Спосіб спалювання пиловугільного палива

1. Спосіб спалювання пиловугільного палива, що включає повне спалювання першої частини палива, змішування другої частини палива з продуктами спалювання першої частини палива І наступне спалювання одержаної суміші, який в і д р і з н я є т ь с я тим що другу частину палива розділяють на три протоки в співвідношенні 25-35:45-55: : 10-30 в мас.%, кожний Із вказаних потоків роздільно вводять в одну Із послідовно розташованих температурних зон продуктів спалювання першої частини палива, при цьому перший потік вводять в зону з температурою 1400~1450°С, другий потік в суміші з водяною парою вводять в зону з температурою 800-1000°С, третій потік - в зону з температурою 400-600QC. 2. Спосіб за п. 1, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що співвідношення водяної пари І пиловугільного палива в другому потоці дорівнює 0,6-0,8 кг водяної пари на один кілограм пиловугільного палива. 3. Спосіб за п. 1, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що як носій пиловугільного палива в першому І третьому потоках використовують повітря або водяну пару. 4. Спосіб за п. 1, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що перший, другий І третій потоки другої частини палива вводять в продукти спалювання першої частини палива таким чином по відношенню до потока вказаних продуктів спалювання. ю W Винахід відноситься до енергетики І може бути використаний для спалювання пиловугільного палива, зокрема високозольного І низькореакційного пиловугільного палива, в топках котлів теплових електростанцій І в Інших енергетичних агрегатах. За прототип вибрано спосіб спалювання пилоподібного палива, який передбачує попереднє спалювання частини палива з таким змішуванням неохолоджених продуктів спалювання з другою частиною палива, що подається в пальниковий пристрій у вигляді аеросуміші. НеохолодженІ продукти попереднього спалювання частини палива розділяють на два потоки, один із яких вводять в аеросуміш у вигляді поперечних закручених струменів, а другий потік вводять в указану аеросуміш в вигляді центрального закрученого потоку. Високореакційні І високотемпературні продукти попереднього спалювання палива змішуються з аеросумішшю другої частини палива, підвищують температуру останньої, забезпечують більш ранню газифікацію частин палива, підвищують стійкість горіння І ступінь вигорання основного палива. Загальними ознаками заявленного рішення з прототипом є повне спалювання о 26293 першої частини палива, змішування другої частини палива з продуктами спалювання першої частини палива І наступне спалювання одержаної суміші. Вказаний спосіб (прототип) не дозволяє 5 підвищити ступінь газифікації пиловугільного палива, так як умови, в яких проходить газифікація, не забезпечують ефективне протікання відомих реакцій газифікації вугілля Це знижує можливості 10 регулювання теплового навантаження пальникового пристрою І погіршує енергетичні показники спалювання пиловугільного палива, особливо високозольного або низькокалорійного. 15 В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу спалювання пиловугільного палива, в якому за рахунок особливостей виконання технологічних операцій забезпечується більш висока ступінь га- 20 зифіхації пиловугільного палива І тим самим досягається можливість глибокого регулювання теплового навантаження пальникового пристрою, збільшується стійкість горіння І повнота вигорання палива. 25 Поставлена задача вирішується тим, що в способі спалювання пиловугільного палива, що включає повне спалювання першої частини палива, змішування другої частини палива з продуктами спалювання першої ча- ЗО стини палива 1 наступне спалювання одержаної суміші, згідно з винаходом, другу частину палива розділяють на три потоки в співвідношенні 25-35 • 45~55 : 10-30 в мас %, кожний Із вказаних потоків 35 роздільно вводять в одну Із послідовно розташованих температурних зон продуктів спалювання першої частини палива, при цьому перший потік вводять в зону з температурою 1400-1450°С, другий потік в 40 суміші з водяною парою вводять в зону з температурою 800-1000°С, третій потік - в зону з температурою 400-600°С. після повного спалювання першої частини палива другу частину палива перед змішуванням з продуктами повного спалювання першої частини палива розділяють на три потоки, кожний Із яких роздільно вводять в указані поодукти спалювання 1 змішують з продуктами спалювання в різних температурних зонах, які послідовно розташовані по потоку продуктів спалювання. Вибір температурних зон (перша температурна зона - 1400-1450°С, друга температура зона - 800-1000°С, третя температурна зона - 400-600°С) І роздільна подача другої частини палива в указані зони забезпечує оптимальні умови для протікання відомих реакцій газифікації вугільного палива. Так, в першій температурній зоні переважно протікає реакція (реакція Будуара)CO + С = 2СО В другій іемпературній зоні протікає реакція (реакція водяного газу) В третій зоні протікає реакція (реакція гідрогенізації вуглецю) 2Н + С = СН В результаті забезпечується більш високий ступінь газифікації вугілля, На виході одержують суміш висококалорійного газу з пиловугільним паливом, яка, змішуючись з повітрям, легко запалюється ї стійко горить, забезпечуючи повне випалювання палива в широкому діапазоні співвідношені першої, повністю спалюваної частини палива, з другою частиною палива, яка в указаному вище виді змішуєься з продуктами спалювання першої частини палива. При цьому досягається можливість глибокого регулювання (практично в два рази) теплового навантаження пальникового пристрою без використання "підсвітки" факелу другими видами палива. Таким чином, ознаки, що становлять суть винаходу, знаходятьПерелічені ознаки являють суть заявлеся в причинно-нзслідковому зв'язку з ного винаходу, 45 технічним результатом Переважним варіантом співвідношення Далі приводиться докладний опис заявводяноТ пари І пиловугільного палива в леного винаходу І приводяться конкретні другому потоці є 0,6-0,8 кг водяноТ пари на приклади його реалізації з посилками до один кілограм пиловугільного палива. креслення, на якому схематично показаний Доцільно НОСІЙ пиловугільного палива в 50 один Із можливих варіантів пристрою для першому 1 третьому потоках використовувареалізації способу. ти повітря або водяну пару. Загальна кількість спалюваного пилоТакож доцільно перший, другий І третій вугільного палива розділяють на двї частипотоки другої частини палива вводити в ни. Першу частину пиловугільного палива продукти спалювання першої частини пали- 55 повністю спалюють з використанням вэ супутнім чином по відношенню до потоку відомих пальникових пристроїв. Продукти вказаних продуктів спалювання. спалювання першої частини палива в заТехнічний результат (збільшення ступевихреному виді направляють в камеру ганя газифікації пилоауг ільного палива) в заявзифікації, в яку також вводять другу частину леному рішенні забезпечується тим, що спалюваного пиловугільного палива. В ка 26293 мері газифікації проходить змішування другої частини пиловугільного палива з продуктами спалювання першої частини пиловугільного палива, нагрівання палива і його часткова газифікація. Кількість другої 5 частини палива, що подається в камеру газифікації, може мінятися в широкому діапазоні (від 10 до 50 ВІДСОТКІВ від загальної витрати палива), що забезпечує широкі можливості в управлінні тепловим навантажен- 10 ням пальникового пристрою. При цьому перша частина палива повністю спалюється при ПОСТІЙНІЙ витраті палива в стабільному стійкому режимі горіння. Другу частину палива перед введенням в продукти спалюван- 15 ня першої частини палива розділяють натри потоки, кожний із яких роздільно вводять в одну із послідовно розташованих температурних зон продуктів спалювання першої частини палива в камері газифікації, 20 при цьому перший потік вводять в зону з температурою 1400-1450°С, другий потік в суміші з водяною парою вводять в зону з температурою 800-1000°С, третій потік вводять в зону з температурою 400-600°С. 25 Розділення другої частини палива на перший, другий І третій потоки виконують у співвідношенні 25-35 : 45-55 : 10-30 в мас.%. Кожний Із вказаних потоків роздільно вводять в камеру газифікації в од- ЗО ну із послідовно розташованих вище вказаних температурних зон. Співвідношення водяної пари І пиловугільного палива в другому потоці повинно бути 0,6-0,8 кг водяної пари на один кілограм пиловугільного 35 палива. Носієм пиловугільного палива в першому і в другому потоках доцільно використовувати повітря або водяну пару. Перший, другий! третій потоки другої частини палива доцільно вводити в продукти спа- 40 лювання першої частини палива супутнім чином по відношенню до потоку вказаних продуктів спалювання. На виході Із камери газифікації одержують суміш горючого газу І пиловугільного палива, яку спалюють в 45 топці. Один Із можливих варіантів пристрою при допомозі якого реалізують заявлений спосіб, показано на фіг. 1; на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1. 50 Пристрій включає вихровий пальник 1 для спалювання пиловугільного палива з підводом 2 вугільного пилу, підводами З І 4 повітря І підводом 5 допоміжного палива для запалювання пальника. На виході пальника 55 1 встановлена газифікаційна камера 6. Газифікаційна камера 6 виконана у вигляді порожнистого циліндра з вихідним отвором 7. В бокових стінках камери б виконані тангенціальні отвори 8, 9, 10, які розміщені по довжині камери 6 в різних температурних зонах камери 6. Пристрій також включає трубопроводи 11,12,13,14,15116для підводу пиловугільного палива. На трубопроводах 12, 14,15,16 встановлені регулятори 17,18,19,20 для управління розподіленням загального потоку пиловугільного палива. Пристрій працює таким чином. Загальний потік пиловугільного палива подають через трубопровід Г1. Із трубопровода 11 пиловугільне паливо поступає в пальник 1 для повного спалювання через трубопровід 12 І регулятор 17, а також через трубопровід 13 до трубопроводів 14, 15, 16 і через регулятори 18, 19, 20 в газифікаційну камеру 6. В газифікаційній камері 6 проходить змішування другої частини пиловугільного палива з продуктами спалювання першої частини палива, нагрівання пиловугільного палива, часткова його газифікація по вказаних вище реакціях. Через вихідний отвір 7 суміш горючих газів з пиловугільним паливом надходить в топку, де змішується з повітрям і спалюється. Далі показані конкретні приклади реалізації заявленого способу. Так, спалювалось високозольне вугілля з такими характеристиками: вміст вуглецю-44%; вміст воднга-0,8%; вміст кисню-5,3%; вміст сірки - 3,2%; волога - 1,0%: зольність - 44,4%; теплотвірна здібність - 15,6 Мдж/кг. Для спалювання вказаного вугілля використовувався пальниковий пристрій, схема якого приведена в описі заявленого винаходу. Носієм пиловугільного палива було повітря за винятком подачі палива в другу температурну зону газифікації, де носієм використовувалась водяна пара. Технологічні параметри спалювання палива І одержані результати по кожному прикладу приведені в таблиці. У всіх прикладах спостерігалось швидке займання І повне вигоряння палива, стійке горіння палива без "підсвїтки" процесу горіння другими високореакційними видами палива. При цьому характеристика теплового потоку на виході пальникового пристрою перебільшувала на 7-8% аналогічні показники спалювання палива другими відомими способами. Таким чином, заявлений спосіб забезпечує можливість ефективного спалювання високозольного, низькореакційного пиловугільного палива в широкому діапазоні регулювання теплового навантаження пальникового пристрою без використання допоміжного висо1 кореакційного палива для "підсвітки * процесу горіння основного палива. При цьому забезпечуються високі показники займання палива 1 повнота його спалювання в топці. 26293 Найменування параметрів способу Загальні витрати палива, т/год Витрати палива для повного спалювання (перша частина палива), % від загальної витрати Витрати палива а першу температурну золу. % від другої частини палива Витрати палива в другу температурну зону, % від другої частини палива Витрати палива в третю температурну зону, % від другої частини палива Температура першої зони, °С Температура другої зони, °С Температура третьої зони, °С Співвідношення водяної пари до вугілля в суміші, що подається в другу температурну зону Характеристика теплового потоку на виході, Мвт Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад 4 6 1 2 3 5 10 90 90 10 10 90 МО 45 10 45 45 25 ЗО 35 25 ЗО 35 45 50 55 45 50 55 30 20 10 ЗО 20 10 1450 1000 1425 1400 1450 1000 1425 1400 10 600 0,6 900 500 0,7 800 400 0,8 38.4 38,7 39.0 600 0,6 41.4 900 500 0,7 800 400 0.8 41,5 41.7 7 Пг. і А'А Упорядник Замовлення 4693 Техред М.Келемеш Коректор М Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 І Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101