Способ подготовки и сжигания высокозольного твердого топлива и котельная установка

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, предназначено для сжигания в топочных устройствах твердых высокореакционных высокозольных топлив (бурые угли, лигниты, сланцы, торф и др.) и позволяет повысить экономичность путем повышения полноты сгорания. Это достигается тем, что топливо размалывают в устройстве 6 до размера фракции не более 15 - 20 мм, воздух подогревают в воздухоподогревателе 5, причем часть подогретого воздуха с размолотым топливом подают на сжигание в топку 1 над уровнем кипящего слоя 4, а оставшуюся часть воздуха в количестве 20 - 30% подводится через воздушные короба 13 и решетку 3 под кипящий слой 4. 2 с.п. ф. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5() F 23 К 1/00

ГОСУДАР СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3466324/06 (22) 06.07.82 (46) 23.08.91. Бюл. М 31

C (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) Ф.М.Яхилевич, А.Н.Семенов, В.П,Глебов, В.Ю.Пикус, А.Л,Шрадер. Ю.А.Халлинг, А.M.Êàëìàðó, Ю.А.Курм, Я.А,Мааренд, О.А,Иыги и P.Þ.Tàëóìàà (53) 621.187 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 826798, кл. F 23 С 11/02, 1979. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ И СЖИГАНИЯ

ВЫСОКОЗОЛЬНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И КОТЕЛ Ь НАЯ УСТА НОВ КА п

„, Я2 „„1672125 А1 (57) Изобретение относится к теплоэнергетике, предназначено для сжигания в топочных устройствах твердых высокореакционных высокозольных топлив (бурые угли, лигниты, сланцы, торф и др,) и позволяет повысить экономичность путем повышения полноты сгорания. Это достигается тем, что топливо размалывают в устройстве 6 до размера фракции не более 15-20 мм, воздух подогревают в воздухоподогревателе 5, причем часть подогретого воздуха с размолотым топливом подают на сжигание в топку 1 над уровнем кипящего слоя 4, а оставшаяся часть воздуха в количестве 20-30=,ь подводится через воздушные короба 13 и решетку

3 под кипящий слой 4, 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1672125

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназнэче а для сжигания в топочных устройствах твердых высокореакционных высоказольных топлив (бурые угли, лигниты, сланцы, торф и pp.).

Цель изобретения — повышение экономичности путем повышения полноты сгорания.

На чертеже изображена котельная установка, в которой реализуется способ подготовки и сжигания топлива.

Установка содержит экранированную топку 1 с горелками 2, в нижней части которой установлена воздухораспределительная решетка 3 с размещенным на ней кипящим слоем 4 и погруженными в слой 4 теплообменными поверхностями подключенная к ваэдухоподогревагелю 5. а также размол ьное устройство 6 и золоотводящий патрубок 7. Теплообменные поверхности образованы экранами 8 фронтальной стенки топки 1, установленными наклонно и разведенными в пространственную решетку 9, а горелки 2 размещены с наклоном вниз в сторону решеток 3 и 9.

Золоотводящий патрубок 7 расположен на стенке, противоположной фронтальной, и над воздухораспределительной решеткой 3 на расстоянии от нее, не превышающем минимальной высоты кипящего слоя 4.

Экраны 8 и 10 через коллектор 11 подключены к котловой воде.

Способ осуществляют следующим образом, Топливо грубо размалывают до размера частиц не более 15 — 20 мм. Подвод грубо размолотого полифракционного топлива производится с помощью пневмотранспорта вентилятором 12 горячим воздухом в топку 1 над уровнем кипящего слоя. Остальной воздух подводи ся через воздушные короба

13 и решетку 3 под кипящий слой 4. Соотношение расходов воздуха через слой 4 на пневматранспорт топлива принимается в пределах от 70/30 до 80/20 . При всех нагрузках котла отвод золы из слоя 4 осуществляется через патрубок 7, верхний конец которого, размещенный на уровне полностью ажиженнога слоя 4, определяет высоту этого слоя. При работе топки 1 с факельнокипящим слоем 4 вводимое в нее топливо разделяется естественным образом на два патока. Мелкие частицы (в среднем максимальные размеры таких частиц не превышают 0,5 — 0,6 мм), скорость витания которых ниже скорости подъемного потока газов иэ слоя 4, остаются взвешенными в потоке и движутся вместе с газами к выходу из топки

1, как это обычно имеет место в факельном сжигании пыли, При этом одновременно

50 протекают процессы сгорания этой пыли и отдачи тепла экранам 8 и 10.

Крупные частицы топлива с размерами

0,5 мм выпадают из наклонных горелок 2 на поверхность 4, где он, подчиняясь гидродинамическим процессам в слое 4, перемещаются в объеме слоя 4 и сгорают за счет подводимого под слой 4 воздуха, ожижающего слой, Процесс горения поддерживается заданной температурой слоя 4.

Одновременно с газообразными продуктами из слоя в топку 1 уносятся измельченные или отчасти выгоревшие частицы топлива в виде пыли, которая совместно с пылью исходного топлива составляет факельную часть процессов в топке 1. Обеспечивается полное сгорание топлива в факеле, чему способствует слой 4, который работает как постоянно действующий стабилизатор.

Одним из важнейших факторов, обеспечивающих полноту сгорания всего подводимого топлива, является соотношение доли топлива, сгорающего в факеле, и в слое 4 (при данной реакционной способности топлива).

Обычно для груборазмолотого топлива количество его с размерами частиц 0,5 (0,6) мм составляет 15 — 40 от общего расхода топлива, Преимущество предлагаемого способа заключается, кроме обеспечения полноты сгорания всего вводимого топлива, в том, что в топке 1 за счет организации двухступенчатого сжигания в слое 4, где имеется избыток воздуха, горение происходит при пониженной температуре, над слоем 4 топливо вводится с недостатком воздуха и до начала горения прогревается, что резко сокращает процессы образования окислов азота. Эксперименты показали, что выброс этих окислов из топки 1 вдвое ниже, чем из пылеугольных котлов такой же мощности при сжигании одного и того же топлива. B топке 1 наблюдается полное отсутствие шлакования (в результате полноты сгорания топлива) экранов 8 и 10 и отложений летучей эолы на нагревателях, Поэтому на котле отключены аппараты очистки этих поверхностей; повышается экономичность котла и уменьшается его металлоемкость эа счет значительного уменьшения абразивного износа экранных решеток 9 нагревателей, Вследствие того, что в топке в кипящем слое 4 выделяется и отводится примерно

20-25$ тепла топлива, а остальное приходится на камерную часть топки и конвективные поверхности нагрева котла, агрегат может быть создан такой же мощности, как и традиционный пылеугольный, 1672125

Значение показателей при мощности, МВт (зл)

100 200

Показатели

500

25

Паропроизводительность по острому пару,т/ч

1650

220

640

110

420

Параметры перегретого пара, MIa,0Ñ (давление, температура) 17/2,2

520/520

17/2,2

520/520

14,520

10,520

10,520

Доля топлива, сжигаемого в кипящем слое (КС) 0,20

0,20

0,15

0,18

0,20

Тепловое напряжение "зеркала"

КС, МВт/м

0,60

0,85

0,80

О,/О

0,80

Габариты топки в целом йолучаются такими же или несколько меньшими для котлоагрегатов мощностью до 500 МВт(эл), как и для пылуегольных, причем с пониженной температурой на выходе иэ топки, как это видно из таблицы характеристик котлов, сжигающих сланцы в топке факельно-кипящего слоя.

Пример, Предлагаемый способ реализован на энергетическом котле с номинальной паропроизводительностью 75 т/ч для сжигания низкокачественного твердого топлива — прибалтийских сланцев (зольность

55, влажность 12ь, выход летучих 90ф,, теплота сгорания 9 мДж/кг).

Поперечное сечение факельной части топки 1 составляет 36 м, высота 16 м, Кипя2 щий слой 4 имеет площадь 25 м и заполнен золой сжигаемого сланца. В слой 4 погружают нагреватели (трубные змеевики) с поверхностью нагрева 87 м . При расходе

2 воздуха через факел в количестве до 20 от общего расхода на котел температура кипящего слоя 4 и скорость ожижения составляют 600 — 700 С и 2,0 м/с соответственно, а факела 1000 — 1100 С. В этой топке достигается практически полное сгорание сланца. потери с химическим недожогом отсутствуют, а механический недожог не превышает 2;(,.

Абразивный износ теплообменных поверхностей при сжигании сланцев по рассматриваемому примеру трехкратно уменьшен, несмотря на то, что s котле с факел ьно-кипящим слоем сжигается сланец резко угрубленного помола, а расход продуктов сгорания на 30 — 50;ь выше в сравнении с другими агрегатами.

Формула изобретения

1, Способ подготовки и сжигания высокозольного твердого топлива путем его раз5 мола и подачи в топку с одновременным вводом воздуха под кипящий слой и отвода эолы. отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем повышения полноты сгорания, топливо размалыва10 ют до размера фракции не более 15...20 мм, воздух подогревают в воздухоподогревателе, причем часть подогретого воздуха совмесгно с размолотым топливом подают на сжигание в факеле, а оставшуюся часть воз15 духа в количестве 20...30 вводят под кипящий слой.

2. Котельная установка, содержащая экранированную топку с горелками, в нижней части которой установлена воздухораспре20 делительная решетка с размещенным на ней кипящим слоем и погруженными в слой теплообменными поверхностями, подключенная к воздухоподогревателю, а также размольное устройство и золоотводящий

25 патрубок, отличающаяся тем. что, с целью повышения экономичности путем повышения полноты сгорания, теплообменные поверхности образованы экранами фронтальной стенки топки, установленны30 ми наклонно и разведенными в пространственную решетку, а горелки размещены с наклоном вниз в сторону решеток, причем эолоотводящий патрубок расположен на стенке, противоположной фронтальной, и

35 над воздухораспределительной решеткой на расстоянии от нее, не превышающем минимальной высоты кипящего слоя.

1672125

Продолжение таблицы

Показатели

500

4,9

3,3

3,3

2,/

2,4

Объем камерной части топки,м

9400

3800

1800

1080

480

15,5х9х27 23х9х45

6х4х20 Нх6х22 12хбх25

Верхняя отметка котла, м

42

36

Число модулей кипящего слоя

Редактор Н.Тупица

Заказ 2825 Тираж 339 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Форсировка сечения камерной части топки, Ивт/м2

Размеры топки: ширина х глубина х высота (в свету), м

Значение показателей при мощности, МВт (эл)

50 100 200

Составитель В. Круглянский

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова