Способ сжигания высокозольного пылеугольного топлива и устройство для его осуществления
Номер инновационного патента: 29172
Опубликовано: 17.11.2014
Авторы: Шишкин Андрей Аркадьевич, Шишкин Аркадий Александрович
Формула / Реферат
Предложенное техническое решение относится к области теплоэнергетики, в частности к технологии сжигания высокозольных углей, таких, как Экибастузский уголь на пылеугольных энергетических котлах. Данная технология основана на применении пылеугольной горелки, являющейся дальнейшим развитием низкоэмиссионных вихревых пылеугольных горелок разрабатываемых в КазНИИ энергетики имени академика Ш.Ч.Чокина. Данное техническое решение направлено на повышение экологической и технико-экономической эффективности сжигания пылеугольного топлива и топочного процесса в целом путем комплексного применения низкоэмиссионных вихревых горелок с повышением температуры угольных частиц аэросмеси до выхода их из сопла путем частичным введением в аэросмесь внутри горелки вторичного воздуха и дополнительным введением в аэросмесь дымовых газов рециркуляции, с обеспечением возможности контроля температуры аэросмеси и концентрации в ней кислорода до выхода ее из сопла горелки в топочное пространство котлолагрегата. 12п. ф-лы, 5ил.
13
Текст
(51) 23 1/00 (2006.01) 23 1/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ на применении пылеугольной горелки, являющейся дальнейшим развитием низкоэмиссионных вихревых пылеугольных горелок разрабатываемых в КазНИИ энергетики имени академика Ш.Ч. Чокина. Данное техническое решение направлено на повышение экологической и техникоэкономической эффективности сжигания пылеугольного топлива и топочного процесса в целом путем комплексного применения низкоэмиссионных вихревых горелок с повышением температуры угольных частиц аэросмеси до выхода их из сопла путем частичным введением в аэросмесь внутри горелки вторичного воздуха и дополнительным введением в аэросмесь дымовых газов рециркуляции, с обеспечением возможности контроля температуры аэросмеси и концентрации в ней кислорода до выхода ее из сопла горелки в топочное пространство котлолагрегата.(72) Шишкин Андрей Аркадьевич Шишкин Аркадий Александрович(73) Акционерное общество Казахский научноисследовательский институт энергетики им. академика Ш.Ч. Чокина(56) Инновационный патент РК 27778,14.12.2012.(54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ВЫСОКОЗОЛЬНОГО ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Предложенное техническое решение относится к области теплоэнергетики, в частности к технологии сжигания высокозольных углей, таких,как Экибастузский уголь на пылеугольных энергетических котлах. Данная технология основана Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в топках пылеугольных паровых и водогрейных котлов. Известен способ сжигания топлива и горелочное устройство для его осуществления подачей коаксиальными кольцевыми закрученными потоками аэросмеси, вторичного и третичного воздуха, которое содержит цилиндрическую амбразуру и кольцевые коаксиальные каналы аэросмеси, вторичного и третичного воздуха с установленными в них завихрителями. При этом,выходной насадок канала аэросмеси и третичного воздуха выполнены коническими (Заявка ФРГ 3106824, кл. Р 23 1/02,1981). Недостаток способа и горелочного устройства в низкой и неконтролируемой эффективности сжигания топлива и ненадежности горелочного устройства из-за термической деформации и коррозии выходных конических насадков,вызванных радиационным теплообменом. Известен способ сжигания топлива и устройство для его осуществления подачей закрученными потоками центрального воздуха,аэросмеси,вторичного и третичного воздуха. Способ включает в себя подачу потока аэросмеси с переменной по оси горелки скоростью - первоначально возрастающей, а затем убывающей и с отношением наименьшей величины скорости к ее наибольшей величине в пределах 0,3-0,8. Скорость потока вторичного воздуха при этом постоянна и ее поддерживают в 1 3 раза больше скорости потока третичного воздуха,а 2- 15 от общего расхода воздуха подают через горелку закрученным центральным потоком, 5-30 от которого образуют внутренний поток. Горелка для осуществления известного способа содержит корпус с цилиндрической амбразурой и коаксиально размещенными кольцевыми каналами центрального воздуха, аэросмеси, вторичного и третичного воздуха с выходными насадками я завихрителями потока. При этом, канал аэросмеси имеет переменное поперечное сечение, а в продольном сечении имеет конфузорнодиффузорную конфигурацию. При работе горелки вблизи ее сопла действием центробежных сил формируется эродинамическая структура с областью пониженного давления в приосевой зоне факела, в которую из топочного пространства притекают высокотемпературные газы. Интенсивностью крутки потока (при наладке и испытаниях) область высокотемпературных топочных газов приближают к устью горелки для обеспечения более раннего прогрева частиц топлива, ускорения выхода из них летучих, раннего и устойчивого их воспламенения и более полного выгорания. При этом, для снижения образования оксидов азота температура в данной области должна быть понижена, а для обеспечения более полного выгорания пылеугольного топлива температура при выгорании летучих должна быть повышена. Для удовлетворения данным противоречивым требованиям, концентрация кислорода в потоке аэросмеси должна быть снижена, например, до 2 уровня 0,30-0,35,а температура частиц пылеугольного топлива, предварительно повышена до выхода их из сопла горелки для ускорения эмиссии из них летучих и их выгорания. В рассматриваемом известном способе это обеспечивается созданием с помощью вихревой горелки области пониженного давления в приосевой зоне факела для подсоса в эту зону высокотемпературных топочных газов обедненных кислородом. При этом, для топлива с повышенной зольностью и низкой реакционностью угольные частицы должны быть нагреты пораньше для обеспечения выхода из них достаточного количества летучих. Для этого область рециркуляции высокотемпературных топочных газов должна быть расположена ближе к устью горелки, что осуществляется повышенной круткой горелочной струи с использованием завихрителей с большим углом поворота лопаток относительно вектора потока. Недостаток известного решения особенно при использовании высокозольных, низкореакционных углей состоит в необходимости приближения зоны рециркуляции топочных газов к устью горелки на излишне близкое расстояние. Это вызывает перегрев и деформацию выходных насадков горелки. Кроме того, поскольку для этого требуются завихрители с более крутым углом расположения лопаток завихрителя к вектору набегающего на них потока,при использовании высокозольных и особенно высокоабразивных углей типа Экибастузского угля,это ускоряет абразивный износ завихрителя в канале аэросмеси и сокращает срок службы горелочного устройства. В ранее поданной заявке заявителя(Иннов.патент 27778,14.12.2012 г.) было предложено техническое решение, частично устраняющее указанные выше недостатки подачей закрученными потоками центрального воздуха,аэросмеси, вторичного и третичного воздуха с подачей потока аэросмеси с переменной вдоль оси горелки скоростью первоначально возрастающей, а затем убывающей, а вторичного воздуха при этом сначала убывающей, а затем возрастающей, с частичным введением в канал аэросмеси вторичного воздуха посредством его эжекции из смежного канала вторичного воздуха на участке его наименьшей скорости с последующим их перемешиванием,что обеспечивает ее предварительный подогрев,который затем усиливается дополнительным нагревом топочными газами зоны рециркуляции у сопла горелки. Для осуществления способа в самой горелке для частичного ввода вторичного воздуха в аэросмесь в разделяющей оба смежных канала стенке, имеющей особую конфигурацию,имеются сквозные отверстия, обеспечивающие эжекционный подсос более нагретого вторичного воздуха в канал аэросмеси. В результате организованного таким образом предварительного подогрева угольных частиц, зона высокотемпературных топочных газов может быть расположена на большем расстоянии от устья горелки. Это достигается использованием закручивающего аппарата с меньшим углом наклона лопаток, что, в свою очередь, снижает перегрев выходных насадков, а также гидравлическое сопротивление каналов горелки и абразивный износ лопаток закручивающего аппарата при использовании высокоабразивного пылеугольного топлива типа Экибастузского угля. Однако,вследствие неконтролируемого повышения концентрации кислорода, вводимого вторичным воздухом в канал аэросмеси, в отдельных случаях он не обеспечивает требуемого снижения образования оксидов азота в области выделения и выгорания летучих. Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности сжигания пылеугольного топлива, и технико-экономической и экологической эффективности топочного процесса, в частности,при использовании пылеугольного топлива,отличающегося высокой зольностью и абразивностью, например, Экибастузского угля. Технический результат - снижение образования и выброса оксидов азота с одновременным повышением устойчивости зажигания и горения частиц пылеугольного топлива, повышением полноты выгорания его органической составляющей, снижением абразивного износа рабочих элементов горелки, а также термического воздействия радиационного теплообмена на выходные насадки горелки. Технический результат достигается тем, что в способе сжигания топлива, осуществляемого подачей закрученными потоками центрального воздуха, аэросмеси, вторичного и третичного воздуха с подачей потока аэросмеси с переменной вдоль оси горелки скоростью первоначально возрастающей, а затем убывающей, а вторичного воздуха-сначала убывающей, а затем возрастающей,с частичным введением в канал аэросмеси вторичного воздуха посредством его эжекции из смежного канала вторичного воздуха на участке его наименьшей скорости с последующим их перемешиванием на участке снижения скорости аэросмеси и ее закручивания, в поток аэросмеси вводят дымовые газы рециркуляции, отбираемые из газохода котельного агрегата, при этом температуру и концентрацию кислорода в аэросмеси контролируют перед выходом ее из сопла горелки. Аэросмесь и вторичный воздух могут быть поданы также сдвоенными потоками с предварительной термической подготовкой пылеугольного топлива в каждом из каналов аэросмеси независимо от другого введением в нее доли более подогретого воздуха из смежного с ним канала вторичного воздуха. При этом в поток аэросмеси в каждом из подводящих трубопроводов вводят топочные газы рециркуляции, а температуру и концентрацию кислорода в аэросмеси контролируют в каждом из каналов аэросмеси независимо от другого перед выходом аэросмеси из соответствующего канала горелочного устройства. При этом, в предлагаемом способе основные режимные параметры процесса могут сохраняться такими же, как и в известном решении, в частности пределы отношения наименьшей величины скорости аэросмеси к ее наибольшей величине в канале, равные 0,3-0,8 поддержание скорости потока вторичного воздуха в 1,1-3,0 раза больше скорости смежного с ним потока аэросмеси при расходе вторичного воздуха в пределах (0,2-0,8) от суммарного расхода вторичного и третичного воздуха и др. Устройство для реализации предлагаемого способа включает в себя пылеугольную горелку,дополнительные средства ввода в трубопроводаэросмеси дымовых газов рециркуляции,содержащие линию отсоса дымовых газов рециркуляции,подключенную через рециркуляционный дымосос и регулирующий клапан одним концом к участку отбора дымовых газов, а другим к участку ввода их в тракт подачи аэросмеси к пылеугольной горелке, а также средства контроля температуры и концентрации кислорода в аэросмеси перед истечением ее из сопла горелки в топочное пространство. Сама горелка, как и в решении-прототипе,при этом содержит коаксиальные цилиндрические каналы аэросмеси с установленными в каналах аэросмеси вторичного и третичного воздуха завихрителями,с цилиндрическими выходными насадками и цилиндрической амбразурой, с конфузорнодиффузорной конфигурацией (в продольном сечении) каналов аэросмеси и обратной конфигурацией - диффузорно-конфузорной формы в продольном сечении каждого из каналов вторичного воздуха и наибольшим поперечным сечением каждого из каналов вторичного воздуха совмещенным с наименьшим поперечным сечением(пережимом) смежного с ним канала аэросмеси, с разделяющей смежные каналы аэросмеси и вторичного воздуха стенкой,снабженной сообщающими оба канала сквозными отверстиями,распределенными по периметру наименьшего поперечного сечения канала аэросмеси, каналы аэросмеси снабжены средствами контроля температуры аэросмеси и концентрации в ней кислорода, размещенными на выходном участке каждого из каналов аэросмеси. В предпочтительном варианте устройства для реализации предлагаемого способа местом отбора дымовых газов линией отсоса является участок газового тракта пылеугольного котлоагрегата, где температура дымовых газов составляет порядка 500600 С, например, перед или после экономайзера, а местом ввода дымовых газов в тракт подачи аэросмеси в предпочтительном варианте является участок подводящего трубопровода аэросмеси перед горелкой. В горелке устройства для реализации предлагаемого способа,средства контроля температуры и концентрации кислорода в канале аэросмеси включают в себя датчик температуры,например термопару, и газоотборную трубочку,подключенные к соответствующим регистрирующим приборам, расположенным за пределами горелки. При этом газотборная трубочка на приемной стороне вмонтирована в смежную стенку,разделяющую каналы аэросмеси и вторичного воздуха таким образом, что ее приемное отверстие может быть расположено в канале аэросмеси заподлицо со стенкой, либо выходной участок данной газотборной трубочки выполнен выступающим в канал аэросмеси с приемным отверстием, обращенным в сторону выхода из канала горелки. При этом в предпочтительном варианте для снижения абразивного воздействия выступающий в канал аэросмеси конец трубочки защищен чехлом из износостойкой керамики и размещен в теневой зоне за лопаткой завихрителя. Чувствительный элемент датчика температуры,например спай термопары, аналогично газотборной трубочке введен в канал аэросмеси через смежную стенку из канала вторичного воздуха, при этом спай термопары, в предпочтительном варианте также размещен в теневой зоне лопатки завихрителя и дополнительно защищен чехлом из износостойкой керамики от абразивного износа. Противоположные концы приемной трубочки и термопары при этом могут быть выведены по каналу вторичного воздуха до регистрирующих приборов. Для осуществления предлагаемого способа с подачей аэросмеси и вторичного воздуха сдвоенными потоками с термической подготовкой пылеугольного топлива в каждом из каналов аэросмеси независимо от другого, предлагаемая горелка содержит по два канала аэросмеси и вторичного воздуха, причем каналы аэросмеси расположены между каналами вторичного воздуха с образованием двух независимых пар из смежных каналов аэросмеси и вторичного воздуха. Для расширения области применения горелки,повышения ее эксплуатационной надежности,упрощения технологии ее обслуживания и ремонта участок разделительной стенки между каналами аэросмеси и вторичного воздуха, может быть выполнен в виде сменной вставки, сопрягающейся с цилиндрическими участками соответствующей стенки. При этом сменные вставки, аналогично известному решению-прототипу, в зависимости от характеристик используемого топлива, условий и режима работы горелочного устройства имеют различные совокупности таких конструктивных параметров, как диаметр области пережима,количество и размер сквозных отверстий в стенке, а также соотношения протяженностей конфузорного и диффузорного участков вставки. Наличие набора таких вставок,помимо повышения эксплуатационной надежности и ремонтоспособности горелки, будет способствовать повышению эффективности топочного процесса в более широком диапазоне изменений его режимных параметров, а также характеристик используемого пылеугольного топлива. При этом остальные конструктивно-режимные параметры горелки (помимо вновь введенных признаков) могут быть сохранены такими же, как и в известной горелке. Предлагаемое решение поясняется чертежами,где на фиг.1, 2 - продольный разрез горелки для осуществления предлагаемого способа при однопоточном варианте подачи аэросмеси и вторичного воздуха, на фиг.3, 4 - горелки для варианта со сдвоенной подачей этих потоков. Пылеугольная горелка предлагаемого устройства для осуществления предлагаемого способа содержит корпус с цилиндрической амбразурой 1,центральной трубой 2 и внутренней трубой 3, между которыми расположен канал центрального воздуха 4. Канал 5 является внутренним каналом для растопочной форсунки (не показана). Далее,в случае варианта с однопоточной подачей аэросмеси по мере удаления от оси расположены каналы(фиг.1, 2) аэросмеси 6, вторичного воздуха 7 и третичного воздуха 8, а в случае сдвоенных каналов по аэросмеси и по вторичному воздуху (фиг.3,4) в горелку введены дополнительно канал аэросмеси 9,и канал внутреннего вторичного воздуха вторичного воздуха 10. В каналах 4, 7, 8, а также в дополнительных каналах 9 и 10 установлены аксиальнолопаточные завихрители 11. При этом, в зависимости от назначения пылеугольной горелки(например, -для нижнего или верхнего яруса котлоагрегата) завихритель 11 в канале аэросмеси 6 может присутствовать (фиг.1, 2), либо отсутствовать(фиг.3, 4). Завихритель 12 в канале третичного воздуха 8 также, как и в известном решении, может быть выполнен как стационарным, так и с регулируемыми лопатками. Для регулировки расхода воздуха в каждом из каналов установлены шиберы 13. При этом канал аэросмеси 6 (и канал 9 в случае сдвоенного варианта по каналам) снабжен средствами контроля 14 температуры и концентрации кислорода в аэросмеси на его выходном участке и дополнительными средствами для ввода в аэросмесь дымовых газов рециркуляции. Эти дополнительные средства включают в себя линию отсоса 15,подсоединенную через рециркуляционный дымосос 16 и регулирующий клапан 17 к газоходу котлоагрегата (не показан) на каком-либо из его участков, например перед экономайзером (не показан) или после него для отбора дымовых газов из газового тракта котлоагрегата. Другим концом линия отсоса 15 подключена к тракту подачи аэросмеси, например, в непосредственной близости от короба аэросмеси 18. Работа горелки осуществляется следующим образом. Аналогично техническому решению-прототипу,в канал 6 подают аэросмесь, в каналы 7 и 8 подают соответственно вторичный и третичный воздух. В случае подачи аэросмеси и вторичного воздуха сдвоенными потоками, аэросмесь и вторичный воздух подают также в дополнительные каналы 9 и 10. Поскольку все процессы протекают идентичным образом, как в однопоточном, так и сдвоенном вариантах, описание работы приводится для однопоточного варианта. Как известно, истекающие из каналов вихревой горелки закрученные струи формируют на выходе вихревой факел, в приосевой области которого формируется зона внутренней рециркуляции высокотемпературных топочных газов. Данная зона оказывает существенное влияние на эффективность топочного процесса. В частности,данная зона способствует прогреву и ускорению воспламенения пылеугольных частиц тем, что обеспечивает приток из топочного пространства к устью горелки в область пониженного давления высокотемпературных топочных газов, которые нагревают угольные частицы до выхода из них летучих, воспламеняют их, чем способствуют более полному выгорания топлива. Известно также, что наличие зоны внутренней рециркуляции топочных газов у сопла горелки приводит к снижению концентрации кислорода в данной зоне, что способствует снижению образования оксидов азота в данной области. Таким образом, повышение температуры частиц топлива для ускорения выхода и выгорания летучих в условиях пониженной концентрации кислорода является необходимыми условиями для повышения экологической эффективности и полноты выгорания топлива. В предлагаемом техническом решении это достигается тем, что температуру и концентрацию кислорода в аэросмеси контролируют с помощью введенных дополнительных средств контроля 14 в виде газоотборной трубки и термопары (раздельно не показаны), размещенных непосредственно в канале аэросмеси на его выходном участке. При этом обеспечивается компенсация неконтролируемого повышения концентрации кислорода, введенного в поток аэросмеси вместе с вторичным воздухом. Контроль изменения концентрации кислорода в потоке аэросмеси на выходе из горелки осуществляется дополнительным введением в поток аэросмеси топочных газов рециркуляции,отбираемых из газохода котлоагрегата, где уровень температур этих газов составляет 500-600 С,например, на участке экономайзера в конвективной шахте газохода котлоагрегата (не показаны). Отбираемые при такой температуре и концентрации(-6) кислорода топочные газы посредством линии отсоса и рециркуляции 15 и циркуляционного дымососа 16 подаются через регулирующий клапан 17 в трубопровод аэросмеси,например,непосредственно у ввода 18 ее в горелку, чем дополнительно повышают температуру частиц топлива до их выхода из сопла и снижают концентрацию кислорода до требуемого уровня,контролируемого с помощью первичных регистрирующих средств 14, размещенных на выходном участке канала аэросмеси 6 (и канала 9 в случае варианта сдвоенных каналов аэросмеси и вторичного воздуха), и регистрирующих приборов(не показаны), в качестве которых могут быть использованы,например пирометрический милливольтметр и подходящий для данной цели анализатор кислорода (кислородомер). При этом необходимый объемный расход подаваемых топочных газов обеспечивают с помощью регулирующего клапана 17 путем его постепенного приоткрывания до достижения требуемой концентрации кислорода в аэросмеси перед выходом ее в топочное пространство и устойчивом горении при этом пылеугольного факела. В случае использования высокозольного и особенно абразивного пылеугольного топлива типа Экибастузского угля первичные регистрирующие средства должны быть дополнительно защищены от воздействия на них повышенной концентрации пыли и абразивного износа. В этом случае, помимо предпочтительного расположения данных средств в следе лопатки завихрителя, корпусы приемных устройства защищены чехлом из износостойкой керамики (не показано), а входное отверстие приемной газоотборной трубочки размещено заподлицо с поверхностью стенки канала аэросмеси с возможностью ее периодической продувки воздухом в обратном направлении. В том случае,когда выходной участок приемной трубочки выступает в канал аэросмеси ее приемное отверстие направлено в сторону выхода из канала грелки (см. фиг.3) для снижения вероятности блокирования канала трубочки пылеугольным топливом. В результате введения в известное решение дополнительных средств (14-18) обеспечивается контролируемое снижение концентрации кислорода в потоке аэросмеси до выхода ее из горелки с одновременным ускорением прогрева угольных частиц до выхода летучих и их воспламенения в условиях пониженного содержания кислорода в аэросмеси. Это приводит к более полному выгоранию пылеугольного топлива и, в частности высокозольного топлива,при оптимальном снижении выбросов оксидов азота. Данный результат повышает экологическую эффективность и полноту использования топлива в топочном процессе, особенно в случае пылеугольного топлива с большей зольностью, пониженной реакционной способностью, с меньшим содержанием в нем летучих, либо топлива угрубленного помола. А возникающая при этом возможность увеличения расстояния от высокотемпературной зоны внутренней рециркуляции топочных газов до устья пылеугольной вихревой горелки,позволяет понизить степень крутки аэросмеси в горелках нижнего яруса котлоагрегата и, следовательно,использовать завихрители с меньшим углом наклона лопаток к направлению набегающего потока, а в отдельных случаях применять пылеугольную горелку в канале аэросмеси по предлагаемому решению без завихрителя, как, например, в горелках, предназначенных для верхнего яруса котлоагрегата (фиг.2, 4). В результате этого, наряду с нормализацией температурного режима выходных насадков снижается гидравлическое сопротивление канала аэросмеси горелки, что дополнительно повышает эффективность топочного процесса и эксплуатационный ресурс горелочного оборудования. Таким образом, в способе и устройстве по предлагаемому решению пылеугольные частицы на выходе сопла горелки имеют значительно более высокую температуру, чем в известном решении, а аэросмесь содержит меньшую концентрацию кислорода. Это способствует оптимизации сжигания топлива с достижением оптимальной технико 5 экономической и экологической эффективности топочного процесса, как по снижению объемов образования и выбросов оксидов азота, так и по устойчивости воспламенения и горения пылеугольного факела, в том числе и при сжигании высокозольного (типа Экибастузского) угля. Предлагаемое техническое решение может быть применено также для повышения эффективности низкоэмиссионных горелочных устройств КазНИИЭ более ранней разработки. Существенно также и то,что применяемые средства контроля температуры и концентрации кислорода в канале аэросмеси в виде,например, термопары, и газоотборной трубочке,подключенные посредством соответствующих коммуникационных линий к находящимся вне горелки средствам регистрации контролируемых параметров являются надежными недорогими и эффективными. Они обеспечивают контроль регистрируемых параметров в режиме -. В результате, предлагаемое техническое решение при данной совокупности оборудования допускает возможность автоматизации контроля топочного процесса по снижению образования токсичных выбросов оксидов азота и технико-экономической эффективности сжигания пылеугольного топлива. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сжигания высокозольного пылеугольного топлива путем подачи закрученными потоками центрального воздуха,аэросмеси,вторичного и третичного воздуха, с подачей аэросмеси с переменной скоростью вдоль оси горелки первоначально возрастающей, а затем убывающей, и потока вторичного воздуха с переменной по оси горелки скоростью сначало убывающей, а затем возрастающей, с повышением температуры аэросмеси в канале горелки введением в поток аэросмеси некоторой доли более нагретого вторичного воздуха путем его эжекции из канала вторичного воздуха на участке его наименьшей скорости в канал аэросмеси на участке наибольшей скорости потока аэросмеси с последующим перемешиванием аэросмеси с введенным в нее воздухом в канале аэросмеси на его диффузорном участке, а затем на участке выходного насадка с завихрителем отличающийся тем, что в аэросмесь дополнительно вводят контролируемое количество дымовых газов рециркуляции, при этом контроль необходимого количества вводимых дымовых газов осуществляют измерением температуры и концентрации кислорода на выходном участке канала аэросмеси. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что аэросмесь и вторичный воздух подают сдвоенными потоками с термической подготовкой пылеугольного топлива в каждом из каналов аэросмеси, для чего в каждый из каналов аэросмеси вводят часть вторичного воздуха из смежного с ним канала вторичного воздуха,а контроль необходимого количества вводимых дымовых газов в каждый из каналов аэросмеси осуществляют измерением температуры и концентрации кислорода на выходном участке каждого из каналов аэросмеси. 3. Способ по п.п.1, 2 отличающийся тем, что отношение наименьшей скорости в канале аэросмеси к ее наибольшей скорости в канале находится в пределах 0,3-0,8, а расход вторичного воздуха при этом составляет 0,2-0,8 от суммарного расхода вторичного и третичного воздуха. 4. Устройство включающее в себя пылеугольную горелку,содержащую коаксиальные цилиндрические каналы аэросмеси,с установленными в каналах аэросмеси, вторичного и третичного воздуха завихрителями,с цилиндрическими выходными насадками и цилиндрической амбразурой, с конфузорнодиффузорной конфигурацией (в продольном сечении) канала аэросмеси и обратной конфигурацией - диффузорно-конфузорной формы в продольном сечении каждого из канала вторичного воздуха и наибольшим (поперечным) сечением канала вторичного воздуха совмещенным с наименьшим поперечным сечением (пережимом) смежного с ним канала аэросмеси, с разделяющей смежные каналы аэросмеси и вторичного воздуха стенкой, снабженной сообщающими оба канала сквозными отверстиями, распределенными по периметру наименьшего поперечного сечения канала аэросмеси отличающееся тем, что канал аэросмеси пылеугольной горелки на его выходном участке снабжен средствами контроля концентрации кислорода и температуры аэросмеси, а короб каждого из каналов аэросмеси горелки подключен к дополнительным средствам для ввода в аэросмесь дымовых газов рециркуляции. 5. Горелка по п.4 отличающаяся тем, что каналы аэросмеси и вторичного воздуха выполнены сдвоенными - с образованием двух пар смежных каналов аэросмеси и вторичного воздуха, при этом каждая из двух пар каналов в разделяющей их стенке снабжена сообщающими оба канала каждой из двух пар сквозными отверстиями,распределенными по периметру наименьшего поперечного сечения каналов аэросмеси, при этом каналы аэросмеси снабжены размещенными на выходном участке каждого из каналов аэросмеси первичными средствами контроля температуры аэросмеси и концентрации в ней кислорода. 6. Горелка по п.4 отличающаяся тем, что средства контроля температуры и концентрации кислорода в канале аэросмеси включают в себя датчик температуры, например термопару, и газоотборную трубочку,подключенные посредством соответствующих коммуникационных средств к находящимся вне горелки средствам регистрации контролируемых параметров. 7. Горелка по п.6 отличающаяся тем, что газоотборная трубочка на приемном конце вмонтирована в смежную стенку, разделяющую канал аэросмеси и вторичного воздуха таким образом, что ее приемное отверстие расположено в канале аэросмеси заподлицо со стенкой, либо выходной участок приемной трубочки выступает в канал аэросмеси с направлением приемного отверстия в сторону выхода из канала грелки, а сам выступающий в канал аэросмеси конец трубочки защищен износостойкой керамикой и при наличии завихрителя в канале в предпочтительном варианте размещен в теневой зоне лопатки завихрителя. 8. Горелка по п.п.6, 7 отличающаяся тем, что чувствительный элемент датчика температуры,например,спай термопары,аналогично газоотборной трубочке введен в канал аэросмеси через смежную стенку из канала вторичного воздуха, при этом спай термопары, защищен от абразивного износа чехлом из износостойкой керамики и в предпочтительном варианте размещен в теневой зоне за лопаткой завихрителя. 9. Горелка по п.п.6, 8 отличающаяся тем, что противоположные концы газоотборной трубочки и термопары проложены по каналу вторичного воздуха до вывода их из горелки к средствам регистрации контролируемых параметров. 10. Горелка по п.п.4, 9 отличающаяся тем, что отношение площади канала(ов) вторичного воздуха в выходном сечении к суммарной площади выходных сечений каналов вторичного и третичного воздуха находится в пределах 0,2-0,8. 11. Горелка по п.п.4, 10 отличающаяся тем, что дополнительные средства для ввода в аэросмесь дымовых газов рециркуляции, включают в себя линию отсоса дымовых газов, подсоединенную одним концом через рециркуляционный дымосос к участку отбора дымовых газов из газового тракта котлоагрегата, а другим к участку ввода их в тракт подачи аэросмеси к пылеугольной горелке. 12. Горелка по п.п.4, 11 отличающаяся тем, что смежная стенка канала аэросмеси и вторичного воздуха на участке ее диффузорно-конфузорной конфигурации со сквозными отверстиями по периметру пережима выполнена в виде сменной вставки, сопрягающейся по обеим сторонам с цилиндрическими участками канала.
МПК / Метки
Метки: пылеугольного, устройство, осуществления, способ, топлива, сжигания, высокозольного
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/8-ip29172-sposob-szhiganiya-vysokozolnogo-pyleugolnogo-topliva-i-ustrojjstvo-dlya-ego-osushhestvleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ сжигания высокозольного пылеугольного топлива и устройство для его осуществления</a>
Предыдущий патент: Способ сжигания пылеугольного топлива
Следующий патент: Способ определения температуры эффективного улавливания марганецсодержащей пыли
Случайный патент: Устройство для стирания записей на магнитном носителе