Пальник для вугілля, що добре коксується, і газифікатор
Формула / Реферат
1. Пальник для вугілля, що добре коксується, заведений крізь стінку газифікатора для добре подрібненого твердого палива, що коксується, і виконаний у вигляді подвійної труби з каналом твердого палива, призначеного для подавання твердого палива в потоці газу до газифікатора, і з каналом газифікуючого агента, призначеного для подавання газифікуючого агента до газифікатора, який відрізняється тим, що додатково містить засоби розпізнавання закупорки в каналі твердого палива, які при виявленні за заданими характеристиками ситуації закупорки здатні приймати заходи для зниження температури твердого палива.
2. Пальник для вугілля, що добре коксується, за п. 1, який відрізняється тим, що процедурою зниження температури передбачено видачу керуючого сигналу на збільшення подачі пропіленту, використовуваного для транспортування палива в потоці газу.
3. Пальник для вугілля, що добре коксується, за п. 1, який відрізняється тим, що процедурою зниження температури передбачено видачу керуючого сигналу на пониження температури газифікуючого агента.
4. Пальник для вугілля, що добре коксується, за п. 1, який відрізняється тим, що процедурою зниження температури передбачено видачу керуючого сигналу на збільшення подачі пропіленту, використовуваного для транспортування палива в потоці газу, спільно з видачею керуючого сигналу на пониження температури газифікуючого агента.
5. Пальник для вугілля, що добре коксується, за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що засоби розпізнавання закупорки здатні вимірювати різницю тиску між вхідним патрубком каналу твердого палива і відповідною точкою, розташованою нижче за патрубок за потоком, і визначати як закупорку таку ситуацію, коли коефіцієнт втрати натиску, обчислений з різниці тиску, досяг або перевищив задану величину.
6. Пальник для вугілля, що добре коксується, за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що засоби розпізнавання закупорки здатні визначати як закупорку таку ситуацію, коли коефіцієнт втрати натиску, обчислений з відношення першої різниці тиску, виміряної між вхідним патрубком пальника і відповідною точкою нижче за патрубок за потоком, і другою різницею тиску, виміряної на довільному відрізку лінії подачі палива, підведеної до входу каналу твердого палива, досяг або перевищив задану величину.
7. Пальник для вугілля, що добре коксується, за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що для процедури зниження температури додатково містить засоби контролю верхньої межі, здатні вимірювати температуру внутрішньої поверхні каналу твердого палива і регулювати її так, щоб температура не перевищувала деякої наперед заданої величини, яка обумовлена коксувальними характеристиками твердого палива.
8. Газифікатор, який містить засоби для подавання в потоці газу твердого палива, такого як подрібнене вугілля, що добре коксується, і засоби для піддавання твердого палива газифікації при високому тиску спільно з газифікуючим агентом, який відрізняється тим, що обладнаний пальником для вугілля, що добре коксується, за будь-яким з пп. 1-7.
Текст
1. Пальник для вугілля, що добре коксується, заведений крізь стінку газифікатора для добре подрібненого твердого палива, що коксується, і виконаний у вигляді подвійної труби з каналом твердого палива, призначеного для подавання твердого палива в потоці газу до газифікатора, і з каналом газифікуючого агента, призначеного для подавання газифікуючого агента до газифікатора, який відрізняється тим, що додатково містить засоби розпізнавання закупорки в каналі твердого палива, які при виявленні за заданими характеристиками ситуації закупорки здатні приймати заходи для зниження температури твердого палива. 2. Пальник для вугілля, що добре коксується, за п. 1, який відрізняється тим, що процедурою зниження температури передбачено видачу керуючого сигналу на збільшення подачі пропіленту, використовуваного для транспортування палива в потоці газу. 3. Пальник для вугілля, що добре коксується, за п. 1, який відрізняється тим, що процедурою зниження температури передбачено видачу керуючого сигналу на пониження температури газифікуючого агента. 4. Пальник для вугілля, що добре коксується, за п. 1, який відрізняється тим, що процедурою зни 2 (19) 1 3 ОБЛАСТЬ ТЕХНІКИ [0001] Даний винахід відноситься до пальника для вугілля, що добре коксується, при газифікаторі твердого палива або подібному пристрої у складі електростанції комбінованого циклу з внутрішньоцикловою газифікацією, а також до самого газифікатора. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ [0002] Традиційно так звані електростанції комбінованого циклу з внутрішньоцикловою газифікацією (КЦВГ) розробляють і упроваджують з метою підвищення ефективності вугільних електростанцій. Така електростанція містить газотурбінний генератор, що працює на газоподібному паливі, отриманому газифікацією вугілля, а також паротурбінний генератор, що працює на пару, отриманому в бойлері-теплообмінника за рахунок відбору тепла у горючих вихідних газів газотурбогенератора. [0003] У такій КЦВГ-системі пилоподібне тверде паливо уприскують в газифікатор з пальника, в який його подають потоком азоту, двоокису вуглецю, повітря або іншого подібного пропілента. При цьому газифікатор працює під високим тиском, що відбивається на конструкції системи і протіканні реакцій усередині неї. А саме, газифікатор сконструйований як посудина високого тиску, а пальник, який заходить всередину крізь його стінку, подає тверде паливо (вугільний пил, нафтовий кокс або подібне) і газифікуючий агент (повітря, кисень, водяна пара або подібне) через, ту ж трубу. [0004] На фіг.10 показаний в розрізі пальник традиційної конструкції. У такій конструкції пальник 12' для вугілля (далі просто «пальник»), що добре коксується, проходить крізь зовнішню стінку 11 газифікатора 10, який сконструйований як посудина високого тиску. Пальник 12 конструктивно є подвійною коаксіальною трубою з каналом 13 твердого палива в центрі і оточуючим його каналом 14 газифікуючого агента. Канал 13 твердого палива сполучений лінією 16 подачі палива з пристроєм 15 подачі палива, що під високим тиском подає розмолоте в пил вугілля. При цьому в пристрій 15 подачі палива подають пропелент, витрату якого регулюють за допомогою пристрою управління витратою (не показано). Таким чином, по каналові 13 подачі твердого палива з пропелентом поступає тверде паливо, причому витрату палива регулює пристрій 15 подачі палива, а витрата пропілента - пристрій управління витратою. Так пилоподібне тверде паливо з потоком пропілента поступає в газифікатор 10. [0005] До каналу 14 подачі газифікуючого агента в газифікатор 10 підключена лінія 17 подачі газифікуючого агента, причому витрату агента регулює пристрій управління витратою (не показано). Отже, тверде паливо, пропелент і газифікуючий агент поступають в газифікатор 10, де тверде паливо піддається відповідній обробці, віддає газ і поступає для подальшої обробки в пристрій очищення газу. 94515 4 [0006] Інша традиційна технологія - апарат дуттьового типу для газифікації пилоподібних вуглецевих матеріалів, таких як вугілля. У такому апараті задіяні пропелент (наприклад, азот) для подачі пилоподібного палива і окисляючий агент (наприклад, кисень або повітря), і при цьому газифікація сировини відбувається при температурі не нижче за температуру плавлення золи. Далі відома технологія передбачає наявність недалеко від вихідного отвору лінії подачі сопла, через яке вдувають азот, діоксид вуглецю або інертний газ у бік вихідного отвору, так, щоб цей газ перемішався з потоком газифікованої сировини. Це сопло здуває шлак, що прилипає до вихідної частини лінії подачі і, як вважається, здатний повністю виключити прилипання яких-небудь речовин до вихідної частини пальника (див. наприклад цитований документ 1). [0007] Крім того, була розкрита технологія, згідно якої в апарат для спалювання пилоподібного палива в суміші з повітрям через допоміжне сопло вдувають потік стислого повітря, відібраного з тракту підготовки топливоповітряної суміші, або з атмосфери, за рахунок чого запобігають ерозії сопла топливоповітряній суміші, а також прилипанню і відкладенню палива (як розкрито в цитованому документі 2). Цитований документ 1: японська заявка, що знаходиться на експертизі, публікація № Неі 08003361 (див. фіг.1). Цитований документ 2: публікація японського патенту № 3790489. Розкриття винаходу [0008] Згідно вищеописаної традиційної технології, показаної на фіг.10А і фіг.10В, високий тиск в газифікаторі 10 приводить до того, що відстань між частинками, що транспортуються в потоці газу, твердого палива мала. Тобто, транспортоване в потоці газу по каналові 13 тверде паливо має дуже високий коефіцієнт заповнення об'єму. При цьому в пальнику 12, виконаному як подвійна коаксіальна труба з каналу 13 подач твердого палива і каналу 14 подачі газифікуючого агента, має місце значне перенесення тепла від гарячого агента до холодного палива. [0009] 3 цієї причини частинки твердого палива, що підігріваються теплом газифікуючого агента, плавляться і збільшуються в розмірах. Якщо вугілля при цьому добре коксується, може виникнути проблема, пов'язана з тим, що розплавлені роз'єднані частинки агломерують, - внаслідок чого відбувається неповне згорання, або з тим, що розплавлені, роздуті частинки палива, прилипають до внутрішньої стінки каналу 13 подачі твердого палива, викликаючи закупорку пальника 12. Такі проблеми виникають не тільки в пальниках для таких видів палива, як вугільний пил і нафтовий кокс, але також в пальниках газифікаторів для інших видів палива, що добре коксується, таких як відходи нафтопереробки або пластмаси. [0010] Тобто, стосовно пальників при газифікаторах для твердого палива, що добре коксується, потрібне вирішення проблем, які можуть бути викликані нагрівом частинок твердого палива, - до розплавлення і збільшення в розмірах - обумовленого перенесенням тепла усередині пальника, 5 виконаного у вигляді подвійної коаксіальної труби з каналами для твердого палива і газифікуючого агента. Даний винахід запропонований зважаючи на вищезгадані обставини, завданням даного винаходу є запропонувати пальник для вугілля, що добре коксується, в якому канали твердого палива і газифікуючого агента зведені в подвійну трубу, але при цьому понижений або виключений нагрів частинок твердого палива і їх подальше розплавлення і розбухання за рахунок теплопереноса усередині пальника, що дозволяє забезпечити стабільну роботу газифікатора. [0011] Вищеописані проблеми вирішуються в рамках даного винаходу таким чином. У пальнику для спалювання вугілля, що добре коксується, згідно даного винаходу, що проходить крізь стінку газифікатора для подрібненого твердого палива, канал подачі твердого палива за допомогою пропілента і канал подачі газифікуючого агента виконані у вигляді подвійної труби, і при цьому передбачені засоби для розпізнавання закупорки каналу твердого палива, по сигналу яких в заданій ситуації приймають заходи до зниження температури твердого палива. [0012] При такому пальнику для вугілля, що добре коксується, обладнані засоби і розпізнавання закупорки, що розпізнають закупорку в каналі твердого палива, і при розпізнаванні закупорки із заздалегідь заданими параметрами приймають заходи для охолоджування твердого палива. Відповідно, стає можливим знижувати температуру твердого палива пропорційно розвитку закупорки в каналі твердого палива, таким чином запобігаючи або пригнічуючи обумовлене нагрівом розплавлення і набухання частинок твердого палива, що добре коксується. [0013] В рамках даного винаходу бажано, щоб процес охолоджування передбачав видачу керуючого сигналу на збільшення подачі пропілента, в потоці якого подають паливо. Це зменшує час проходження твердого палива і пропілента по каналові твердого палива, що дозволяє зменшити кількість тепла, що відбирається твердим паливом у гарячого газифікуючого агента. [0014] В рамках даного винаходу бажано, щоб процес охолоджування передбачав видачу керуючого сигналу на пониження температури газифікуючого агента. Таке пониження температури приводить до зменшення різниці температур між більш гарячим газифікуючим агентом і потоком твердого палива і пропілента в каналі твердого палива. Відповідно, це дозволяє зменшити кількість тепла, що відбирається твердим паливом у гарячого газифікуючого агента. [0015] В рамках даного винаходу бажано, щоб процес охолоджування передбачав видачу керуючого сигналу на збільшення подачі пропілента, а спільно з ним - керуючого сигналу на пониження температури газифікуючого агента. Це зменшує час проходження твердого палива і пропілента по каналові твердого палива, а також температуру газифікуючого агента і різницю температур між більш гарячим газифікуючим агентом і потоком твердого палива і пропілента в каналі твердого 94515 6 палива, внаслідок чого можна ще ефективніше зменшити кількість тепла, що відбирається твердим паливом у гарячого газифікуючого агента. [0016] В рамках даного винаходу бажано, щоб засоби розпізнавання закупорки вимірювали різницю тиску між вхідним патрубком каналу твердого палива і відповідною точкою, розташованою нижче від нього згідно потокові, і розпізнавали як закупорку таку ситуацію, коли коефіцієнт падіння натиску, що обчислюється з різниці тиску, досягає або перевищує наперед задану величину. Це дозволяє з упевненістю розпізнавати закупорку в каналі твердого палива на підставі коефіцієнта падіння натиску, що обчислюється з тиску в газифікаторі і різниці тиску, яка змінюється залежно від витрат твердого палива і пропілента. [0017] В рамках даного винаходу бажано, щоб засоби розпізнавання закупорки розпізнавали як закупорку таку ситуацію, коли коефіцієнт падіння натиску - обчислюваний із співвідношення першої різниці тиску, вимірюваного між вхідним патрубком пальника і відповідною точкою нижче за потоком, і другої різниці тиску, вимірюваної на довільній ділянці лінії подачі твердого палива, підведеної до каналу твердого палива, - досягає або перевищує наперед задану величину. Це дозволяє упевнено розпізнавати закупорку каналу твердого палива, виходячи з коефіцієнта падіння натиску, що обчислюється з тиску в каналі газифікації і різниці тиску, яка не залежить від витрат твердого палива і пропілента. [0018] В рамках даного винаходу бажано, щоб процес охолоджування передбачав засоби контролю верхньої межі, які вимірюють температуру внутрішньої поверхні каналу твердого палива, причому дану температуру підтримують такою, щоб вона не перевищувала деякої величини, що задається виходячи з коксуючих характеристик вугілля. Це дозволяє експлуатувати систему при найбільшій температурі, що не приводить до закупорки каналу. [0019] Газифікатор згідно даного винаходу є посудиною високого тиску, в який тверде паливо, таке як пилоподібне вугілля, що добре коксується, подають в потоці газоподібного пропілента, і в якому це паливо проходить газифікацію при високому тиску спільно з газифікуючим агентом, причому газифікатор містить пальник для вугілля, що добре коксується. [0020] Такий газифікатор містить вищеописаний пальник для вугілля, що добре коксується, а тому здатний знижувати температуру твердого палива, яка могла б викликати закупорку каналу твердого палива пальника, пропорційно розвитку закупорки в каналі, тим запобігаючи або пригнічуючи обумовлене нагрівом розплавлення і розбухання частинок твердого палива, що добре коксується. [0021] Згідно даного винаходу пальник для твердого палива, що добре коксується, при газифікаторі для твердого палива, що добре коксується, дозволяє запобігти або подавити розплавлення і розбухання частинок твердого палива, обумовлене їх нагрівом за рахунок теплообміну між каналами твердого палива і газифікуючого агента в 7 пальнику, сконструйованому у вигляді подвійної труби. Тобто, можливо запобігти агломерації розплавлених і набряклих сусідніх частинок твердого палива, що добре коксується, що спричиняє за собою неповне згорання, а також прилипання таких частинок до внутрішньої поверхні каналу твердого палива, що приводить до закупорки. Це дозволяє стабільну експлуатацію пальника для твердого палива, що добре коксується, і газифікатора. Крім того, стає можливим розширити асортимент твердих палив, що добре коксуються, що застосовуються з таким пальником і газифікатором. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ [0022] Фіг.1 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора згідно першого варіанту здійснення даного винаходу. Фіг.2 показує блок-схему електростанції комбінованого циклу з внутрішньоцикловою газифікацією (КЦВГ). Фіг.3 показує блок-схему прикладу алгоритм управління пристроєм розпізнавання і закупорки згідно першого варіанту здійснення. Фіг.4 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора згідно другого варіанту здійснення даного винаходу. Фіг.5 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора згідно третього варіанту здійснення даного винаходу. Фіг.6 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора, модифіковану по відношенню до третього варіанту з фіг.5. Фіг.7 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора згідно четвертого варіанту здійснення даного винаходу. Фіг.8 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора, модифіковану по відношенню до четвертого варіанту з фіг.7. Фіг.9 схематично показує компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора згідно п'ятого варіанту здійснення даного винаходу. Фіг.10А схематично показує традиційну компоновку пальника для вугілля, що добре коксується, і газифікатора. Фіг.10В показує вигляд з боку стрілок А-А на фіг.10А. Номери позицій [0023] 10: Газифікатор 11: Стінка газифікатора 12: Пальник для вугілля, що добре коксується 13: Канал твердого палива 14: Канал газифікуючого агента 20, 20А до 20F: Пристрій розпізнавання закупорки 30: Пристрій регулювання температури 40: Датчик температури 94515 8 ПЕРЕВАЖНИЙ СПОСІБ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ [0024] Нижче описані варіанти здійснення пальника для вугілля, що добре коксується, згідно даного винаходу з посиланнями на креслення, що додаються. Фіг.2 показує блок-схему електростанції комбінованого циклу з внутрішньоцикловою газифікацією. Така електростанція виробляє електрику за рахунок спалювання газу, отримуваного газифікацією вугілля або іншого твердого палива. Основні елементи КЦВГ-електростанції: сухий подрібнювач 1, який сушить і розмелює тверде паливо, таке як вугілля, в пилоподібну форму, пристрій 2 подачі палива під тиском, що проводить подачу твердого палива в потоці газоподібного пропілента, блок 3 газифікатори, в яких подають тверде паливо в потоці пропілента і газифікуючий агент, і які перетворюють тверде паливо на вугільний газ, пристрій 4 очищення газу, що видаляє всілякі домішки з вугільного газу, що виробляються блоком 3 газифікаторів, очищаючи вугільний газ, а також блоком 5 генераторів з газотурбінного і паротурбінного генераторів. [0025] Газотурбінний генератор працює за рахунок спалювання очищеного вугільного газу в газовій турбіні, вал якої обертає генератор, що виробляє електрику. Паротурбінний генератор приводиться в обертання валом парової турбіни, яка працює за рахунок енергії пари, тепла, що виробляється відбиранням, у відпрацьованих в газовій турбіні горючих продуктів згорання в бойлері-теплообмінника. [0026] Перший варіант здійснення Як видно на фіг.1, блок 3 газифікаторів вищеописаної КЦВГ-електростанції обладнаний газифікатором 10, сконструйованим як посудина високого тиску. Пальник 12 для вугілля (далі «пальник), що добре коксується, приєднаний до газифікатора 10 таким чином, що проходить крізь його стінку 11, що утворює посудину високого тиску. Пальник 12 сконструйований у вигляді подвійної труби з каналу 13 твердого палива в центрі і каналу 14 газифікуючого агента навколо. [0027] Канал 13 твердого палива подає подрібнене тверде паливо, що добре коксується, в газифікатор 10. Канал 13 приєднаний до пристрою 15 подачі палива під тиском лінією 16 подачі палива. Пристрій 15 подачі палива під тиском забезпечують подрібненим твердим паливом, і пристрій подає необхідну кількість палива в газифікатор 10 в потоці газоподібного пропілента. Пропелент поступає в пристрій 15 подачі палива під тиском від пристрою 17 керування витратою по лінії 19 подачі пропілента. Як пропелент в даному випадку можна застосовувати азот, двоокис вуглецю, повітря і подібні гази. [0028] Канал 14 газифікуючого агента приєднаний до джерела газифікуючого агента (не показаний) лінією 18 подачі газифікуючого агента. Канал 14 подає необхідну кількість гарячого газифікуючого агента в газифікатор 10. Як газифікуючий агент в даному випадку можна застосовувати повітря, кисень, пару і подібні гази. 9 Таким чином, в пальнику 12 газотранспортний канал 13 твердого палива, заведений крізь стінку 11 в газифікатор 10 для подрібненого твердого палива, що добре коксується, і канал 14 для подачі в газифікатор газифікуючого агента виконані у вигляді подвійної труби. [0029] При цьому вищеописаний пальник 12 містить пристрій 20 розпізнавань закупорки, що служить як засіб розпізнавання закупорки в каналі 13 твердого палива. Пристрій 20 розпізнавань закупорки вимірює різницю Ра між вхідним патрубком каналу 13 твердого палива і тиском усередині газифікатора 10, який вибраний як відповідна точка нижче за вхідний патрубок за потоком. Коли коефіцієнт втрати натиску, обчислюваний з різниці Ра тиску досягає або перевищує наперед задану величину, пристрій 20 розцінює це як закупорку в каналі 13 твердого палива. Як показано нижче на прикладі, вимірюють тиск Р1 на вхідному патрубку каналу 13 твердого палива і тиск Р2 усередині газифікатора 10, а з них обчислюють різницю Ра тиску. Відзначимо, що для обчислення різниці Ра тиску можна використовувати тиск Р3 на виході пальника замість тиску Р2 усередині газифікатора 10. [0030] Коли пристрій 20 розпізнавання закупорки виявляє закупорку із заздалегідь заданими параметрами, приймають заходи до охолоджування твердого палива. Цей процес передбачає зменшення часу проходження твердого палива і пропілента по каналу 13 за допомогою видачі керуючого сигналу на збільшення кількості пропілента, що подається для транспортування палива. При цьому за рахунок підвищення швидкості потоку твердого палива в каналі 13 подвійного коаксіального, пальника 12 скорочується час, протягом якого відбувається відбирання тепла холодним твердим паливом від гарячого газифікуючого агента. Відповідно, зменшується кількість тепла, що забирається твердим паливом у газифікуючого агента. Це дозволяє запобігти нагріву твердого палива оточуючим його гарячим газифікуючим агентом, і тим самим не допустити або усунути розігрів частинок твердого палива до такої температури, при якій вони плавляться і розбухають. [0031] Нижче на основі блок-схеми з фіг.3 описаний приблизний алгоритм управління в пристрої 20 розпізнавань закупорки. Процедура управління починається на першому кроці S1, після чого переходить до наступного кроку S2, на якому визначають, чи слід продовжувати роботу. Якщо відповідь позитивна і газифікатор 10 продовжує працювати, переходять до наступного кроку S3, на якому вимірюють різницю Ра тиску. Різниця Ра тиску в даному випадку отримують вимірюванням тиску Р1 на вхідному патрубку каналу 13 твердого палива і тиску Р2 усередині газифікатора 10. Якщо ж на кроці S2 отримана негативна відповідь і робота газифікатора 10 буде зупинена, процедура переходить до наступного кроку S8, на якому керуючий алгоритм завершується. [0032] 3 різниці Ра тиску, виміряною на кроці S3, на наступному кроці S4 обчислюють коефіцієнт втрати натиску. При транспортуванні частинок 94515 10 твердого палива в потоці газу різниця Ра тиску залежить від тиску усередині газифікатора 10, витрат твердого палива і пропілента. Відповідно, щоб упевнено розпізнати закупорку в каналі твердого палива, бажано проводити аналіз на основі коефіцієнта втрати натиску, що обчислюється з різниці Ра тиску. Коефіцієнт втратами натиску є величиною з відомого рівняння для розрахунку падіння тиску в потоці двохфазової суміші газу і твердих частинок. А оскільки вищеописана різниця Ра тиску еквівалентна падінню тиску, можна обчислювати фактичний коефіцієнт втрати натиску в пальнику 12 за відомим рівнянням для розрахунку падіння тиску і зміряної різниці Ра тиску. [0033] На наступному кроці S5 по коефіцієнту втрати натиску, обчисленому на кроці S4, визначають, чи досяг цей коефіцієнт щонайменше заданої величини. Якщо результат позитивний і коефіцієнт втрати натиску досяг або перевищив задану величину, можна вважати, що в двохфазовому потоці газу і твердих частинок в каналі 13 твердого палива має місце падіння тиску, що досягає або перевищує задану величину. Тобто, можна вважати, що склалася така ситуація, при якій росте падіння тиску в потоці фазової суміші газу і твердих частинок, зокрема, наприклад, ситуація, при якій тверде паливо налипає на внутрішню поверхню каналу 13, зменшуючи площу його поперечного перетину. Відповідно, процедура переходить до наступного кроку S6, на якому видається команда на збільшення подачі пропілента. Якщо ж на кроці S5 отримана негативна відповідь і коефіцієнт втрати натиску не досяг наперед заданої величини, вважається, що система працює штатно і процедура переходить до вищеописаного кроку S2, після чого описаний алгоритм циклічно повторюється. [0034] Якщо на кроці S6 подана команда на збільшення подачі пропілента, процедура переходить до наступного кроку S7, на якому збільшують подачу пропілента. А саме, коли пристрій 17 управлінь подачею отримує команду на збільшення подачі пропілента, виконується операція по збільшенню подачі пропілента в пристрій 17 подачі палива під тиском. В результаті зростає подача пропілента для транспортування палива в каналі 13 твердого палива, а також швидкість потоку твердого палива і пропілента в каналі, через що зменшується час проходження твердого палива по каналові 13. Тобто, скорочується час, протягом якого холодне паливо в каналі 13 відбирає тепло у оточуючого його гарячого газифікуючого агента, що дозволяє запобігти або усунути нагрів твердого палива. [0035] Після того, як зроблені вказані вище заходи до збільшення подачі пропілента, процедура повертається до кроку S2, і описаний алгоритм управління циклічно повторюється. Коли пристрій 20 розпізнавань закупорки виявляє закупорку в каналі 13 твердого палива, з метою пониження температури палива збільшують подачу пропілента, а з нею і швидкість потоку. Це дозволяє знижувати нагрів твердого палива, який міг би привести до закупорки каналу, пропорційно розвитку закупорки в каналі 13 твердого палива. 11 Таким чином, можна виключити або усунути розігрів частинок твердого палива, що добре коксується, до температури, що перевищує наперед задану температуру, залежну від сорту твердого палива, при якій можна виключити або усунути обумовлене розплавленням і розбуханням частинок їх прилипання до стінок каналу або агломерацію. [0036] Другий варіант здійснення Нижче на основі фіг.4 описаний другий варіант здійснення даного винаходу. Елементи, співпадаючі з такими у вищеописаному варіанті здійснення, позначені на фіг.4 тими ж номерами позицій, а їх докладний опис опускається. У даному варіанті здійснення при виявленні закупорки пристрій 20Ф розпізнавання закупорки робить інші дії для пониження температури. Тобто, замість збільшення подачі пропілента у вищеописаному варіанті здійснення, здійснюють процес, в якому видається керуючий сигнал на пониження температури газифікуючого агента. [0037] Нижче описаний процес регулювання температури, за допомогою якого знижують температуру газифікуючого агента. Для здійснення такого регулювання на лінії 18 подачі газифікуючого агента передбачено пристрій 30 регулювань температури. Пристрій 30 регулювань температури призначено отримувати команду на пониження температури газифікуючого агента, що подається пристроєм 20А розпізнавання закупорки, і регулювати крайову температуру газифікуючого агента, що поступає в канал 14 газифікуючого агента пальника 12, за допомогою, наприклад, налаштування долей в суміші двох агентів різної температури. [0038] При виявленні закупорки в каналі 13 твердого палива, в тому ж порядку, як і у вищеописаному варіанті здійснення, за рахунок вказаного регулювання за допомогою пристрою 20А розпізнавання закупорки і пристрою 30 регулювань температури знижують температуру газифікуючого агента з метою пониження температури твердого палива. Це дозволяє зменшувати нагрів твердого палива, який міг би спричинити закупорку каналу, пропорційно розвитку закупорки в каналі 13 твердого палива. Таким чином, можна виключити або усунути нагрів частинок твердого палива до температури, що перевищує наперед задану виходячи з сорту твердого палива, тим самим виключаючи або усуваючи прилипання частинок до стінок каналу або їх агломерацію, обумовлену розплавленням і розбуханням. [0039] Третій варіант здійснення Нижче на основі фіг.5 описаний третій варіант здійснення даного винаходу. Елементи, співпадаючі з такими у вищеописаних варіантах здійснення, позначені на фіг.5 тими ж номерами позицій, а їх докладний опис опускається. У даному варіанті здійснення для виявлення закупорки використані інші засоби розпізнавання закупорки. Тобто, замість коефіцієнта втрати натиску, що обчислюється з різниці Ра тиску, як у вищеописаних варіантах, про закупорку в каналі судять по коефіцієнту ' втрати натиску, обчислюваному з відношення різниць тиску. 94515 12 [0040] А саме, виконуючий роль засобів розпізнавання закупорки пристрій 20В, розпізнавання закупорки розцінює як закупорку таку ситуацію, коли коефіцієнт ' втрати натиску - обчислюваний з відношення першої різниці Ра тиску, вимірюваною як різниця тиску Р1 на вхідному патрубку пальника і тиску Р2 усередині газифікатора 10, розташованого нижче патрубка за потоком, до другої різниці Рb тиску, вимірюваній на довільному відрізку лінії 16 подачі палива, підведеною до каналу 13 твердого палива - досяг або перевищив наперед задану величину. Як показано на прикладі, вимірюють два тиск Р4 і P5 в двох нерухомих точках, розташованих у відповідних місцяхлінії 16 подачі палива, а з цього тиску обчислюють другу різницю Рb тиску. Тобто, друга різниця Рb тиску приблизно відповідає падінню тиску в двохфазовому потоці газу і твердих частинок, що пройшов по відрізку заданої довжини лінії 16 подачі палива. [0041] Відповідно, відношення першої різниці Ра тиску і другої різниці Рb тиску не залежить від тиску в газифікаторі 10, витрат твердого палива і пропілента, а тому можна упевнено розпізнавати закупорку в каналі 13 твердого палива на підставі коефіцієнта ' втрати натиску, що обчислюється з даного відношення. Тобто, якщо критерієм закупорки прийняти значення коефіцієнтом ' втрати натиску щонайменше заданої величини, і вважати за закупорку із заданими параметрами таку ситуацію, коли коефіцієнт ' досяг або перевищив задану величину, можна ще упевненіше розпізнавати закупорку в каналі 13 твердого палива. [0042] Як показано на фіг.5, при виявленні закупорки із заданими параметрами для пониження температури удаються до збільшення подачі пропілента. Проте, для пониження температури при виявленні закупорки також можна удатися до пониження температури газифікуючого агента пристроєм 20С розпізнавання закупорки, як показано в модифікації на фіг.6. [0043] Четвертий варіант здійснення Нижче на основі фіг.7 описаний четвертий варіант здійснення даного винаходу. Елементи, співпадаючі з такими у вищеописаних варіантах здійснення, позначені на фіг.7 тими ж номерами позицій, а їх докладний опис опускається. У даному варіанті здійснення при виявленні закупорки в каналі 13 твердого палива пристрій 20D розпізнавання закупорки приймає заходи до пониження температури, які передбачають видачу керуючого сигналу на збільшення подачі пропілента для транспортування в потоці газу, і спільно з ним - керуючого сигналу на пониження температури газифікуючого агента. Це дозволяє ще ефективніше зменшити кількість тепла, що відбирається твердим паливом у гарячого газифікуючого агента за рахунок скорочення часу проходження твердого палива і пропілента по каналові 13 твердого палива за рахунок збільшення подачі пропілента, при одночасному пониженні температури газифікуючого агента, а з нею і різниці температур по відношенню до твердого палива і пропілента, що рухається в каналі 13 твердого палива. [0044] У показаній на фіг.8 модифікацій пристрій 20Е розпізнавання закупорки і замість коефі 13 цієнта А втрати натиску, що обчислюється з різниці Ра тиску, використовує для розпізнавання закупорки в каналі 13 твердого палива коефіцієнт ' втрати натиску, обчислюваний з відношення різниць тиску. Таким чином, поєднуючи скорочення часу проходження твердого палива і пропілента по каналові 13 твердого палива за рахунок збільшення подачі пропілента з пониженням температури газифікуючого агента, а з нею і різниці температур по відношенню до твердого палива і пропілента в каналі 13, можна ще ефективніше зменшити кількість тепла, що відбирається твердим паливом у гарячого газифікуючого агента. Крім того, використовуючи як критерій досягнення коефіцієнтом ' втрати натиску щонайменше заданої величини, можна ще упевненіше розпізнавати закупорку в каналі 13 твердого палива. [0045] П'ятий варіант здійснення Нижче на основі фіг.9 описаний п'ятий варіант здійснення даного винаходу. Елементи, співпадаючі з такими у вищеописаних варіантах здійснення, позначені на фіг.9 тими ж номерами позицій, а їх докладний опис опускається. Пристрій 20F розпізнавання закупорки в даному варіанті здійснення обладнаний датчиком 40 температур, який вимірює температуру Т внутрішньої поверхні каналу 13 твердого палива і виконує роль засобу контролю верхньої межі, що стежить за тим, щоб температура Т внутрішньої поверхні не перевищувала деякої величини, що задається виходячи з коксуючих характеристик твердого палива, в період вживання заходів до зниження температури. Бажано, щоб датчик 40 температур вимірював температуру внутрішньої поверхні каналу 13 біля його виходу, де має місце найбільша температура, а виміряна температура Т подавалася на вхід пристрою 20F розпізнавання закупорки. [0046] При цьому, в пристрій 20F розпізнавання закупорки заздалегідь введені виміряні значення температури плавлення, текучості, застигання і подібних перетворень, що описують коксуючі характеристики твердого палива, що подається. Виходячи з цих величин, пристрій 20F розпізнавання закупорки обчислює верхню межу температури, що відповідає коксуючим властивостям вугілля, що подається. Таким чином, якщо заходи до пониження температури, що передбачають збільшення подачі пропілента, пониження температури газифікуючого агента, або поєднання перерахованих мір, робити так, щоб фактична температура Т внутрішньої поверхні не перевищувала заданої верхньої межі, можна добитися ефективної експлуатації 94515 14 системи при такій максимальній температурі, при якій не виникають закупорки в каналі. Тобто, контролюючи при газифікації твердого палива температуру Т внутрішньої поверхні так, щоб вона не перевищувала задану верхню межу, можна одночасно виключити закупорки в пальнику 12, обумовлені розплавленням і розбуханням частинок твердого палива, і добитися високої ефективності експлуатації. [0047] Далі, якщо при цьому приймати заходи до зниження температури, використовуючи відношення різниць Ра і Рb тиску або різниця Ра тиску, можна уникнути, наприклад, падіння ефективності експлуатації газифікатора 10, обумовленого дуже низькою заданою температурою, або закупорки каналу, обумовленою дуже високою заданою температурою, навіть при переході на нове тверде паливо з іншими коксуючими характеристиками. [0048] Згідно даного винаходу, пальник 12 для твердого палива, що добре коксується, застосовується в газифікаторі 10 для твердого палива, що добре коксується, дозволяє виключити або усунути розплавлення і розбухання частинок твердого палива, викликане їх нагрівом за рахунок теплообміну в пальнику, сконструйованому у вигляді коаксіальної подвійної труби з каналу 13 твердого палива і каналу 14 газифікуючого агента. Це дозволяє виключити агломерацію розплавлених і набряклих за рахунок нагріву сусідніх частинок твердого палива, що добре коксується, що спричинило б неповне згорання, а також прилипання таких частинок до внутрішньої поверхні каналу 13 твердого палива, що спричинило б закупорку пальника. Це, у свою чергу, забезпечує стабільну експлуатацію пальника 12 для вугілля, що добре коксується, і газифікатора 10. Це також дозволяє розширити асортимент твердих палив, що добре коксуються, подаються в пальник 12 і газифікатор 10. [0049] У вищеописаних варіантах здійснення як тверде паливо, що добре коксується, вказувалося вугілля, проте вибір палива не обмежується пилоподібним вугіллям, нафтовим коксом і подібними речовинами. Даний винахід також застосовно до пальників і газифікаторів для інших видів твердого палива, що добре коксується, включаючи, наприклад, відходи нафтопереробки і пластмаси. Мається на увазі, що даний винахід не обмежується вищеописаними варіантами здійснення, але може піддаватися змінам без виходу за рамки даного винаходу. 15 94515 16 17 94515 18 19 94515 20 21 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 94515 Підписне 22 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюBurner for highly caking coal and gasifier
Автори англійськоюKoyama, Yoshinori, Aruga Takeshi, Ishii, Hiromi
Назва патенту російськоюГорелка для хорошо коксующегося угля и газификатор
Автори російськоюКояма Йосинори, Аруга Такеси, Исий Хироми
МПК / Мітки
МПК: C10J 3/46, F23N 5/24, F23D 1/00
Мітки: добре, вугілля, коксується, газифікатор, пальник
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-94515-palnik-dlya-vugillya-shho-dobre-koksuehtsya-i-gazifikator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пальник для вугілля, що добре коксується, і газифікатор</a>
Попередній патент: Вихровий турбулентний промивач з іонізатором
Наступний патент: Схиловий механізм захисту земель від водної ерозії
Випадковий патент: Прокатний валок робочої кліті стана холодної прокатки труб