RU2009396C1 - Method for burning gas fuel - Google Patents

Abstract

FIELD: combustion. SUBSTANCE: 35- 45% of the total amount of air is fed to each body, the remained air is fed in the form of an additional flow. Each 20 -25% of fuel is fed to the lower half of the lower and to the upper half of the upper fuel-air flows, the remained fuel in equal parts is fed to the upper half of the lower and lower half of the upper fuel-air flows. EFFECT: improved combustion efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может найти применение при сжигании газообразного топлива в топках котлов и других топливосжигающих агрегатах. The invention relates to a power system and may find application in the combustion of gaseous fuel in boiler furnaces and other fuel-burning units.

Известны способы сжигания газообразного топлива путем подачи в зону горения несколькими ярусами газовоздушных потоков и ввода над ними потока вторичного воздуха [1,2] . Known methods of burning gaseous fuel by feeding into the combustion zone with several tiers of gas-air flows and introducing above them a stream of secondary air [1,2].

Недостатком этих способов является недостаточное снижение содержания вредных веществ в дымовых газах. The disadvantage of these methods is the insufficient reduction of the content of harmful substances in flue gases.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является принятый в качестве прототипа способ сжигания газообразного топлива путем подачи в зону горения двумя ярусами спутных потоков топливовоздушной смеси и выше этих потоков спутного им дополнительного потока воздуха [3] . The closest in technical essence to the proposed one is the method of burning gaseous fuel adopted as a prototype by feeding into the combustion zone two tiers of satellite flows of the air-fuel mixture and above these flows of the satellite additional air flow [3].

Недостатком этого способа является недостаточно глубокое снижение концентрации вредных веществ в дымовых газах. The disadvantage of this method is not sufficiently deep reduction in the concentration of harmful substances in flue gases.

Целью изобретения является глубокое снижение концентрации вредных веществ (оксидов азота, оксидов углерода и др. ) в дымовых газах. The aim of the invention is a deep reduction in the concentration of harmful substances (nitrogen oxides, carbon oxides, etc.) in flue gases.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сжигания газообразного топлива путем подачи в зону горения двумя ярусами спутных потоков топливовоздушной смеси и выше этих потоков спутного им дополнительного потока воздуха в каждый из ярусов подают по 35-45% воздуха, а остальной воздух подают в виде дополнительного потока, в нижнюю половину нижнего и в верхнюю половину верхнего топливовоздушных потоков вводят по 20-25% топлива, а остальное топливо подают равными частями в верхнюю половину нижнего и нижнюю половину верхних топливовоздушных потоков. This goal is achieved by the fact that in the method of burning gaseous fuel by feeding into the combustion zone two tiers of satellite flows of the air-fuel mixture and above these flows of the satellite they are in, an additional air stream is supplied to each of the tiers with 35-45% of air, and the rest of the air is supplied as additional 20-25% of fuel is introduced into the lower half of the lower and upper half of the upper air-fuel flows, and the rest of the fuel is supplied in equal parts to the upper half of the lower and lower half of the upper air-fuel flows streams.

Анализ известных технических решений в данной области техники не позволил выявить в них признак, согласно которому газообразное топливо подается раздельно и с различным расходом в верхние и нижние половины ярусов, что позволяет сделать вывод, что предлагаемое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "существенные отличия". An analysis of the known technical solutions in this technical field did not reveal a sign according to which gaseous fuel is supplied separately and at different rates to the upper and lower halves of the layers, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criteria of the invention of “novelty” and “significant differences "

На чертеже изображена схема топки котла, в которой может быть реализован предлагаемый способ. The drawing shows a diagram of the boiler furnace, in which the proposed method can be implemented.

Топка содержит корпус 1 котла, воздуховод 2, подключенный к горелкам первого 3 и второго 4 ярусов, а также к шлицу 5, расположенному выше указанных ярусов. Топливо в нижнюю и верхнюю часть первого яруса 3 подается соответственно через топливоподводящие каналы 6 и 7, а в нижнюю и верхнюю половины второго яруса 4 - соответственно через топливоподающие каналы 8 и 9. The furnace contains a boiler body 1, an air duct 2 connected to the burners of the first 3 and second 4 tiers, as well as to the slot 5 located above these tiers. Fuel is supplied to the lower and upper part of the first tier 3 through the fuel supply channels 6 and 7, respectively, and to the lower and upper halves of the second tier 4, respectively, through the fuel supply channels 8 and 9.

Способ реализуется следующим образом. Воздух подается в воздуховод 2 при помощи, например, одного дутьевого вентилятора (не показан). Количество воздуха, подаваемого в первый 3 и второй 4 ярусы, а также к шлицу 5, может регулироваться путем соответствующего выбора сечений воздуховода 2 в тех или иных местах, либо путем применения специальных шиберов и тп. п. The method is implemented as follows. Air is supplied to duct 2 by, for example, one blower fan (not shown). The amount of air supplied to the first 3 and second 4 tiers, as well as to the slot 5, can be adjusted by appropriate selection of the cross-sections of the duct 2 in certain places, or by using special gates and etc. P.

В первый 3 и второй 4 ярусы подают равномерно по их сечениям по 35-45% воздуха от его общего количества; остальной воздух (в количестве 10-30% от его общего количества) подают через шлицы 5 в верхнюю часть топки (выше ярусов 3 и 4). In the first 3 and second 4 tiers, they are fed evenly over their sections by 35-45% of the air of its total amount; the rest of the air (in an amount of 10-30% of its total amount) is supplied through the slots 5 to the upper part of the furnace (above tiers 3 and 4).

Газообразное топливо подают раздельно в верхние и нижние половины первого 3 и второго 4 ярусов, например, через специальные трубки 6, 7, 8 и 9. Количество подаваемого топлива через ту или иную трубку может регулироваться соответствующим выбором ее внутреннего диаметра, применением специальных ограничительных шайб и т. п. Gaseous fuel is supplied separately to the upper and lower halves of the first 3 and second 4 tiers, for example, through special tubes 6, 7, 8 and 9. The amount of fuel supplied through this or that tube can be controlled by the appropriate choice of its inner diameter, using special restrictive washers and etc.

Поскольку в нижнюю половину первого яруса и верхнюю половину второго яруса подаются соответственно по 17,5-22,5% воздуха и по 20-25% топлива, а в верхнюю половину первого яруса и в нижнюю половину верхнего яруса - соответственно по 17,5-22,5% воздуха и по 25-30% топлива, то в нижней части первого яруса и в верхней части второго яруса коэффициенты избытка воздуха одинаковы и примерно равны единице ( α≈1), а в верхней половине первого яруса и в нижней половине второго яруса коэффициенты избытка тоже одинаковы и меньше единицы ( α< 1). Since 17.5-22.5% of air and 20-25% of fuel are supplied respectively to the lower half of the first tier and the upper half of the second tier, and 17.5- respectively to the upper half of the first tier and the lower half of the upper tier. 22.5% of air and 25-30% of fuel each, then in the lower part of the first tier and in the upper part of the second tier the coefficients of excess air are the same and approximately equal to unity (α≈1), and in the upper half of the first tier and in the lower half of the second tiers, the excess coefficients are also the same and less than unity (α <1).

В связи с этим в тех частях топочного пространства, где α≈1, образуются окислительные зоны, а там, где α< 1, - восстановительные зоны. In this regard, in those parts of the furnace space where α≈1, oxidative zones are formed, and where α <1, there are reduction zones.

Сжигание топлива и образование вредных веществ происходит следующим образом. Вредные вещества (оксиды азота, оксиды углерода и т. п. ), образовавшиеся при горении топлива в нижней половине первого яруса (окислительная зона, α≈1), поднимаются выше по объему топки и взаимодействуют с радикалами

,

Н,

О,

Н и т. д. , образовавшимися в восстановительных зонах верхней половины первого и нижней половины верхнего ярусов.Burning fuel and the formation of harmful substances is as follows. Harmful substances (nitrogen oxides, carbon oxides, etc.) formed during fuel combustion in the lower half of the first tier (oxidation zone, α≈1) rise higher in the volume of the furnace and interact with radicals

,

H

ABOUT,

N, etc., formed in the restoration zones of the upper half of the first and lower half of the upper tiers.

Благодаря тому, что расстояние между первым и вторым ярусами, как правило, составляет 2-3 диаметра горелок, установленных в этих ярусах, тот объем топки, в котором происходит взаимодействие вредных веществ, образовавшихся при сжигании топлива в нижней половине первого яруса, и радикалов

,

Н,

О,

Н, образовавшихся в восстановительных зонах, оказывается в 2-3 раза больше, чем в известных технических решениях.Due to the fact that the distance between the first and second tiers, as a rule, is 2-3 diameters of the burners installed in these tiers, the volume of the furnace in which the interaction of harmful substances formed during the combustion of fuel in the lower half of the first tier and radicals

,

H

ABOUT,

H formed in the recovery zones is 2-3 times greater than in the known technical solutions.

Часть этих радикалов, не прореагировавших с вредными веществами в указанном объеме, достигают верхних частей топки, где вступают в реакцию с теми вредными веществами, которые образуются при горении топлива в верхней части второго яруса. Благодаря этому большая часть вредных веществ, образовавшихся при сжигании топлива по предлагаемому способу, оказывается нейтрализованной. Some of these radicals that have not reacted with harmful substances in the indicated volume reach the upper parts of the furnace, where they react with those harmful substances that are formed during fuel combustion in the upper part of the second tier. Due to this, most of the harmful substances formed during the combustion of fuel by the proposed method is neutralized.

Согласно предлагаемому изобретению в нижнюю часть первого яруса и в верхнюю часть второго яруса подают соответственно по 17,5-22,5% воздуха и по 20-25% топлива. Коэффициенты избытка воздуха при этом одинаковы и составляют α= = 0,7-0,9. According to the invention, in the lower part of the first tier and in the upper part of the second tier, respectively 17.5-22.5% of air and 20-25% of fuel are supplied. The coefficients of excess air are the same and are α = 0.7-0.9.

Точно также коэффициенты избытка воздуха в верхней части яруса и в нижней части второго яруса одинаковы и составляют α= 0,6-0,9. Similarly, the coefficients of excess air in the upper part of the tier and in the lower part of the second tier are the same and are α = 0.6-0.9.

Эти пределы выбраны из следующих соображений. Снижение коэффициента избытка воздуха ниже 0,6 приводит к резкому снижению температуры факела, вследствие чего может снижаться образование радикалов-восстановителей, что в свою очередь, может привести к затягиванию факела в верх топки. Если же α> 0,9, то эффект образования радикалов-восстановителей также уменьшается по причине их интенсивного выгорания. These limits are selected from the following considerations. Reducing the coefficient of excess air below 0.6 leads to a sharp decrease in the temperature of the torch, as a result of which the formation of reducing radicals can decrease, which in turn can lead to the torch being pulled to the top of the furnace. If α> 0.9, then the effect of the formation of reducing radicals also decreases due to their intense burnout.

В нашем случае на котле БКЗ-320/140 ГМ в каждый из ярусов подавалось по 40% воздуха от его общего количества (20% воздуха подавалось в виде дополнительного потока). В нижнюю часть первого яруса и в верхнюю часть второго яруса подавалось по 20% топлива, а в верхнюю часть нижнего яруса и в нижнюю часть верхнего яруса - соответственно по 30% топлива от его общего количества. In our case, on the BKZ-320/140 GM boiler, 40% of the total amount of air was supplied to each of the tiers (20% of the air was supplied as an additional stream). 20% of fuel was supplied to the lower part of the first tier and to the upper part of the second tier, and 30% of fuel, respectively, to the upper part of the lower tier and to the lower part of the upper tier.

По сравнению с тем случаем, когда топливо подавалось равномерно по сечениям первого и второго ярусов, в нашем случае отмечалось снижение концентрации оксидов азота в дымовых газах на 40-45% . (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1477977, кл. F 23 C 11/00, 1989. Compared to the case when the fuel was supplied uniformly over the sections of the first and second tiers, in our case, a decrease in the concentration of nitrogen oxides in flue gases by 40-45% was noted. (56) 1. USSR author's certificate N 1477977, cl. F 23 C 11/00, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР N 1477978, кл. F 23 C 11/00, 1989. 2. USSR author's certificate N 1477978, cl. F 23 C 11/00, 1989.

3. Авторское свидетельство СССР N 1346907, кл. F 23 C 11/00, 1987. 3. Copyright certificate of the USSR N 1346907, cl. F 23 C 11/00, 1987.

Claims (1)

СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА путем подачи в зону горения двумя ярусами спутных потоков топливовоздушной смеси и выше этих потоков спутного им дополнительного потока воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания вредных примесей в дымовых газах, в каждый из ярусов подают по 35 - 45% воздуха от его общего количества, а остальной воздух подают в виде дополнительного потока, в нижнюю половину нижнего и в верхнюю половину верхнего топливовоздушных потоков подают по 20 - 25% топлива, а остальное топливо равными частями подают в верхнюю половину нижнего и нижнюю половину верхнего топливовоздушных потоков. METHOD FOR GAS-BASED FUEL COMBUSTION by feeding into the combustion zone with two tiers of satellite flows of the air-fuel mixture and above these flows of the satellite they have an additional air stream, characterized in that, in order to reduce the content of harmful impurities in the flue gases, 35 - 45% are supplied to each of the tiers air from its total amount, and the rest of the air is supplied as an additional stream, 20-25% of fuel is supplied to the lower half of the lower and upper half of the upper air-fuel flows, and the rest of the fuel is supplied in equal parts to the upper half of the lower and lower half of the upper fuel air flows.

Images