temperature not exceeding the point at which the dust starts to deform in a reducing environment, thus ensuring its reliable
поступление по обогреваемым пылекана лам без образовани отложений на их внутренних поверхност х при условии что температурные характеристики золы а еле 5 довательно, и пыли в восстановительной среде снижаютс the supply of heated dust particles to the llamas without the formation of deposits on their internal surfaces, provided that the temperature characteristics of the ash is scarcely 5 and the dust in the reducing environment decreases
Предварительно нагретую пыль ввод т тангенциальными стру ми в закрученный поток продуктов неполного сгорани вспо- 10 могательного топлива, частично охлажденных при предварительном нагреве пыли, чем обеспечивают качественное распыление концентрированных пылепотоков без применени механических рассекателей,Preheated dust is introduced by tangential jets into the swirling flow of products of incomplete combustion of auxiliary fuel, partially cooled by preheating the dust, which ensures high-quality spraying of concentrated dust streams without using mechanical splitters.
5 подверженных повышенному абразивному износу, быстрое перемешивание пыли с восстановительной средой продуктов неполного сгорани и дополнительный прогрев пыли с более глубоким выходом5 susceptible to increased abrasive wear, rapid mixing of dust with a reducing environment products of incomplete combustion and additional heating of dust with a deeper output
0 летучих веществ и азотистых радикалов и восстановителем последних в молекул рный азот при малой концентрации окислител в смеси, причем предварительным частичным охлаждением продуктов непол5 ного сгорани и тангенциальным вводом струй пыли в закрученный поток снижают веро тность налипани пыли и шлаковани элементов горелки и топки, а также повышают крутку потока, что способствует в даль0 нейшем лучшему перемешиванию со вторичным воздухом и более раннему воспламенению со снижением недожога0 volatile substances and nitrogenous radicals and reducing agents of the latter into molecular nitrogen with a low concentration of oxidizer in the mixture, with preliminary partial cooling of the products of incomplete combustion and tangential injection of dust jets into the swirling flow reduce the likelihood of dust sticking and slagging of the burner and furnace elements, as well as increase flow twist, which contributes to further better mixing with secondary air and earlier ignition with reduced underburning
Полученную готовую пылевзвесь в восстановительной среде продуктов неполногоThe resulting finished dust suspension in a reducing environment products incomplete
5 сгорани вспомогательного топлива вдувают в зону горени , чем достигаетс подвод к корню факела восстановительной среды, полученной при частичном сгорании вспомогательного топлива, и более интенсивное5 combustion auxiliary fuel is blown into the combustion zone, which results in a supply to the root of the plume of the reducing medium obtained during partial combustion of the auxiliary fuel, and more intense
0 восстановление оксида азота, образовавшегос к этому моменту в зоне горени при воспламенении и сжигании поступившей перед этим пылесмеси, причем при описанном механизме в зоне горени создаетс 0 reduction of nitric oxide formed at this point in the combustion zone during ignition and combustion of the previously received dust mixture, and with the described mechanism, in the combustion zone is created
5 избыток продуктов восстановительных реакций , часть из которых участвует в восста- новлении N0 и N2, а друга часть воспламен етс и инициирует воспламенение взвешенной в них пыли, что позволит5 an excess of products of reduction reactions, some of which are involved in the reduction of N0 and N2, and the other part ignites and initiates the ignition of the dust suspended in them, which will allow
0 снизить недожог и более рационально использовать вспомогательное топливо.0 reduce underburning and use auxiliary fuel more efficiently.
Оптимальный коэффициент избытка воздуха дл совместного (полного) сжигани основного топлива и продуктов непол5 ного сгорани , не вступивших в реакции восстановлени , поддерживают количеством подведенного вторичного воздуха, чем ограничиваетс условие, что только количеством подведенного вторичного воздуха обеспечиваетс необходимое количествоThe optimum excess air ratio for the joint (complete) combustion of the main fuel and the products of incomplete combustion that have not undergone reduction reactions is maintained by the amount of secondary air supplied, which limits the condition that the required amount of secondary air is supplied only
.окислител в зоне горени , при котором путем измерени достигают минимум суммарных тепловых потерь, а подводом пыли без окислител непосредственно в самой пы- лесмеси, зато нагретой и взвешенной в высокореакционных газообразных продуктах неполного сгорани вспомогательного топлива , обеспечиваетс стабильность воспламенени пыли при одновременном снижении выбросов токсичных веществ в уход щих дымовых газах за счет минимально возможной концентрации окислител на начальном участке воспламенени .The oxidizer in the combustion zone, in which the total heat losses are minimized by measurement, and by supplying dust without oxidizer directly to the dust mixture itself, but heated and suspended in highly reactive gaseous products of incomplete combustion of auxiliary fuel, dust is constantly ignited while reducing emissions of toxic fumes. substances in the exhaust flue gases due to the lowest possible concentration of oxidant in the initial ignition region.
При изменении расходов и характеристик пылевидного и вспомогательного топ- лив дополнительно измер ют температуру подогрева пыли перед ее вводом в закрученный поток частично охлажденных продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива , а также - содержание оксидов азота в дымовых газах, выход щих из зоны горени что св зано с изменением этих параметров при указанных услови х (изменении расходов и характеристик топлив).When changing costs and characteristics of pulverized and auxiliary fuel, the temperature of dust heating is additionally measured before it is introduced into the partially swirled stream of partially cooled products of incomplete combustion of auxiliary fuel, as well as the content of nitrogen oxides in flue gases leaving the combustion zone, which is connected with change of these parameters under the specified conditions (change of expenses and fuel characteristics).
Полученные результаты измерений сравнивают с максимально-допустимыми заданными значени ми вышеуказанных параметров и при превышении хот бы одного из них корректируют степень неполноты предварительного сгорани вспомогательного топлива, уменьша количество подаваемого первичного воздуха до достижени заданного значени отклонившегос параметра , чем обеспечиваетс надежность работы пылеканалов без отложений и необходимый избыток восстановительной среды дл обеспечени непревышени заданного уровн выбросов оксидов азота в дымовых газах.The obtained measurement results are compared with the maximum permissible specified values of the above parameters and, if at least one of them is exceeded, the degree of incompleteness of the preliminary combustion of the auxiliary fuel is corrected, reducing the amount of primary air supplied to achieve the specified value of the deflected parameter, which ensures reliable operation of dust channels and no deposits. excess reducing environment to ensure that a given level of nitrogen oxides does not exceed flue gas.
На фиг.1 схематично изображена горелка дл реализации предлагаемого способа, продольный разрез: на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.З - сечение В-В на фиг.1; на фиг.4 - схема аппаратурного обеспечени контрольно-измерительными приборами горелки и зоны горени , при автоматизации предлагаемого способа.1 shows a schematic burner for the implementation of the proposed method, a longitudinal section: in FIG. 2 - section AA, in FIG. 1, in FIG. 3, section BB, in FIG. 1; Fig. 4 is a diagram of the instrumental support of the burner instrumentation and the combustion zone during the automation of the proposed method.
Горелка 1 содержит камеру 2 дл сжигани вспомогательного топлива с форсункой 3 (или соплом) дл его подачи и запальник 4. Снаружи камеры 2 с образованием кольцевого канала 5 размещена рубашка 6, подключенна к патрубку 7 первичного воздуха, на входе в камеру 2 установлен закручивающий аппарат 8. Выходной патрубок 9 камеры 2 подсоединен к каналу 10 смесеобразовани пыли концентрированных пылепотоков с частично охлажденными продуктами неполного сгорани вспомогательного топлива, коаксиально которому размещен канал 11 вторичного воздуха, снабженный закручивающим аппаратом 12 В канале 10 (фиг 2) на наружной поверхности выходного патрубка 9 установлены продольно (вдоль оси горелки 1) трубки 13 концентрированной пылесмеси. выведенные через камеру 2 наружу и подключенные к кольцевому коллектору 14 концентриро0 ванной пылесмеси. Противоположные (выходные ) концы трубок 13 изогнуты и направлены тангенциально (по касательным ) к внутренней образующей выходного патрубка 9 (фиг 3). Камера 2 сгорани вспо5 могательного топлива и патрубок 9 футерованы изнутри огнеупором дл повышени надежности работы а участки трубок 13, размещенные в камере 2, защищены тонким антикоррозионным покрытием 15, устойчи0 вым к высокотемпературной коррозии, имеющей место в восстановительной среде. На внутренней поверхности канала 10 смесеобразовани установлено также защитное покрытие 16 из износостойкого материала,The burner 1 contains a chamber 2 for burning auxiliary fuel with a nozzle 3 (or a nozzle) for supplying it and a pilot 4. A jacket 6 is placed outside the chamber 2 to form an annular channel 5, connected to the primary air nozzle 7, and a swirling device is installed at the entrance to the chamber 2 8. The outlet 9 of the chamber 2 is connected to the channel 10 of the formation of dust of concentrated dust streams with partially cooled products of incomplete combustion of auxiliary fuel, coaxially with which is located the channel 11 of secondary air, providing enny swirl device 12 in the channel 10 (Figure 2) on the outer surface of the outlet 9 are mounted longitudinally (along the axis of the burner 1) the tube 13 pylesmesi concentrated. brought out through the chamber 2 to the outside and connected to the annular collector 14 of the concentrated vacuum mixture. The opposite (output) ends of the tubes 13 are bent and directed tangentially (tangentially) to the inner forming outlet port 9 (FIG. 3). The secondary fuel combustion chamber 2 and the pipe 9 are internally lined with refractory to increase reliability of operation, and the portions of the tubes 13 placed in chamber 2 are protected by a thin anti-corrosion coating 15 resistant to high-temperature corrosion occurring in the reducing medium. A protective coating 16 of wear-resistant material is also installed on the inner surface of the mixture-forming channel 10.
5 устойчивого к высокотемпературной коррозии Горелка 1 подключена своими каналами 10 и 11 смесеобразовани и вторичного воздуха к топке с зоной 17 горени и может быть снабжена дополнительно каналами5 resistant to high temperature corrosion The burner 1 is connected by its channels 10 and 11 of mixing and secondary air to the furnace with a burning zone 17 and can be equipped with additional channels
0 или соплами третичного воздуха и каналом газов рециркул ции, а отдельные трубки 13 концентрированной пылесмеси или их группы могут быть подключены к индивидуальным пылепитател м (не показаны)0 or tertiary air nozzles and a recirculation gas channel, and individual tubes 13 of the concentrated dust mixture or their groups can be connected to individual dust collectors (not shown)
5five
Аппаратурное обеспечение контрольно-измерительными приборами содержит (фиг.4) датчик 18 содержани кислорода, датчик 19 концентрации оксидов азота (МОХ)The instrumentation with instrumentation contains (FIG. 4) an oxygen content sensor 18, a nitrogen oxide concentration (MOX) sensor 19
0 и датчик 20-23 содержани горючих компонентов хим-и мехнедожога соответственно по СО, На, СН4 и твердым частицам углерода С, в уход щих дымовых газах за зоной 17 горени (например, на выходе из топки), а0 and sensor 20-23 of the content of combustible components of chemical and mechanical burns, respectively, for CO, Ha, CH4 and solid carbon particles C, in the flue gases leaving behind the combustion zone 17 (for example, at the outlet of the furnace), and
5 также датчики 24 температуры стенок трубок 13, установленные около их выходных концов и датчики 25-28 суммарных расходов концентрированной пылесмеси, вспомогательного топлива первичного и5 also the sensors 24 of the temperature of the walls of the tubes 13, mounted around their output ends and the sensors 25-28 of the total costs of the concentrated dust mixture, auxiliary primary fuel and
0 вторичного воздуха, подаваемых в горелку 1, соответственно Выходные сигналы всех датчиков поданы на группу входов блока 29 сравнени и выработки управл ющих импульсов , на другую группу входов которого0 secondary air supplied to burner 1, respectively. The output signals of all sensors are fed to the group of inputs of the comparison unit 29 and generation of control pulses, to the other group of inputs of which
5 подключены выходные сигналы сравнени блока 30 задатчика контролируемых параметров . Управл ющие импульсы вырабатываемые блоком 29 сравнени подключены к исполнительным механизмом 31 34 регулировани расходов концентрированной пылесмеси , вспомогательного топлива, пер вичного и вторичного воздуха на подводе в горелку 1 соответственно,5, the output signals of the comparison of the control unit 30 of the monitored parameters are connected. The control pulses produced by the comparison unit 29 are connected to the executive mechanism 31 34 for controlling the flow rates of the concentrated dust mixture, auxiliary fuel, primary and secondary air at the inlet to the burner 1, respectively.
Пример 1. Вспомогательное топливо подают в камеру 2 горелки 1 (фиг.1) через форсунку (сопло) 3 и воспламен ют с помощью запальника 4. Первичный воздух подвод т в соотношении с топливом ниже стехиометрического значени (т.е. 0,6 о. 1,0) к патрубку 7, по которому он поступает в кольцевой канал 5, где подогреваетс , охлажда стенки камеры 2. Далее через з. чручивающий аппарат 8 подогретый воздух поступает в камеру 2, где происходит частичное (предзарителfence ) сжигание вспомогательного топлива с пониженным первичным образованием окисдов азота (вследствие ограниченных температурного уровн горени и количества подведенного окислител ) и интеснив- ным образованием продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива (СО, На и CbU), вл ющихс восстанвоител ми оксида азота N0 и азотсодержащих компонентов твердого топлива до молекул рного азота N2. Из камеры 2 образовавшиес высокотемпературные продукты неполного сгорани вспомогательного топлива поступают в патрубок 9, нагревают его стенки и выход т в канал 19 горелки 1. Концентрированна пылесмесь, подведенна во взве- .шенном состо нии в автономном транспортирующем воздухе (с концентрацией 20-100 кг пыли/кг воздуха), поступает из кольцевого коллектора 14 в трубки 13 под давлением транспортирующего воздуха и нагреваетс в них за счет теплообмена теплом , выделенным при частичном сгорании вспомогательного топлива в камере 2. без непосредственного пр мого воздействи факела на пыль, проход щую через зону предварительного частичного сжигани вспомогательного топлива по трубкам 13. В результате теплообмена и предварительного нзгрева пыли в концентрированных потоках в трубках 13 продукты неполного сгорани вспомогательного топлива частично охлаждаютс . При этом в камере 2 преобладающее значение имеет радиационна составл юща теплообмена, а при непосредственном контакте трубок 13 с наружной поверхностью выходного патрубка 9, раскалённого до свечени стенок. - теплопроводность и в меньшей степени радиационна составл юща .Example 1. Auxiliary fuel is supplied to the chamber 2 of the burner 1 (Fig. 1) through a nozzle (nozzle) 3 and ignited by means of a pilot 4. Primary air is supplied in proportion to the fuel below the stoichiometric value (i.e. 0.6 o 1,0) to the pipe 7, through which it enters the annular channel 5, where it is heated, to cool the walls of the chamber 2. Then through s. The screw-in apparatus 8 heated air enters the chamber 2, where partial (pre-charge) combustion of auxiliary fuel takes place with a reduced primary formation of nitrogen oxides (due to limited temperature level of combustion and amount of oxidizer supplied) and the formation of products of incomplete combustion of auxiliary fuel (CO, and CbU), reducing agents for nitrous oxide N0 and nitrogen-containing components of solid fuels to molecular nitrogen N2. From chamber 2 the formed high-temperature products of incomplete combustion of auxiliary fuel enter tube 9, heat its walls and exit into channel 19 of burner 1. Concentrated dust mixture brought in suspended state in autonomous transporting air (with a concentration of 20-100 kg dust / kg of air) enters from the annular manifold 14 into the tubes 13 under the pressure of the transporting air and is heated in them due to heat exchange by the heat released during partial combustion of auxiliary fuel in chamber 2. direct impact of the flare on dust passing through the zone of preliminary partial combustion of auxiliary fuel through tubes 13. As a result of heat exchange and preliminary heating of dust in concentrated streams in tubes 13, products of incomplete combustion of auxiliary fuel are partially cooled. In this case, radiation component of heat exchange is predominant in chamber 2, and with direct contact of the tubes 13 with the outer surface of the outlet nozzle 9, heated before the walls glow. - thermal conductivity and, to a lesser degree, radiation component.
Организаци первой ступени предварительного двухступенчатого подогрева пыли автономно в трубках 13 без непосредственного воздействи факелом на пыль исключает оплавление отдельных ее частиц.The organization of the first stage of preliminary two-stage heating of dust autonomously in tubes 13 without direct torch action on dust eliminates the melting of its individual particles.
налипание и шлакование зоны частичного сжигани вспомогательного топлива с лучшей организацией процесса его сжигани . В процессе подогрева концентрированных 5 потоков пылесмеси в трубках 13 происходит частичный выход летучих веществ, обеспечивающих частичное восстановление азотсодержащих компонентов топлива в молекул рный азот N2 (неполнота восстан0 волени обусловлена неполным выходом летучих веществ и азотистых радикалов при ограниченных пирометрическом уровне нагрева в первой ступени, экспозиции процесса и присутстви хоть и в малых количествахsticking and slagging of the partial combustion zone of auxiliary fuel with better organization of its combustion process. In the process of heating the concentrated 5 streams of the dust mixture in the tubes 13, a partial release of volatile substances occurs, ensuring the partial reduction of nitrogen-containing components of the fuel to molecular nitrogen N2 (the incompleteness of recovery is due to the incomplete release of volatile substances and nitrogenous radicals with a limited pyrometric heating level in the first stage, process exposure and be present though in small quantities
5 окислител , транспортирующего пыль в трубках 13). Температуру нагрева пыли в- первой ступени ограничивают условием ее непревышени по сравнению с точкой начала деформации пыли в восстановительной5 oxidizer transporting dust in the tubes 13). The heating temperature of the dust in the first stage is limited to the condition that it does not exceed as compared to the point at which the dust starts to deform in the reduction
0 среде, выдел ющихс летучих веществ. Это имеет весьма существенное значение дл предотвращени налипани пыли и образовани отложений на внутренних стенках трубок 13, а также исключени последующе5 го шлаковани канала 10, амбразуры горелки 1 и элементы топки, так как известно, что восстановительна среда снижает температурные (плавкостные) характеристики золы, а следовательно, и пыли.0 environment released by volatile substances. This is very important to prevent sticking of dust and the formation of deposits on the inner walls of the tubes 13, as well as to avoid subsequent slagging of channel 10, burner 1 embrasure and furnace elements, since it is known that the reducing medium reduces the temperature (melted) characteristics of the ash, therefore, dust.
0 Например, исследовани ми установлено , что при нагреве концентрированной пы- левзвеси АШ в трубах до температуры 870 К и соответствующей температуре стенки трубы примерно 1000 К внутренн поверх5 ность труб остаетс чистой. По вление отложений наблюдаетс при нагреве пыли свшые 1100 К (дл сравнени средн температура начала деформации золы кузнецких тощих углей и АШ, (ti), в присутствии0 For example, studies have established that when a concentrated dust suspension of ASH is heated in pipes to a temperature of 870 K and a corresponding pipe wall temperature of about 1000 K, the inner surface of the pipes remains clean. The occurrence of deposits is observed when the dust heats up to 1100 K (for comparison, the average temperature of the onset of deformation of the ash of Kuznetsk lean coal and ASH, (ti), in the presence of
0 воздуха равна 1370 К. Поэтому в предлагаемом способе температуру нагрева пыли в первой ступени предварительного двухступенчатого подогрева измер ют (например, косвенно, путем определени температурAir 0 is equal to 1370 K. Therefore, in the proposed method, the heating temperature of the dust in the first stage of the preliminary two-stage heating is measured (for example, indirectly, by determining the temperature
5 стенок выходных участков трубок 13 при известном (50-150°С ее превышении над температурной пыли) и ограничивают степенью неполноты сгорани вспомогательного топлива в камере 2, что осуществл ют5 walls of the exit sections of the tubes 13 at a known (50–150 ° C excess over temperature dust) and limited to the degree of incomplete combustion of auxiliary fuel in chamber 2, which is carried out
0 уменьшением количества подводимого в камеру 2 первичного воздуха по условию непревышени этой температуры по сравнению с заданной и в независимости от Полного расхода вспомогательного топлива,0 a decrease in the amount of primary air supplied to chamber 2 according to the condition that this temperature does not exceed this level as compared with the target and regardless of the Total consumption of auxiliary fuel,
5 определ емого другими услови ми.5 defined by other conditions.
Давлением транспортирующего воздуха частично подогрета в трубках 13 пыль поступает тангенциально направленными стру ми в закрученный поток частично охлажденных продуктов неполного сгорани The pressure of the transporting air is partially preheated in the tubes 13 and the dust enters tangentially directed jets into a swirling flow of partially cooled products of incomplete combustion.
вспомогательного топлива, поступающих из выходного патрубка 9 в канал 10 смесеобразовани горелки 1. Тангенциальным подводом струй пылесмеси из изогнутых выходных концов трубок 13 (фиг.З) обеспечиваетс дополнительное увеличение крутки вихревого потока (за счет увеличени тангенциальной составл ющей его скорости ), ускор ютс процессы смесеобразовани и прогрева пыли и улучшаетс равномерность последнего. При этом снижаетс необходимое врем пребывани пыли в канале 10, сокращаетс его длина и предотвращаетс налипание частиц пыли на стенки. Кроме того, отпадает необходимость в распыливании потока механическим рассекателем, примен емым дл этой цели и сильно подверженным абразивному износу пылью.the auxiliary fuel coming from the outlet 9 to the mixture formation channel 10 of the burner 1. By tangential supply of jets from the curved output ends of the tubes 13 (Fig. 3), the twist flow twist is increased (due to an increase in the tangential component of its velocity), the processes are accelerated mixing and heating the dust and improves the uniformity of the latter. In this case, the required residence time of the dust in the channel 10 is reduced, its length is reduced and the accumulation of dust particles on the walls is prevented. In addition, there is no need for spraying the flow with a mechanical divider used for this purpose and highly dust-prone to abrasive wear.
Подогрев пыли в канале 1 в процессе смесеобразовани с частично охлажденными продуктами неполного сгорани вспомогательного топлива вл етс второй (высокотемпературной) ступенью предварительного двухступенчатого нагрева пылесмеси и обеспечивает ее дополнительный быстрый подогрев до температуры, близкой к температуре восстановительной среды (ориентировочно, 900-1100 К). Оставшиес после первой ступени нагрева пыли невосстановленные азотсодержащие компоненты топлива полностью восстанавливаютс в молекул рный азот в избытке восстановительной среды (состо щей из продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива) и при более глубоком выходе горючих летучих веществ из пылевидного топлива без их преждевременного сгорани до подачи в зону 17 горени , участвующих также в восстановительных реакци х азотистых радикалов топлива в N2 (в отличие от прототипа).Heating of dust in channel 1 in the process of mixing with partially cooled products of incomplete combustion of auxiliary fuel is the second (high-temperature) stage of preliminary two-stage heating of the dust mixture and provides its additional rapid heating to a temperature close to the temperature of the reducing medium (approximately, 900-1100 K). The unrestored nitrogen-containing components of the fuel remaining after the first stage of heating dust are completely reduced to molecular nitrogen in an excess of reducing medium (consisting of products of incomplete combustion of auxiliary fuel) and with a deeper yield of combustible volatile substances from pulverized fuel without their premature combustion before being supplied to zone 17 combustion, which are also involved in the reduction reactions of the nitrogen radicals of the fuel in N2 (unlike the prototype).
Подготовленную таким образом пылевз- весь в восстановительной среде газообразных продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива вдувают в зону 17 горени топки и подвод т к корню факела. Имеющиес в нем к этому моменту оксиды азота (образованные привоспламенении и сжигании ранее поступившей пылесмеси) восстанавливаютс до молекул рного азота N2.The dust thus prepared, all in the reducing environment of the gaseous products of incomplete combustion of auxiliary fuel, is blown into the combustion zone 17 of the furnace and brought to the root of the flare. The oxides of nitrogen present at this time (formed during ignition and combustion of the previously introduced dust mixture) are reduced to molecular nitrogen N2.
Процесс восстановлени описываетс следующими уравнени ми химических реакцийThe recovery process is described by the following chemical reaction equations.
2NO + 2СО--2С02 + N2,2NO + 2CO - 2C02 + N2,
2NO + + N2.2NO + + N2.
По сравнению с известными способами дл более полного восстановлени оксида азота предусмотрен гарантированный избыток продуктов неполного сгорани (восстановительной среды) вспомогательного топлива, подводимых в зону 17 Это обеспечиваетс такой степенью неполноты сгорани вспомогательного топлива с учетомCompared with the known methods for a more complete reduction of nitric oxide, a guaranteed excess of products of incomplete combustion (reducing medium) of auxiliary fuel supplied to zone 17 is provided. This is ensured by this degree of incomplete combustion of auxiliary fuel taking into account
полного его расхода, при которой содержание оксидов азота в продуктах полного сгорани , выход щих из зоны 17. не превышает заданного содержани . Дл выполнени данного услови количество первичногоits full consumption, at which the content of nitrogen oxides in the products of complete combustion leaving the zone 17. does not exceed the specified content. To fulfill this condition, the amount of primary
воздуха, подведенного в камеру 2. одновременно ограничивают и по условию непревы- шени содержани МОХ в уход щих дымовых газах за зоной 17 горени (определенного путем измерени ) по сравнению сair supplied to chamber 2. at the same time, they also limit the content of MOX in the exhaust flue gases beyond the combustion zone 17 (determined by measurement) compared to
заданным значением путем уменьшени количества первичного воздуха в случае превышени заданного значени NOx в дымовых газах.by a predetermined value by reducing the amount of primary air in case of exceeding a predetermined value of NOx in the flue gases.
Таким образом, степень неполноты сгорани вспомогательного топлива регулируют количеством подведенного первичного воздуха при превышении хот бы одного из максимально допустимых заданных значений параметров: температуры нагрева пылиThus, the degree of incompleteness of the combustion of auxiliary fuel is regulated by the amount of supplied primary air when at least one of the maximum permissible specified values of the parameters is exceeded: dust heating temperatures
в первой ступени подогрева пыли и содержани NOX в дымовых газах путем их измерени и до приведени отклонившегос параметра в соответствие с заданным его значением путем сравнени с результатамиin the first stage of heating the dust and the NOX content in the flue gases by measuring them and before bringing the deviating parameter in line with its specified value by comparing with the results
измерени .measurements.
Отсутствие организованного подвода окислител (воздуха) по каналу 10 в зону 17 при минимальном его количестве в концентрированной пылесмеси задерживает преждевременное воспламенение и сгорание высокореакционных продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива, чему также способствует и их частичное охлаждение в первой ступени подогрева пыли. Этим обеспечиваетс приоритетное (первоначальное ) использование этих продуктов дл восстановлени оксида азота N0 и N2 Избыточна часть продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива (не вступивших в реакции восстановлени ) по мере постепенного подмешивани к ним вторичного воздуха, подведенного в зону 17 по каналу 11 и закрученному аппаратом 12,The absence of an organized supply of oxidizer (air) through channel 10 to zone 17 with its minimum amount in a concentrated dust mixture delays the premature ignition and combustion of highly reactive products of incomplete combustion of auxiliary fuel, which is also facilitated by their partial cooling in the first stage of dust heating. This ensures the priority (initial) use of these products for the reduction of nitric oxide N0 and N2 Excessive part of the products of incomplete combustion of auxiliary fuel (which have not undergone reduction reactions) as the secondary air supplied to zone 17 through channel 11 and twisted by apparatus 12 is gradually mixed into them. ,
воспламен етс , чем создаетс посто нный недостаток воздуха при воспламенении топлива и тормозитс образование термических оксидов азота При выделении тепла от сгораемой в зоне 17 части продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива инициируетс и стабилизируетс процесс воспламенени взвешенной в них подогретой пыли при более рациональном использовании вспомогательного топлива и снижении недожога.ignites, which creates a constant lack of air during fuel ignition and inhibits the formation of thermal nitrogen oxides. When heat from the part of incomplete combustion auxiliary fuel is combusted in zone 17, the process of ignition of heated weighted dust is ignited and the auxiliary fuel is used more efficiently and reduced underburning
При реализации предлагаемого способа количеством вспомогательного топлива, подводимого в камеру 2, обеспечивают заданные пределы тепловых потерь от мехне- дожога твердого топлива в зоне 17 горени , соответствующие наименьшей и номинальной тепловым производительност м устройства (например, котлоагрегата) и выдерживаемые за счет снижени недожога при увеличении расхода вспомогательного топлива, а ограничение коэффициента избытка воздуха в камере 2 обеспечивают при этом необходимое количество (избыток) продуктов восстановлени NO и Na, по условию непревышени содержани NOX в ды- мовых газах. Однако снижение коэффициента избытка первичного воздуха а небеспредельно и ограничено услови ми устойчивости воспламенени вспомогательного топлива (а также и взрывобезопасно- сти). В топочной технике дл высокореакционных топлив (природный газ) общеизвестен минимальный предел, при котором еще обеспечиваетс устойчивое воспламенение-это а. 0,6. Поскольку дл различных высокореакционных топлив эта величина может несколько отличатьс , то она должна быть установлена дл конкретного топлива, сжигаемого в каждом отдельном случае.When implementing the proposed method, the amount of auxiliary fuel fed into chamber 2 ensures the specified limits of heat losses from mechanical fire of solid fuel in the burning zone 17, corresponding to the lowest and nominal thermal performance of the device (for example, boiler unit) and maintained by reducing the underburning with increasing consumption of auxiliary fuel, and limiting the excess air ratio in chamber 2 provide the required amount (excess) of NO and Na reduction products, about the condition of non-exceeding content of NOX in dy- movyh gases. However, the decrease in the coefficient of primary air excess is not unlimited and is limited by the stability conditions of ignition of auxiliary fuel (as well as explosion safety). In the furnace technology for high-reactive fuels (natural gas), the minimum limit is well known, at which stable ignition is still provided. 0.6. Since this value may differ somewhat for different highly reactive fuels, it must be established for a particular fuel that is burned in each case.
На стадии проектировани устройства должно быть предусмотрено условие достаточности диапазона регулировани зависимых параметров в пределах уменьшени а от 1,0 до 0,6 при количестве вспомога- тельного топлива, соответствующем тепловым потер м от недожога в заданных пределах. В случае изменени каких-либо начальных (проектных) условий и при обеспечении подведенным количеством вспомо- гательного топлива заданных тепловых потерь, но необспечении заданных значений по температуре пыли или содержанию NOx при предельном снижении количества первичного воздуха, корректировка режима может быть произведена дополнительным изменением расхода вспомогательного топлива при сохранении минимального коэффициента избытка пёрвичного-воздуха по отношению к из- мененному расходу вспомогательного топлива (например. а 0,6). В случае превышени температуры пыли по сравнению с максимально допустимой расход вспомогательного топлива снижают, а в слу- чае превышени заданного уровн NOx в дымовых газах - увеличивают, создава дополнительное количество продуктов дл восстановительных реакций. В результате использовани продуктов неполного сгорани вспомогательного топлива дл восстановительных реакций N0 и Na, а оставшихс (избыточных) - дл инициировани и стабилизации воспламенени обеспечиваетс Опережающее подавление оксида азота по сравнению с ростом мехнедожога. Этим обеспечиваетс более рациональное использование вспомогательного топлива. Вследствие отсутстви пр мой пропорциональной зависимости в изменении расхода вспомогательного топлива при изменении расхода пылевидного топлива (в некоторых случа х существует даже противоположное увеличение доли по теплу вспомогательного топлива при уменьшении основного) обеспечение максимального температурного уровн нагрева пыли должно быть предусмотрено на стадии проектировани дл наиболее т желого режима охлаждени трубок 13, т.е. в режимах при максимальной доле по теплу вспомогательного топлива, чем обеспечиваетс непревышение заданной максимальной температуры в других режимах работы. При отсутствии подачи пыли должно быть предусмотрено охлажедние трубок 13 паром или воздухом (растопочные или аварийные режимы). Во всех режимах вторичный воздух в зону 17 горени подвод т в количестве, обеспечивающем полное совместное сгорание подводимой в зону 17 пыли и продуктов неполного сгорани , не вступивших в восстановительные реакции, при оптимальном коэффициенте избытка воздуха, путем измерени содержани кислорода в продуктах полного сгорани (уход щих дымовых газах), выход щих из зоны 17 горени , в результате чего достигаютс одновременно минимальные тепловые потери с уход щими газами хим- и мехнедожо- гом и энергозатраты на т го-дутьевое оборудование. Поддержание этого коэффициента воздуха в заданных пределах (например , 1,1 $ 1,3) дополнительно способствует ограничению образовани N0 при воспламенении пыли в зоне 17 горени . Таким образом, при повышении эффективности сжигани основного и вспомогательного топлив1 достигаетс снижение выбросов токсичных веществ (оксидов азота ), с одной стороны торможением их первичного образовани за гчет более полного предварительного восстановлени азотсо-. держащих компонентов топлива, при €го высокотемпературном нагреве в восстановительной среде и двухступенчатого сжигани вспомогательного топлива с ограничением пирометрического уровн в зоне предварительного, частичного сжигани в камере 2, а с другой стороны более полным восстановлением образующего N0At the design stage of the device, a condition should be provided for the adequacy of the control range of the dependent parameters within the limits of decreasing a from 1.0 to 0.6, with the amount of auxiliary fuel corresponding to the heat loss from underburning within the specified limits. In the event of a change in any initial (design) conditions and when the supplied amount of auxiliary fuel is provided with specified heat losses, but not meeting the specified values for dust temperature or NOx content while limiting the amount of primary air, the mode can be adjusted by an additional change. fuel while maintaining a minimum rate of primary-air excess relative to the changed auxiliary fuel consumption (for example, a 0.6). If the temperature of the dust exceeds the maximum allowable amount, the auxiliary fuel is reduced, and if the specified level of NOx is exceeded in the flue gases, it is increased, creating an additional amount of products for reduction reactions. As a result of using products of incomplete combustion of auxiliary fuel for reducing reactions of N0 and Na, and those remaining (excess) for initiating and stabilizing ignition, Nitric oxide pre-suppression compared with annealing is provided. This ensures a more rational use of auxiliary fuel. Due to the absence of a direct proportional relationship to the change in the auxiliary fuel consumption with a change in the consumption of pulverized fuel (in some cases there is even an opposite increase in the heat share of the auxiliary fuel when the main fuel decreases), the maximum temperature level of dust heating should be provided at the design stage for the most severe the cooling mode of the tubes 13, i.e. in modes with a maximum heat fraction of auxiliary fuel, which ensures that the specified maximum temperature is not exceeded in other modes of operation. In the absence of dust supply, cooling pipes 13 should be provided with steam or air (pilot or emergency modes). In all modes, the secondary air in the combustion zone 17 is supplied in an amount that ensures complete joint combustion of the dust and products of incomplete combustion that have not entered the reduction reactions supplied to zone 17 with the optimum excess air ratio, by measuring the oxygen content in the complete combustion products (care flue gases) coming out of the burning zone 17, as a result of which the minimum heat losses are achieved simultaneously with chemical and mechanical burner flue gases and energy consumption for blower equipment . Maintaining this air ratio within the prescribed limits (e.g., 1.1 $ 1.3) additionally contributes to limiting the formation of N0 when dust ignites in the combustion zone 17. Thus, with an increase in the efficiency of combustion of the main and auxiliary fuels, reduction of emissions of toxic substances (nitrogen oxides) is achieved, on the one hand, by inhibiting their primary formation to ensure a more complete preliminary reduction of nitrogen – nitrogen. holding fuel components, with high-temperature heating in a reducing environment and two-stage combustion of auxiliary fuel with limiting pyrometric level in the zone of preliminary, partial combustion in chamber 2, and on the other hand a more complete recovery of forming N0
и а камере 2, а с другой стороны более олным восстановлением образующего N0 зоне 17 горени в молекул рный азот проуктами неполного сгорани вспомогателього топлива, подводимыми к корню факела избыточном количестве по сравнению с еобходимым дл восстановительных рекций .and chamber 2, and on the other hand, a more complete reduction of the combustion zone forming N0 into molecular nitrogen by the products of incomplete combustion of auxiliary fuel supplied to the plume root of excess amount compared to that required for reduction reactions.
Пример 2, Реализаци способа может ыть осуществлена в автоматическом режиме , что по сн етс структурной блок-схемой на фиг.4.Example 2 The implementation of the method may be carried out in an automatic mode, which is explained by the structural block diagram in FIG. 4.
Коэффициент избытка воздуха в продуктах полного сгорани на выходе из зоны 17 горени (из топки) поддерживаетс оптимальным изменением расхода вторичного воздуха, соответствует заданному значению ( «т 1,1...1,3, ориентировочно) во всем диапазоне изменени расходов топлива и корректируетс , при изменении расходов топлив сравнением результата пр мого измерени содержани кислорода в уход - газах и заданной величины.The excess air coefficient in the products of complete combustion at the exit from the combustion zone 17 (from the furnace) is maintained by an optimal change in the secondary air flow rate, corresponds to a given value ("t 1.1 ... 1.3, approximately) in the whole range of fuel flow change and is corrected , with a change in fuel consumption by comparing the result of direct measurement of the oxygen content in the treatment - gases and a given value.
Количество (расход) вспомогательного топлива, подведенного к горелке 1,обеспечивает процесс сжигани пылевидного топлива с тепловыми потер ми от мехнедожога (а также и химнедожога) в заданных пределах (минимальном и максимальном).The amount (consumption) of auxiliary fuel supplied to burner 1 ensures the combustion process of pulverized fuel with heat losses from mechanical burns (as well as chemical burns) within the specified limits (minimum and maximum).
Количество (расход) первичного воздуха , подаваемого в камеру 2 горелки 1 дл частичного (предварительного) сжигани вспомогательного топлива устанавливаетс не превышающим стехиометрического соотношени (т.е. «1 1,0) по данным пр мого измерени подводимого расхода вспомогательного топлива, в пересчете на воздух через известный теоретически необходимый объем воздуха дл полного его сжигани , допопнительно корректируетс одновременным сравнением заданных и полученных в результате измерений значений параметров: температуры предварительного подогрева пыли (в трубках 13) перед ее смешением с частично охлажденными продуктами неполного сгорани вспомогательного топлива и содержани оксидов азота в уход щих дымовых газах за зоной 17 горени . При этом в случае превышени хот бы одного из них по сравнению с заданным значением отклонившегос параметра расход первичного воздуха уменьшают до достижени равенства заданной и измеренной величины этого параметра, причем снижение коэффициента избытка воздуха уменьшением его расхода огранйченоусловием устойчивости воспламенени частично сжигаемого вспомогательного топлива (напримером S 0,6);The quantity (consumption) of primary air supplied to chamber 2 of burner 1 for partial (preliminary) combustion of auxiliary fuel is set not to exceed the stoichiometric ratio (i.e. "1 1.0) according to direct measurement of the supplied auxiliary fuel consumption, in terms of the air through the theoretically known necessary volume of air for its complete combustion is additionally corrected by simultaneously comparing the parameter values obtained and obtained as a result of measurements: heating ceiling elements dust (in 13 tubes) prior to mixing with the partially cooled product partial combustion of the auxiliary fuel and the content of nitrogen oxides in the leaving flue gases of the combustion zone 17. In this case, if at least one of them exceeds the setpoint value of the deviating parameter, the primary air consumption is reduced until equality of the specified and measured value of this parameter is achieved, and the reduction of the excess air ratio by reducing its consumption is limited by the ignition stability condition of the partially combusted auxiliary fuel (for example, S 0 , 6);
Невыполнение заданных условий при снижении «ч до предельной минимальной .Failure to comply with specified conditions while reducing the "h to the maximum minimum.
величины устран ют дополнительной корректировкой расхода вспомогательного топлива с соответствующим изменением расхода первичного воздуха при минимальном его коэффициенте избытка (например, а 0,6), а именно при превышении содержани NO/ по сравнению с заданным увеличивают расход вспомогательного топлива, а при превышении заданной температурыthe values are eliminated by additional adjustment of the auxiliary fuel flow rate with a corresponding change in the primary air flow rate with its minimum excess coefficient (e.g., a 0.6), namely, when the NO content is exceeded / compared to the preset, the auxiliary fuel consumption increases and
0 пыли уменьшают расход вспомогательного топлива, до достижени заданного значени отклонившегос параметра и при соблюдении начального услови - по обеспечению тепле вых потерь от неполно5 ты сгорани в заданных пределах.0 dust reduces the consumption of auxiliary fuel, until a given value of the deviating parameter is reached and, if the initial condition is met, to ensure the heat loss from incomplete combustion within the specified limits.
Рабочий процесс предлагаемого способа а автоматизированном режиме осуществл етс следующим образом (фиг,4).The working process of the proposed method in the automated mode is carried out as follows (Fig. 4).
При поступлении в горелку 1 основногоWhen entering the burner 1 main
0 и вспомогательного топлив первичного и вторичного воздуха их расходы измер ютс соответствующими датчиками 26-28 расходов (расходомерами), а на выходе продуктов полного сгорани топлив из зоны 17 горени 0 and auxiliary fuels of primary and secondary air, their costs are measured by the corresponding flow sensors 26-28 (flow meters), and at the exit of the products of complete combustion of fuels from the combustion zone 17
5 производитс измерение содержани горючих компонентов (СО Нг, СН и С) датчиками 20-23, содержаний кислорода (Оа) 18 и оксидов азота (NOx) 19 в уход щих дымовых газах. Измеренные величины содержаний5, the content of combustible components (CO Hg, CH, and C) is measured by sensors 20-23, oxygen contents (Oa) 18 and nitrogen oxides (NOx) 19 in flue gases. Measured contents
0 горючих компонентов от датчиков 20-23 пересчитываютс по известным соотношени м в величину тепловых потерь от неполноты сгорани , суммируютс в блоке 29 сравнени и выработки управл ющих им5 пульсов и сравниваютс с заданными пределами изменени этого параметра, введенными оператором в блок 30 задатчи- ка.The 0 combustible components from sensors 20-23 are recalculated according to known ratios to the amount of heat loss due to incomplete combustion, summed up in unit 29 for comparison and generation of their controlling pulses and compared with predetermined limits of variation of this parameter entered by the operator in unit 30 of the gauge.
При превышении тепловых потерь отAt excess of heat losses from
0 недожога по сравнению с заданным максимальным пределом блоком 29 вырабатываетс управл ющий импульс, подаваемый на исполнительный механизм 32, и расход вспомогательного топлива увеличиваетс 0 underburner compared with the predetermined maximum limit of the unit 29, a control pulse is generated to the actuator 32 and the auxiliary fuel consumption increases.
5 до приведени тепловых потерь от недожога в соответствие с заданным значением, при снижении этого параметра ниже заданного предела в цел х экономии дефицитного вспомогательного топлива его расход5, before bringing the heat loss from underburning in line with the target value, while reducing this parameter to below the target limit in order to save deficit auxiliary fuel, its consumption
0 корректируетс в обратном пор дке, т.е. снижаетс .0 is corrected in the reverse order, i.e. decreases.
В соответствии с измеренными расходомером 26 расходом вспомогательного) топлива и установленным задатчиком 30In accordance with the flow rate of the auxiliary fuel measured by the flow meter 26 and set by the setting device 30
5 стехиометрическим соотношением воздуха, необходимым дл полного его сгорани , блоком 29 вырабатываетс предварительно управл ющий импульс на исполнительный орган 33 и устанавливаетс расход первичного воздуха, измеренный расходомером5 The stoichiometric ratio of air required for its complete combustion, the block 29 generates a pre-control impulse to the executive body 33 and sets the primary air flow rate measured by the flow meter.
27, обеспечивающий заданное стехиомет- рическое соотношение (т.е. ai у 1,0). Одновременно датчиком 24 измер етс температура нагрева пыли и вместе с сигналом от датчика 19 поступает в блок 29. в котором эти значени сравниваютс с заданными (введенными оператором) в блоке 30. При превышении хот бы одного из значений этих параметров блоком 29 формируетс дополнительный управл ющий импульс на уменьшение расхода первичного воздуха, подаваемый на исполнительный механизм 33, до достижени отклонившегос параметра в соответствии с заданным значением. Очевидно, что значение второго параметра одновременно снижаетс при этом, т.е. превышение его заданной величины не произойдет. В случае снижени расхода первичного воздуха по сравнению с расходом вспомогательного топлива до кон- тролируемого блоком 29 по заданному блоком 30 предельного минимального их соотношени , по условию обеспечени устойчивости воспламенени вспомогательного топлива (например, а 0,6), дальнейшее уменьшение первичного воздуха прекращаетс , а если при этом отклонившийс параметр не приведен в соответствие с заданным значением, производитс дополнительна корректировка расхода вспомогательного топлива по описанному условию регулировани .27, which ensures a given stoichiometric ratio (i.e., ai = 1.0). At the same time, the sensor 24 measures the heating temperature of the dust and enters block 29 with the signal from sensor 19 in which these values are compared with the set (entered by the operator) block 30. If at least one of these parameters is exceeded, an additional control is generated by block 29 the impulse to reduce the primary air flow rate supplied to the actuator 33 until the deviated parameter is reached in accordance with the set value. It is obvious that the value of the second parameter simultaneously decreases, i.e. exceeding its specified value will not occur. In the case of reducing the primary air flow rate compared to the auxiliary fuel flow rate controlled by the unit 29 according to the minimum minimum ratio set by the unit 30, the condition of ensuring the sustainability of the auxiliary fuel ignition (for example, a 0.6), the further reduction of the primary air stops and if, in this case, the rejected parameter is not adjusted in accordance with the specified value, an additional adjustment is made to the auxiliary fuel consumption according to the described control condition .
Расход вторичного воздуха, измер емый расходомером 28 и регулируемый меха- низмом 34, устанавливаетс по данным измерени содержани кислорода в уход щих дымовых газах дачтиком 18 (кислородо- мером) с пересчетом на коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорани . Зна- чение оптимального по минимуму суммы тепловых потерь с уход щими газами и недожогом может быть определено предаари- тельными наладочными испытани ми (иThe secondary air flow rate, measured by the flow meter 28 and regulated by the mechanism 34, is determined according to the measurement of the oxygen content in the exhaust flue gases by the dachtik 18 (oxygen meter), calculated on the coefficient of air excess in the combustion products. The value of the minimum-optimal amount of heat loss with flue gases and underburning can be determined by pre-commissioning adjustment tests (and
находитс как правило в пределах ат 1,1...1,4 при сжигании твердого топлива) и введено заранее в блок 30 задатчика. При более широких возможност х аппаратурного обеспечени на основе, например, микis usually within at 1.1 ... 1.4 when burning solid fuel) and entered in advance in unit 30 of the setter. With broader hardware capabilities based on, for example, mic
ропроцессорной техники это значение может вычисл тьс в процессе рабочего регулировани по известным зависимост м и измеренным значени м температуры уход щих газов, коэффициента избытка воздуха и содержани горючих компонентов в уход щих га зах и известным значени м расходов основного и вспомогательного топлив. Например , при некотором равновесном состо нии по услови м изменени нагрузки котлаIn the process technology, this value can be calculated using the well-known dependencies and measured values of flue gas temperature, air excess factor and the content of combustible components in flue gases and known values of primary and auxiliary fuels. For example, at a certain equilibrium state according to the conditions of change of the boiler load
5 10 5 0 5 0 5 10 5 0 5 0
5 0 50
к.to.
00
5five
оператором или автоматически снижен расход основного пылевидного топлива. Датчиком 18 измерено, а блоком 29 вы влено повышение коэффициента избытка воздуха сверх заданного, датчиком 24 - измерено, а блоком 29 вы влено превышение температуры стенок трубок 13 (соответствующей температуре пылесмеси на выходе из трубок 13)сверх заданной величины. Блоком 29 вырабатываютс соответствующие управл ющие импульсы: Уменьшить расход вторичного воздуха и Уменьшить расход первичного воздуха, затем при поступлении корректирующего сигнала от датчика 23 по снижению ниже граничного значени содержани горючих в продуктах полного сгорани блоком 29 производитс выработка импульса - Снизить расход вспомогательного топлива, осуществл емого органом 32, после этого оп ть повтор етс корректировка расходом вторичного и первичного воздуха и более точна установка расхода вспомогательного топлива.the operator or automatically reduced the consumption of the main pulverized fuel. Sensor 18 was measured, and block 29 revealed an increase in the excess air ratio over the given, sensor 24 measured, and block 29 revealed the temperature rise of the walls of the tubes 13 (corresponding to the temperature of the dust mixture at the exit of the tubes 13) above a predetermined value. The unit 29 produces the appropriate control pulses: Reduce the secondary air flow and Reduce the primary air flow, then when a correction signal is received from the sensor 23 to decrease below the limit value of the combustible content in the complete combustion products, the pulse 29 is produced to reduce the auxiliary fuel consumption effected by the body 32, after which the flow rate adjustment of the secondary and primary air is repeated again and more precise setting of the auxiliary fuel flow va.
При уменьшении первичного воздуха увеличиваетс степень неполноты сгорани предварительного сжигани вспомогательного топлива в камере 2 горелки 1, уменьшаетс количество выделенного тепла, за счет чего снижаетс температура подогрева пыли в трубках 13 (возросша при снижении расхода пылепидного топлива сверх допустимого значени ) и одновременно увеличиваетс количество продуктов неполного сгорани с осуществлением более полного подавлени оксидов азота.When primary air decreases, the degree of incomplete combustion of the preliminary combustion of auxiliary fuel in chamber 2 of burner 1 increases, the amount of heat released decreases, thereby reducing the heating temperature of dust in tubes 13 (increasing with decreasing dust-like fuel consumption above permissible value) and at the same time the amount of incomplete products combustion with more complete suppression of nitrogen oxides.
Например, расход пылесмеси принудительно увеличен, по значени м параметров, измеренных датчиками 18-24, блоком 29 вырабатываютс следующие команды: Увеличить расход вспомогательного топлива, Увеличить расход вторичного воздуха, Увеличить (или оставить без изменени ) в зависимости от степени измерени расхода пылесмеси) расход первичного воздуха. Данные управл ющие импульсы (команды) исполн ютс механизмами 32-33, СоответственноFor example, the flow rate of the dust mixture is forcibly increased, according to the values of the parameters measured by the sensors 18-24, the block 29 produces the following commands: Increase the auxiliary fuel consumption, Increase the secondary air flow, Increase (or leave it unchanged) depending on the degree of measurement of the dust mixture consumption) primary air. These control pulses (commands) are executed by mechanisms 32-33, Respectively
Таким образом, корректировка расхода первичного воздуха по содержанию оксидов азота в уход щих газах требуетс при измен ющемс содержании азота в поступающем твердом топливе, при переменных режимах, св занных с изменением расходов основного и вспомогательного топлив, и направлена на обеспечение достаточного количества продуктов восстановительных реакций N0 и N2 в зоне 17 горени ;Thus, the adjustment of the primary air flow rate by the content of nitrogen oxides in exhaust gases is required when the nitrogen content in the incoming solid fuel varies, under varying conditions associated with changes in the cost of primary and auxiliary fuels, and is aimed at providing a sufficient amount of reduction products N0 and N2 in the burning zone 17;
Технические преимущества изобретени состо т в более полном вЪ сстановленииThe technical advantages of the invention consist in a more complete recovery.
рзотсодержащих компонентов топлива при высокотемпературном его подогреве в восстановительной среде при отсутствии (или малой концентрации) окислител и оксида азота в корне факела, за счет обеспечени подвода к нему продуктов восстановительных реакций в избыточном количестве, получаемых частичным предварительным сжиганием вспомогательного топлива, при более рациональном использовании последнего одновременно дл предварительного подогрева пылесмеси, получени продуктов неполного сгорани дл восстановлени оксида азота и интенсификации воспламенени пыли со снижением недожога . Чем достигаетс снижение выбросов ток- сичных веществ в дымовых газах и повышение эффективности сжигани основного и вспомогательного топлив.fuel containing components when it is heated to a high temperature in a reducing environment in the absence (or low concentration) of oxidant and nitric oxide in the root of the flare, by ensuring that products of reduction reactions are supplied to it in excess, obtained by partial preliminary combustion of auxiliary fuel, while using the latter more rationally at the same time to preheat the dust mixture, to obtain products of incomplete combustion for the reduction of nitric oxide and The ignition of dust ignition with reduced underburning. What is achieved in reducing emissions of toxic substances in flue gases and improving the combustion efficiency of the main and auxiliary fuels.
Экономический эффект при реализа- 20 альными стру ми в предварительно закруции предлагаемого способа обеспечиваетс за счет повышени экономичности сжигани твердого топлива (снижени недожога) и непричиненного экологического ущерба окружающей среде за счет 25The economic effect of the sale of 20 jets in the pre-spinning of the proposed method is achieved by increasing the efficiency of burning solid fuel (reducing underburning) and non-causing environmental damage to the environment by 25
Первичный доздух;Primary airway;
ченныи поток охлажденных продуктов неполного сгорани , причем суммарный оптимальный коэффициент избытка воздуха поддерживают количеством зводимого вторичного воздуха.The flow of cooled products is incomplete combustion, and the total optimal coefficient of excess air is supported by the amount of generated secondary air.
8тори мь возду}(8 stories
Кощентри- робанна пылесмесь Coschentrirobanna Vacuum Mixture
снижени токсичных выбросов в дымовых газах.reducing toxic emissions in flue gases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904886672A SU1749616A1 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Method of burning pulverulent fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904886672A SU1749616A1 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Method of burning pulverulent fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1749616A1 true SU1749616A1 (en) | 1992-07-23 |
Family
ID=21547615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904886672A SU1749616A1 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Method of burning pulverulent fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1749616A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108826285A (en) * | 2018-06-01 | 2018-11-16 | 山西瓦特网联环能科技有限公司 | Big adjust compares coal burner |
| RU2715301C1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-02-26 | Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") | Vortex pulverized coal burner |
-
1990
- 1990-11-30 SU SU904886672A patent/SU1749616A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Котлер В.Р, Оксиды азота в дымовых газах котлов. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.82, рис.3.21. Муравкин Б.Н. и др. Перевод котла ТПЛ-210А, сжигающего кузнецкий тощий уголь, на подачу пыли высокими концентраци ми. - Теплоэнергетика, 1990. № 2, с.25- 29. Авторское свидетельство СССР N 1170226, кл. F 23 К 1/00,1985. Авторское свидетельство СССР te 1191679, кл. F 23 С 11/00, 1985. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108826285A (en) * | 2018-06-01 | 2018-11-16 | 山西瓦特网联环能科技有限公司 | Big adjust compares coal burner |
| CN108826285B (en) * | 2018-06-01 | 2023-11-03 | 山西瓦特网联环能科技有限公司 | Large regulating ratio coal powder burner |
| RU2715301C1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-02-26 | Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") | Vortex pulverized coal burner |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4021186A (en) | Method and apparatus for reducing NOx from furnaces | |
| KR100231667B1 (en) | Combustion burner and its combustion method in furnace | |
| EP2494274B1 (en) | Method of combusting particulate solid fuel with a burner | |
| US4566393A (en) | Wood-waste burner system | |
| NL8001071A (en) | METHOD FOR REDUCING NO EMISSIONS | |
| US20150226421A1 (en) | Method of Co-Firing Coal or Oil with a Gaseous Fuel in a Furnace | |
| US20090130615A1 (en) | Method for Calcination of a Material with Low NOchi Emissions | |
| CN103791493B (en) | Pulverized coal flame preheating fires system again | |
| JPS6323442B2 (en) | ||
| EP2588809B1 (en) | Method and system for low-emission incineration of low-calorific waste gas | |
| SU1749616A1 (en) | Method of burning pulverulent fuel | |
| EP0436056B1 (en) | Method and apparatus for partial combustion of coal | |
| US7249946B2 (en) | Thermal generator and combustion method for limiting nitrogen oxides emissions by re-combustion of fumes | |
| JP2585798B2 (en) | Low NOx combustion device | |
| CN109838795A (en) | A kind of incinerator and method for realizing high nitrogenous exhaust gas, waste liquid nitrogen oxides minimizing discharge | |
| CN109340789A (en) | The steady combustion process of the low nitrogen of carbon black tail gas and the low nitrogen of carbon black tail gas surely fire system | |
| CN210688167U (en) | Boiler capable of burning biomass fuel based on transformation of existing gas-fired boiler | |
| EP2863123B1 (en) | Method of low-emission incineration of low and mean calorific value gases containing NH3, HCN, C5H5N, and other nitrogen-containing compounds in combustion chambers of industrial power equipment, and the system for practicing the method | |
| CN110748877A (en) | Coal-fired boiler and control method | |
| RU2377467C2 (en) | Method of reducing nitrogen oxide emissions based on plasma flame stabilisation of pulverised coal flow and device intended for realisation thereof | |
| CN114183758B (en) | Device for burning wastes by low-calorific-value gas | |
| RU2143084C1 (en) | Method for combined-cycle combustion of natural gas, pulverized coal, and gas products of thermochemical treatment of coal | |
| JPS6122115A (en) | Combustion controlling method utilizing combustion exhaust gas | |
| CN214664368U (en) | Mix pulverized coal fired boiler structure of burning chemical industry dry gas or torch gas | |
| CN208952074U (en) | A kind of low nitrogen burning gas boiler |