RU2256122C2 - Method of burning pulverized fuel - Google Patents

Abstract

FIELD: methods of burning pulverized fuel.

SUBSTANCE: proposed method includes preparation of fuel for burning, delivery of fuel, transportation of high-pressure air, mixing air with pulverized fuel and delivery of high-concentrated aeromixture to boiler burners. Transporting air is ozonized before mixing it with pulverized fuel ; part of ozonized fuel is delivered to transport of pulverized fuel and remaining part is delivered autonomous passage of burner to flame root via pipe line.

EFFECT: steady ignition of pulverized fuel; enhanced efficiency of burning process.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к способам сжигания пылевидного топлива.The invention relates to the field of power engineering, in particular to methods for burning pulverized fuel.

Одной из проблем теплоэнергетики является обеспечение эффективного сжигания тощих углей в специальных устройствах, а также в топочных устройствах общего назначения, рассчитанных на сжигание углей широкого диапазона качества.One of the problems of the power system is the provision of efficient burning of lean coals in special devices, as well as in general-purpose furnace devices, designed for burning coals of a wide range of quality.

Известно несколько способов повышения эффективности воспламенения и сгорания пылевидных тощих углей: подсветка пылеугольного факела мазутом, утепление зоны начального воспламенения, увеличение объема топки, утонение размола угольной пыли. Реализация указанных мероприятий на действующих котлах требует больших расходов дефицитного и дорогостоящего мазутного топлива, больших затрат на реконструкцию, при этом не все конструктивные решения приемлемы для различных углей (возможность шлакования, нарушение условий взрывобезопасности, надежности поверхностей нагрева). Поэтому в условиях переменного качества топлива и отсутствия оперативного контроля качества угля необходимы решения, обеспечивающие надежную и эффективную эксплуатацию котла при работе последнего на различных углях.There are several ways to increase the efficiency of ignition and combustion of dusty lean coals: illuminating the pulverized coal torch with fuel oil, warming the zone of initial ignition, increasing the volume of the furnace, thinning the grinding of coal dust. The implementation of these measures on existing boilers requires high costs of scarce and expensive fuel oil, high reconstruction costs, while not all design solutions are acceptable for various coals (the possibility of slagging, violation of explosion safety conditions, reliability of heating surfaces). Therefore, in conditions of variable fuel quality and the absence of operational control of coal quality, solutions are needed that ensure reliable and efficient operation of the boiler when the boiler is operated on various coals.

Известен способ оптимизации процесса сгорания путем воздействия на кинетику процесса воспламенения и выгорания угольной пыли путем озонирования воздуха, поступающего на горение и выполняющего функцию окислителя. (А.А.Сидоров, И.А.Яворский. О роли активных центров в процессах воспламенения и горения ископаемых углей. “Горение твердого топлива”. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1969, №2, с.132-139; Ю.В.Салов, Б.Л.Шелыгин, И.В.Бахирев и др. К вопросу о повышении эффективности сжигания низкореакционных углей. Известия ВУЗов, Энергетика. Минск, 1990, №2, с.70-75).A known method of optimizing the combustion process by influencing the kinetics of the process of ignition and burning of coal dust by ozonizing the air entering the combustion and acting as an oxidizing agent. (A.A. Sidorov, I.A. Yavorsky. On the role of active centers in the ignition and combustion of fossil coals. “Combustion of solid fuels.” Novosibirsk: Nauka, Siberian Branch, 1969, No. 2, pp. 132-139; Yu. .V.Salov, B.L. Shelygin, I.V. Bakhirev, et al. On the issue of improving the efficiency of burning low-reactive coals. Izvestiya VUZov, Energetika. Minsk, 1990, No. 2, p. 70-75).

Недостатком данного способа является большой расход озонируемого воздуха, что требует значительного расхода электроэнергии для его получения, достигающего 7-8% всей мощности электростанции (на каждый кг озонируемого воздуха расходуется порядка 0.2 кВт электроэнергии, что соответствует примерно расходу 0.5-1.0 кВт на каждый килограмм сжигаемого угля), что является препятствием для промышленного внедрения известного способа озонирования.The disadvantage of this method is the high consumption of ozonized air, which requires a significant energy consumption for its production, reaching 7-8% of the total power of the power plant (for each kg of ozonized air, about 0.2 kW of electricity is consumed, which corresponds to approximately 0.5-1.0 kW for each kilogram of burned coal), which is an obstacle to the industrial introduction of the known method of ozonation.

Известен способ сжигания пылевидного топлива, включающий подготовку и подачу пылевидного топлива, транспортировку высоконапорного воздуха, смешение его с пылевидным топливом, подачу высококонцентрированной аэросмеси в горелки котла. (В.М.Иоффе, Н.А.Красавин и др. Применение системы подачи пыли с высокой концентрацией на котлах ПК-40. // Электрические станции, 1984, №2, с.15-16, рис.1).A known method of burning pulverized fuel, including the preparation and supply of pulverized fuel, transporting high-pressure air, mixing it with pulverized fuel, supplying highly concentrated aerosol to the boiler burners. (V. M. Ioffe, N. A. Krasavin et al. Application of a high concentration dust supply system on PK-40 boilers. // Electric stations, 1984, No. 2, p.15-16, Fig. 1).

Недостатком данного способа является неустойчивое воспламенение пыли тощих углей вследствие замедленного смесеобразования угольной пыли и основного воздуха в топке котла.The disadvantage of this method is the unstable ignition of lean coal dust due to delayed mixture formation of coal dust and the main air in the boiler furnace.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении устойчивого воспламенения пылеугольного топлива путем организации процесса сжигания и повышении экономичности процесса сжигания.The technical problem to which the invention is directed, is to ensure sustainable ignition of pulverized coal by organizing the combustion process and increasing the efficiency of the combustion process.

Для решения поставленной технической задачи осуществляют способ сжигания пылевидного топлива, включающий подготовку топлива, его подачу, транспортировку высоконапорного воздуха, смешение его с пылевидным топливом, подачу высококонцентрированной аэросмеси в горелки котла, согласно изобретению производят озонирование транспортирующего воздуха перед смешиванием его с пылевидным топливом, при этом часть озонированного воздуха подают на транспорт пылеугольного топлива, а оставшуюся часть подают по трубопроводу в автономный канал горелки к корню факела.To solve the technical problem, a method of burning pulverized fuel is carried out, including preparing fuel, supplying it, transporting high-pressure air, mixing it with pulverized fuel, supplying highly concentrated air mixture to the burners of the boiler, according to the invention, transporting air is ozonized before mixing it with pulverized fuel, part of the ozonized air is supplied to the pulverized coal transport, and the rest is fed through a pipeline to the autonomous mountain canal Lki to the root of the torch.

Озонирование транспортирующего воздуха, который при подаче в горелки котла высококонцентрированной аэросмеси составляет на более 1% расхода воздуха, необходимого для сжигания топлива, позволяет снизить (на несколько порядков) расход озона по сравнению с известным способом озонирования общего воздуха, идущего на сжигание топлива. Это в значительной степени повышает экономичность процесса сжигания пылевидного топлива с применением озона и обеспечивает его реализуемость. В случае подачи части озонированного воздуха в автономный канал горелки обеспечивается дальнейшее повышение устойчивости факела.Ozonation of conveying air, which, when a highly concentrated air mixture is supplied to the boiler burners, makes up more than 1% of the air flow required for fuel combustion, can reduce (by several orders of magnitude) ozone consumption compared to the known method for ozonizing the total air used to burn fuel. This greatly increases the efficiency of the process of burning pulverized fuel using ozone and ensures its feasibility. In the case of supplying part of the ozonized air to the autonomous burner channel, a further increase in torch stability is provided.

Реализуется предлагаемый способ следующим образом.Implemented the proposed method as follows.

На линии транспорта высоконапорного воздуха устанавливают озонатор, проходя через который высоконапорный воздух озонируется и по воздухопроводу поступает в смеситель, где происходит его смешение с потоком пылевидного топлива и далее высококонцентрированная аэросмесь поступает на горелки котла. При перемещении по тракту и по выходу потока аэросмеси в топку в начальном участке факела в присутствии озона происходит подготовка пылеугольного топлива к воспламенению: при разложении озона выделяется атомарный кислород, который, соединяясь с летучими угля, действуя на свободные радикалы и разрывая слабые связи в цепях макромолекул угольного вещества, увеличивает количество активных центров, которые создают цепную реакцию и обеспечивают более низкую температуру воспламенения. Кроме этого, образуется повышенная концентрация окислителя, что также улучшает условия воспламенения при входе аэросмеси в топку. Наличие озона в составе высококонцентрированной аэросмеси обеспечивает формирование в начальном участке факела источник начального воспламенения угольной пыли и стимулирует воспламенение основной массы пыли.An ozonizer is installed on the high-pressure air transport line, passing through which high-pressure air is ozonated and supplied to the mixer through the air duct, where it is mixed with the flow of pulverized fuel and then a highly concentrated aerosol is fed to the boiler burners. When moving along the path and the exit of the mixture flow into the furnace in the initial section of the torch in the presence of ozone, pulverized coal is prepared for ignition: when ozone decomposes, atomic oxygen is released, which combines with volatile coal, acting on free radicals and breaking weak bonds in the chains of macromolecules coal substance, increases the number of active centers that create a chain reaction and provide a lower ignition temperature. In addition, an increased concentration of the oxidizing agent is formed, which also improves the ignition conditions when the air mixture enters the furnace. The presence of ozone in the composition of a highly concentrated air mixture provides the formation in the initial section of the torch a source of initial ignition of coal dust and stimulates ignition of the bulk of the dust.

Возможен отвод части озонированного высоконапорного воздуха по отдельному трубопроводу в автономный канал горелки к корню факела.It is possible to divert part of the ozonized high-pressure air through a separate pipeline into an autonomous burner channel to the torch root.

На фиг.1 и 2 изображены схемы реализации предлагаемого способа.Figure 1 and 2 shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Схема содержит источник высоконапорного воздуха 1, воздухопровод 2, пылеподающее устройство 3, смеситель 4, между источником высоконапорного воздуха 1 и смесителем 4 расположен озонатор 5, смеситель 4 соединен с горелками 6 с помощью трубопровода.The circuit contains a high-pressure air source 1, an air duct 2, a dust collecting device 3, a mixer 4, an ozonizer 5 is located between the high-pressure air source 1 and the mixer 4, the mixer 4 is connected to the burners 6 by a pipeline.

Возможна и другая технология сжигания пылевидных тощих углей, когда часть озонированного высоконапорного воздуха поступает в смеситель, а оставшаяся часть подается непосредственно в автономный канал горелки котла.Another technology of burning dusty lean coals is also possible, when part of the ozonized high-pressure air enters the mixer, and the rest is fed directly into the autonomous channel of the boiler burner.

Данный вариант реализуется с помощью схемы, изображенной на фиг.2.This option is implemented using the circuit shown in figure 2.

Предлагаемая схема реализации предложенного способа сжигания пылевидных тощих углей содержит источник высоконапорного воздуха 1, воздухопровод 2, пылеподающее устройство 3, смеситель 4, между источником высоконапорного воздуха 1 и смесителем 4 расположен озонатор 5, смеситель 4 соединен с горелками 6, трубопровод отвода части озонированного высоконапорного воздуха 7, соединяющий воздухопровод 2 с автономным каналом 8 горелки 6.The proposed implementation scheme of the proposed method for burning pulverized lean coal contains a high-pressure air source 1, an air duct 2, a dust collecting device 3, a mixer 4, an ozonizer 5 is located between the high-pressure air source 1 and the mixer 4, the mixer 4 is connected to the burners 6, a pipe for removing part of the ozonized high-pressure air 7, connecting the air duct 2 with an autonomous channel 8 of the burner 6.

Расчет эффективности озонирования минимального количества воздуха при сжигании тощих углей типа АШ показывает, что значительное снижение расхода озонированного воздуха, достигаемое предложенным способом, обеспечивает значительный экономический эффект за счет повышения выгорания угольной пыли (топлива) и за счет отказа от использования дорогостоящего мазута, используемого для подсветки факела.The calculation of the ozonation efficiency of the minimum amount of air when burning lean ASh type coals shows that a significant reduction in the ozonized air consumption achieved by the proposed method provides a significant economic effect by increasing the burning of coal dust (fuel) and by eliminating the use of expensive fuel oil used for lighting torch.

Проведенный анализ результатов поиска по патентной и научно-технической литературе позволяет сделать вывод, что предложенная совокупность существенных признаков не известна из уровня техники. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию “новизна”.The analysis of the search results in patent and scientific and technical literature allows us to conclude that the proposed set of essential features is not known from the prior art. Therefore, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Учитывая незначительные эксплуатационные расходы и ограниченный объем реконструкции системы транспорта пыли, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения “промышленная применимость”.Given the small operating costs and the limited amount of reconstruction of the dust transport system, the proposed method meets the criteria of the invention “industrial applicability”.

Таким образом, предлагаемый способ сжигания пылеугольного топлива позволяет решить проблему сжигания тощих углей, повысить эффективность процесса их сжигания, значительно сократить энергозатраты на озонирование воздуха.Thus, the proposed method of burning pulverized coal can solve the problem of burning lean coal, increase the efficiency of the process of burning them, significantly reduce energy consumption for air ozonation.

Claims (1)

Способ сжигания пылевидного топлива, включающий подготовку топлива, его подачу, транспортировку высоконапорного воздуха, смешение его с пылевидным топливом, подачу высококонцентрированной аэросмеси в горелки котла, отличающийся тем, что производят озонирование транспортирующего воздуха перед смешиванием его с пылевидным топливом, при этом часть озонированного воздуха подают на транспорт пылеугольного топлива, а оставшуюся часть подают по трубопроводу в автономный канал горелки к корню факела.A method of burning pulverized fuel, including preparing fuel, supplying it, transporting high-pressure air, mixing it with pulverized fuel, supplying highly concentrated aerosol to the boiler burners, characterized in that the conveying air is ozonized before mixing it with pulverized fuel, while part of the ozonized air is supplied for the transport of pulverized coal, and the rest is fed through a pipeline into the autonomous channel of the burner to the torch root.

Images