RU2217658C1 - Method of combustion in boiling bed - Google Patents
Method of combustion in boiling bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2217658C1 RU2217658C1 RU2002109885A RU2002109885A RU2217658C1 RU 2217658 C1 RU2217658 C1 RU 2217658C1 RU 2002109885 A RU2002109885 A RU 2002109885A RU 2002109885 A RU2002109885 A RU 2002109885A RU 2217658 C1 RU2217658 C1 RU 2217658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- zones
- furnace
- fuel
- blast air
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010849 combustible waste Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в промышленных и энергетических котлах, сжигающих твердое топливо и горючие отходы.The invention relates to a power system and can be used in industrial and energy boilers burning solid fuel and combustible waste.
Известен способ сжигания в кипящем слое [1, гл. 5.5] с подачей первичного дутья и последующим вводом вторичного дутья, улавливанием и дожиганием уносимых частиц кипящего слоя в циклоне и их возвратом в кипящий слой. На сегодня это наиболее эффективный и экологически чистый, так называемый способ сжигания в циркулирующем кипящем слое, имеет несколько модификаций [1], например, по схеме Альстрем [1, рис. 5. 36, стр. 240]. Недостатками этого способа являются дорогостоящая конструкция высокотемпературного циклона, плохое перемешивание и низкая эффективность использования вторичного дутья в надслоевом объеме топки. Процессы горения завершаются лишь в циклоне.A known method of combustion in a fluidized bed [1, Ch. 5.5] with the filing of the primary blast and the subsequent introduction of the secondary blast, trapping and afterburning of the entrained particles of the fluidized bed in a cyclone and their return to the fluidized bed. Today it is the most efficient and environmentally friendly, the so-called method of burning in a circulating fluidized bed, has several modifications [1], for example, according to the Alstrem scheme [1, Fig. 5.36, p. 240]. The disadvantages of this method are the expensive design of the high-temperature cyclone, poor mixing and low efficiency of using secondary blast in the superlayer volume of the furnace. Combustion processes are completed only in the cyclone.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу, выбранным в качестве прототипа, является способ сжигания в кипящем слое [2], с подачей первичного дутья под слой и последующим вводом вторичного дутья с противоположных сторон тангенциально к условному телу вращения в надслоевом объеме топки. Вихревое течение в виде условного тела вращения создает перемешивание и повышает эффективность использования вторичного дутья в надслоевом объеме топки.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed method, selected as a prototype, is a method of burning in a fluidized bed [2], with the primary blast being fed under the layer and the second blast being introduced from opposite sides tangentially to the conditional body of revolution in the superlayer volume fireboxes. The vortex flow in the form of a conditional body of revolution creates mixing and increases the efficiency of using secondary blast in the superlayer volume of the furnace.
Недостатками прототипа является необходимость подачи в виде вторичного дутья большей части воздуха, так как для изменения характера течения, сильно загруженного выносимыми частицами потока из кипящего слоя, требуется гораздо больший импульс вторичного дутья, чем при обычном слоевом или пылеугольном сжигании. Подача большей части дутья в виде вторичного вызовет нарушение воздушного баланса и соответственно снизит эффективность топочного процесса, в том числе, из-за больших потерь с уходящими газами. С другой стороны, поддержание воздушного баланса (для топок с циркулирующим слоем доля первичного дутья составляет обычно [1] около 50% и более, а для пузырькового кипящего слоя более 70%) из-за увеличения за счет уносимых частиц плотности восходящего потока в 2-10 раза [1] не позволит организовать вихревое движение и эффективное перемешивание в надслоевом объеме. Кроме того, для симметричного расширяющегося канала по схеме, предложенной в прототипе [2], характерно [3, стр. 602, рис. 22.4. ] течение, перебрасывающееся от одной стенки к другой. Соответственно работа такой топки будет характеризоваться наличием пульсаций и пониженной эффективностью.The disadvantages of the prototype is the need to supply in the form of a secondary blast of most of the air, since to change the nature of the flow, heavily loaded with the carried particles of the stream from the fluidized bed, a much larger pulse of the secondary blast is required than with conventional layered or pulverized coal combustion. The supply of most of the blast in the form of a secondary one will cause a violation of the air balance and, accordingly, reduce the efficiency of the combustion process, including due to large losses with flue gases. On the other hand, maintaining air balance (for furnaces with a circulating layer, the proportion of primary blast is usually [1] about 50% or more, and for a bubbling fluidized bed more than 70%) due to an increase in the density of the upward flow due to entrained particles by 2– 10 times [1] will not allow you to organize a vortex motion and effective mixing in the superlayer volume. In addition, for a symmetric expanding channel according to the scheme proposed in the prototype [2], it is typical [3, p. 602, Fig. 22.4. ] the flow that flows from one wall to another. Accordingly, the operation of such a furnace will be characterized by the presence of ripples and reduced efficiency.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности сжигания топлива и повышение эффективности использования вторичного дутья.The aim of the present invention is to increase the efficiency of fuel combustion and increase the efficiency of using secondary blast.
Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу сжигания в кипящем слое, заключающемся в подаче первичного дутья и последующим вводом вторичного в надслоевой объем, вторичное дутье подают из участков набегания потока в сторону застойных зон тангенциально к условному телу вращения, а участки набегания потока и застойные зоны, расположенные под ними в профиле надслоевого объема, формируют обмуровкой и/или топочными экранами.This goal is achieved by the fact that according to the proposed method of combustion in a fluidized bed, which consists in feeding the primary blast and then introducing the secondary into the superlayer volume, the secondary blast is fed tangentially to the conditional body of rotation from the sections of the flow in the direction of the stagnant zones, and the sections of the flow in and of the stagnant the zones located beneath them in the profile of the superlayer volume are formed by lining and / or furnace screens.
Дополнительно предлагается часть вторичного дутья вводить так же тангенциально к условному телу вращения отдельно и/или совместно с топливом и уносом, уловленным за топкой.Additionally, it is proposed that a part of the secondary blast be introduced also tangentially to the conditional body of rotation separately and / or together with the fuel and entrainment trapped behind the furnace.
На чертеже показано вертикальное сечение профиля топочного устройства. Внизу на воздухораспределительной решетке 1 расположен кипящий слой 2 с подачей первичного дутья по тракту 3 от вентилятора 4. В надслоевом объеме 5 на участках 6 набегания (участок выделен стрелкой) потока установлены сопла 7 вторичного дутья. Сопла 7 вторичного дутья ориентированы тангенциально к условному телу вращения 8 (выделено пунктиром и заливкой) и направлены в сторону застойных зон 9 (выделены штриховкой).The drawing shows a vertical section of the profile of the combustion device. At the bottom of the
Профиль надслоевого объема образован обмуровкой 10 и/или топочными экранами 11. При этом в потоке требуемые участки 6 набегания и застойные зоны 9 формируются естественным образом по известным законам аэродинамики [3] в соответствии с геометрией топки (на выступах - участки набегания, за отступами - застойные зоны).The profile of the superlayer volume is formed by lining 10 and / or
Дымоходы топки имеют золоосадительные бункера 12 с эжекторами 13 возврата уноса, которые, как и система пневмозаброса топлива 14, трактами 15 вторичного дутья подключены к вентилятору 4. Имеются и другие элементы, необходимые для эксплуатации и обслуживания топки кипящего слоя.The chimney chimneys have ash settling bins 12 with ejection return fans 13, which, like the pneumatic
Предлагаемый способ сжигания в кипящем слое осуществляется следующим образом.The proposed method of combustion in a fluidized bed is as follows.
На воздухораспределительной решетке 1 расположен кипящий слой 2. Частицы золы и горящего угля, разогретые до 800-1000°С, поддерживают в состоянии псевдоожижения и интенсивного перемешивания за счет подачи через слой первичного дутья от вентилятора 4 по тракту 3. Поток горящих газообразных продуктов горения и мелких выносимых частиц золы и кокса выносится в надслоевой объем 5 и далее отсасывается дымососом из установки.A fluidized
Профиль и геометрию надслоевого объема 5 формируют обмуровкой 10 и/или топочными экранами 11 с образованием, по крайней мере, одного участка 6 набегания потока и одной застойной зоны 9 под ним. Такая форма надслоевого объема 5 в соответствии с геометрией обеспечивает разворот и движение запыленного потока вдоль участка набегания 6 над застойной зоной 9.The profile and geometry of the
При этом, во-первых, по известным законам аэродинамики [3] восходящий поток концентрируется под участком набегания 6, а в застойной зоне 9 формируется отрывное возвратное вихревое течение. Такая аэродинамика способствует хорошему перемешиванию потока, конвективному теплообмену с топочными экранами 11, сепарации и удержанию в топке частиц, вынесенных из кипящего слоя. Соответственно, предлагаемая подача вторичного дутья из участков набегания 6 через сопла 7 тангенциально к условному телу вращения 8 в сторону застойных зон 9 только усиливает вихревое течение, перемешивание, конвективный теплообмен, сепарацию и удержание в надслоевом объеме 5 частиц, вынесенных из кипящего слоя. При этом струи вторичного дутья легко пронизывают восходящий поток, концентрирующийся под участком набегания 6. Таким образом, доля вторичного дутья может быть малой и определяется независимо, прежде всего, из условий организации высокоэффективного топочного процесса. Во-вторых, богатые кислородом струи вторичного дутья легко проникают в объем условного тела вращения 8, застойную зону 9 и в корень восходящего из кипящего слоя 2 потока. Горение и топочные процессы равномерно распространяются во всем объеме топки.In this case, firstly, according to the well-known laws of aerodynamics [3], the upward flow is concentrated under the run-in
Подача дополнительного вторичного дутья по трактам 15 совместно с уносом из золоосадительных бункеров 12 через эжекторы 13 возврата уноса и совместно с топливом через систему пневмозаброса топлива 14 не только усиливает вихревое течение, но и насыщает надслоевой объем 5 горючими.The supply of additional secondary blast along the
В итоге по предлагаемому способу обеспечивается:As a result, the proposed method provides:
высокоэффективное конвективное охлаждение и соответственно низкотемпературный режим топочного процесса;highly efficient convective cooling and, accordingly, low-temperature mode of the combustion process;
сепарация, удержание и заполнение надслоевого объема частицами;separation, retention and filling of the superlayer volume with particles;
двухступенчатая схема сжигания с равномерным заполнением надслоевого объема и минимальной эмиссией вредных выбросов;a two-stage combustion scheme with uniform filling of the superlayer volume and minimal emission of harmful emissions;
повышение эффективности сжигания топлива;improving fuel combustion;
повышение эффективности использования вторичного дутья и соответственно минимумы избытков воздуха в топке и потерь тепла с уходящими газами.increasing the efficiency of using secondary blast and, accordingly, the minimums of excess air in the furnace and heat loss with flue gases.
Таким образом, применение предлагаемого способа сжигания в кипящем слое по сравнению с прототипом [2] позволяет повысить эффективность сжигания топлива и увеличить эффективность использования вторичного дутья.Thus, the application of the proposed method of combustion in a fluidized bed in comparison with the prototype [2] can improve the efficiency of combustion of fuel and increase the efficiency of the use of secondary blasting.
ПРИМЕР. По предлагаемому способу НИЦ ПО “Бийскэнергомаш” проведена реконструкция на сжигания Березовского угля марки Б2 в топке кипящего слоя слоевого котла №1 типа КВ-ТС-20-150 ПВ. Котел установлен в пиковой котельной МУП “ОСП ЖКХ” г. Лесосибирска. С помощью установленного внутри топки экрана образован участок натекания и расположенная под ним застойная зона. В таблице дано сравнение показателей работы котла №1, выполненного по предлагаемому способу, и типового слоевого котла №2.EXAMPLE. According to the proposed method, SIC PA “Biyskenergomash” reconstructed for burning Berezovsky coal of grade B2 in the furnace of the fluidized bed of a layer boiler No. 1 of type KV-TS-20-150 PV. The boiler is installed in the peak boiler room of Municipal Unitary Enterprise “OSP Housing and Public Utilities” in Lesosibirsk. With the help of the screen installed inside the furnace, a leakage section and a stagnant zone located under it are formed. The table shows a comparison of the performance of boiler No. 1, made by the proposed method, and a typical layered boiler No. 2.
Представленные данные показывают, что реконструированный котел №1 имеет лучшие, по сравнению с типовым котлом №2, показатели: высокий КПД, пониженные выбросы вредных веществ СО и NОх и минимальные избытки воздуха. Теплопроизводительность реконструированного котла практически в три раза выше, чем у типового слоевого котлаThe data presented show that the reconstructed boiler No. 1 has the best, compared with a standard boiler No. 2, indicators: high efficiency, reduced emissions of harmful substances CO and NO x and minimal excess air. The heat output of the reconstructed boiler is almost three times higher than that of a typical layered boiler
ЛитератураLiterature
1. Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1996.1. Baskakov A.P., Matsnev V.V., Raspopov I.V. Fluidized-bed boilers and furnaces. M .: Energoatomizdat, 1996.
2. Авторское свидетельство SU № 1453118, F 23 С 6/04, опубл. 23.01.89, бюл. №3.2. Copyright certificate SU No. 1453118, F 23
3. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974.3. Schlichting G. Theory of the boundary layer. M .: Nauka, 1974.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002109885A RU2217658C1 (en) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | Method of combustion in boiling bed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002109885A RU2217658C1 (en) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | Method of combustion in boiling bed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002109885A RU2002109885A (en) | 2003-11-20 |
| RU2217658C1 true RU2217658C1 (en) | 2003-11-27 |
Family
ID=32027671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002109885A RU2217658C1 (en) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | Method of combustion in boiling bed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2217658C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2377466C1 (en) * | 2008-09-17 | 2009-12-27 | Александр Михайлович Архипов | Furnace |
| RU2379587C1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-01-20 | Александр Вадимович Ивлев | Fluidised bed fuel combustion method and device |
| RU2379586C1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-01-20 | Александр Вадимович Ивлев | Fluidised bed fuel combustion method and device |
| RU2514575C1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-27 | Евгений Михайлович Пузырев | Boiler with circulating layer |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1359565A1 (en) * | 1985-10-25 | 1987-12-15 | Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова | Fluidized bed furnace |
| SU1453118A1 (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-23 | Белорусский Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности | Method of burning up fine-grain fuel in two-chamber furnace |
| US5178531A (en) * | 1989-02-17 | 1993-01-12 | Ebara Corporation | Fluidized bed combustion furnace |
| RU2126113C1 (en) * | 1996-07-31 | 1999-02-10 | Акционерное общество закрытого типа "Автоматизированные котлы малой мощности" | Solid fuel combustion unit |
| RU2126932C1 (en) * | 1996-07-30 | 1999-02-27 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Swirling-type furnace |
| RU2127399C1 (en) * | 1996-07-18 | 1999-03-10 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Method and cyclone precombustion chamber of boiler for burning pulverized fuel |
| RU2132512C1 (en) * | 1997-04-15 | 1999-06-27 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Vortex combustion chamber |
| WO2001096783A1 (en) * | 2000-06-16 | 2001-12-20 | Fortum Oyj | Method and arrangement for reducing nitrogen oxide emissions from fluidized bed combustion |
-
2002
- 2002-04-15 RU RU2002109885A patent/RU2217658C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1359565A1 (en) * | 1985-10-25 | 1987-12-15 | Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова | Fluidized bed furnace |
| SU1453118A1 (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-23 | Белорусский Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности | Method of burning up fine-grain fuel in two-chamber furnace |
| US5178531A (en) * | 1989-02-17 | 1993-01-12 | Ebara Corporation | Fluidized bed combustion furnace |
| RU2127399C1 (en) * | 1996-07-18 | 1999-03-10 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Method and cyclone precombustion chamber of boiler for burning pulverized fuel |
| RU2126932C1 (en) * | 1996-07-30 | 1999-02-27 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Swirling-type furnace |
| RU2126113C1 (en) * | 1996-07-31 | 1999-02-10 | Акционерное общество закрытого типа "Автоматизированные котлы малой мощности" | Solid fuel combustion unit |
| RU2132512C1 (en) * | 1997-04-15 | 1999-06-27 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" | Vortex combustion chamber |
| WO2001096783A1 (en) * | 2000-06-16 | 2001-12-20 | Fortum Oyj | Method and arrangement for reducing nitrogen oxide emissions from fluidized bed combustion |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2379587C1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-01-20 | Александр Вадимович Ивлев | Fluidised bed fuel combustion method and device |
| RU2379586C1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-01-20 | Александр Вадимович Ивлев | Fluidised bed fuel combustion method and device |
| RU2377466C1 (en) * | 2008-09-17 | 2009-12-27 | Александр Михайлович Архипов | Furnace |
| RU2514575C1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-27 | Евгений Михайлович Пузырев | Boiler with circulating layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106352343A (en) | Gasifying incinerator applicable to household garbage with high heat value | |
| SK40594A3 (en) | Process for combustion of solid | |
| RU2514575C1 (en) | Boiler with circulating layer | |
| RU2217658C1 (en) | Method of combustion in boiling bed | |
| RU2455561C1 (en) | Grate-fired swirling-type furnace for combustion of wood waste | |
| KR20060090250A (en) | Evaporative boilers for solid fuels, especially dense bundles, with optimized exhaust gas values | |
| CN202253668U (en) | Open type hearth circulating fluid bed waste incineration boiler | |
| CN2527866Y (en) | Composite circulating fluidized bed boiler | |
| CN100434798C (en) | Fly Ash Internal Circulation Fluidized Reburning Device Based on High Temperature Separation | |
| SU1755005A1 (en) | Method of crushed-coal grate firing | |
| RU2591070C2 (en) | Solid-fuel boiler with vortex furnace | |
| RU182137U1 (en) | Fluidized bed solid fuel boiler | |
| RU2377466C1 (en) | Furnace | |
| CN1763426A (en) | Double swirl-flow combustion apparatus for industrial boiler and kiln | |
| RU2162566C1 (en) | Solid fuel combustion plant | |
| RU2573078C2 (en) | Swirling-type chamber furnace | |
| RU2716961C2 (en) | Air heating unit | |
| RU2648314C2 (en) | Boiler with chamber furnace | |
| RU2127399C1 (en) | Method and cyclone precombustion chamber of boiler for burning pulverized fuel | |
| CN110631027B (en) | Garbage incinerator fire grate furnace | |
| CN204345623U (en) | Biomass recirculating fluidized bed boiler heating system | |
| RU2675644C1 (en) | Boiler with circulating layer | |
| RU2032125C1 (en) | Primary furnace | |
| RU2122677C1 (en) | Water-tube boiler | |
| SU1758338A1 (en) | Steam-gas plant fluidized-bed furnace |