RU2303193C1 - Method of burning gas in vertical prismatic combustion chamber - Google Patents
Method of burning gas in vertical prismatic combustion chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303193C1 RU2303193C1 RU2006111952/06A RU2006111952A RU2303193C1 RU 2303193 C1 RU2303193 C1 RU 2303193C1 RU 2006111952/06 A RU2006111952/06 A RU 2006111952/06A RU 2006111952 A RU2006111952 A RU 2006111952A RU 2303193 C1 RU2303193 C1 RU 2303193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- combustion
- flows
- gas
- burners
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 102220579497 Macrophage scavenger receptor types I and II_F23C_mutation Human genes 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в топочной технике на котлах электростанций, отопительных и паросиловых установок, сжигающих газ при низком выходе в атмосферу оксидов азота.The invention relates to energy and can be used in combustion technology on boilers of power plants, heating and steam power plants that burn gas at a low exit to the atmosphere of nitrogen oxides.
Известен способ сжигания топлива в вертикальной призматической четырехгранной камере сгорания топки (имеющей несколько однотипных камер сгорания) путем организации воспламенения и последующего экзотермического окисления в смеси с первичной и вторичной порциями воздуха, вводимыми общими потоками через установленные на стенах горелки и отвода продуктов сгорания через окно в верхней части камеры сгорания (см. авторское свидетельство СССР №1150433, МПК F23C 6/02 от 06.04.83, опубл. Б.И. №14, 1985). Недостаток способа - высокий уровень выхода оксидов азота в атмосферу с образующимися продуктами сгорания.A known method of burning fuel in a vertical prismatic tetrahedral combustion chamber of a furnace (having several similar combustion chambers) by organizing ignition and subsequent exothermic oxidation in a mixture with primary and secondary portions of air introduced by common flows through the burner walls installed on the walls and removal of combustion products through a window in the upper parts of the combustion chamber (see USSR author's certificate No. 1150433, IPC F23C 6/02 of April 6, 83, publ. B.I. No. 14, 1985). The disadvantage of this method is the high level of release of nitrogen oxides into the atmosphere with the resulting combustion products.
Известен способ сжигания топлива в вертикальной призматической четырехгранной камере сгорания путем организации воспламенения и последующего экзотермического окисления в смеси с первичной и вторичной порциями воздуха, вводимыми общими потоками через установленные на одной из стен, по крайней мере, в один горизонтальный ряд в количестве одной пары в ряду горелки, отвода продуктов сгорания через окно в верхней части камеры сгорания (см. авторское свидетельство СССР №877225, МПК F23С 6/02 от 30.08.79, опубл. Б.И. №40, 1981 г.). Способ имеет тот же недостаток - высокий выход оксидов азота в атмосферу с образующимися продуктами сгорания.There is a method of burning fuel in a vertical prismatic tetrahedral combustion chamber by organizing ignition and subsequent exothermic oxidation in a mixture with primary and secondary portions of air introduced by common streams through at least one horizontal row in the amount of one pair in a row, installed on one of the walls burners, exhaust of combustion products through a window in the upper part of the combustion chamber (see USSR author's certificate No. 877225, IPC F23C 6/02 of 08/30/79, publ. BI No. 40, 1981). The method has the same drawback - a high yield of nitrogen oxides in the atmosphere with the resulting combustion products.
Известен способ сжигания топлива в вертикальной призматической четырехгранной камере сгорания путем организации воспламенения и последующего экзотермического окисления в смеси с первичной и вторичной порциями воздуха, вводимыми общими плоскими вертикально-щелевыми потоками через установленные на одной из стен, по крайней мере, в один горизонтальный ряд в количестве одной пары в ряду вертикально-щелевые горелки, отвода образующихся газообразных продуктов через окно в верхней части камеры сгорания, причем из горелочных потоков со вторичной порцией воздуха и смеси топлива с первичной порцией воздуха формируют систему плоских параллельных реагирующих струй (см. книгу Д.М.Хзмалян, Я.А.Коган. Теория горения и топочные устройства. М.: Энергия, 1976, глава 7.9, стр.115; глава 18.2, стр.387). Недостаток способа - высокий выход оксидов азота в продуктах сгорания, выводимых из камеры в атмосферу.A known method of burning fuel in a vertical prismatic tetrahedral combustion chamber by organizing ignition and subsequent exothermic oxidation in a mixture with primary and secondary portions of air introduced by common flat vertical slotted streams through at least one horizontal row in the amount of one pair in a row of vertical slit burners, the discharge of the resulting gaseous products through a window in the upper part of the combustion chamber, and from the burner flows from the second a system of flat parallel reactive jets (see the book by D.M. Khzmalyan, Ya.A. Kogan. Combustion Theory and Furnace Devices. M: Energy, 1976, chapter 7.9, p. 115; chap. 18.2, p. 387). The disadvantage of this method is the high yield of nitrogen oxides in the combustion products discharged from the chamber into the atmosphere.
Известен способ ступенчатого сжигания твердого и газообразного топлива в вертикальной призматической четырехгранной камере сгорания путем организации воспламенения и последующего экзотермического окисления угольной пыли в смеси с первичной порцией воздуха, вводимой общими потоками через установленные на одной из стен, по крайней мере, в один ряд в количестве одной пары в ряду горелки, доокисления образующихся продуктов неполного сгорания кислородом вторичной и третичной порций воздуха, вводимыми плоскими щелевыми потоками через щелевые сопла вдоль стен, примыкающих к стене с горелками, и вдоль плоскости симметрии камеры сгорания, отвода газообразующих продуктов через выходное окно в верхней части камеры сгорания, причем потоки со вторичными порциями подают спутно потокам газовоздушной смеси, а потоки с третичными порциями - встречно с противоположной стены и перпендикулярно отводимому потоку продуктов сгорания (см. патент РФ №2076998, МПК F23C 1/12 от 07.03.95; опубл. Б.И. №10 от 1997 г.). Способ позволяет снизить выход оксидов азота в продуктах сгорания при сжигании смеси твердого и газообразного топлива. Недостаток способа - повышенный расход воздуха, что влечет повышение потерь тепла с уходящими газами и снижение экономичности, дает прирост концентрации оксидов азота за счет окисления азота избыточного воздуха.A known method of staged combustion of solid and gaseous fuels in a vertical prismatic tetrahedral combustion chamber by organizing ignition and subsequent exothermic oxidation of coal dust in a mixture with a primary portion of air introduced by common streams through at least one row in the amount of one vapors in the burner row, additional oxidation of the products of incomplete combustion of the oxygen of the secondary and tertiary portions of air introduced by flat slotted flows through left nozzles along the walls adjacent to the wall with the burners, and along the plane of symmetry of the combustion chamber, the removal of gas-forming products through the outlet window in the upper part of the combustion chamber, with streams with secondary portions serving in a stream to the gas-air mixture, and streams with tertiary portions counter to the opposite walls and perpendicular to the exhaust flow of combustion products (see RF patent No. 2076998, IPC
Наиболее близким является способ комбинированного сжигания природного газа, угольной пыли и газообразных продуктов термохимической переработки угля путем организации воспламенения и последующего экзотермического окисления в смеси с первичной порцией воздуха, вводимой общими потоками через установленные на одной из стен, по крайней мере, в один горизонтальный ряд, в количестве одной пары в ряду, горелки, доокисления образующихся продуктов неполного сгорания кислородом вторичной и третичной порций воздуха, вводимых плоскими щелевыми потоками через щелевые сопла вдоль стен, примыкающих к стене с горелками, вдоль плоскости симметрии камеры сгорания, вдоль стены с горелками и вдоль противоположной ей стены, отвода образующихся газообразных продуктов через выходное окно в верхней части камеры сгорания, причем потоки со вторичной порцией воздуха подают спутно потокам топливовоздушной смеси, а смесь газа с первичной порцией воздуха вводят общими плоскими вертикально-щелевыми потоками через плоские вертикально-щелевые отсеки горелок (см. патент РФ №2143084, МПК F23C 1/12 от 16.02.99, опубл. Б.И. №35, 1999). Способ реализует ступенчатый принцип горения топлива путем его поэтапного окисления первичной, вторичной и третичной порциями воздуха, он экономичен. Дает минимальный выход оксидов азота при сжигании газа с угольной пылью и газообразными продуктами газификации. Однако при сжигании одного газа повышен расход воздуха, а это влечет снижение экономичности из-за необходимости нагрева избыточной воздушной массы в камере и повышения потерь тепла с уходящими газами, дает прирост концентрации оксидов азота из-за необходимости окисления азота избыточного воздуха.The closest is a method of combined combustion of natural gas, coal dust and gaseous products of thermochemical processing of coal by organizing ignition and subsequent exothermic oxidation in a mixture with a primary portion of air introduced by common streams through at least one horizontal row installed on one of the walls, in the amount of one pair in a row, burners, additional oxidation of the resulting products of incomplete oxygen combustion of the secondary and tertiary portions of air introduced by flat slot flows through slotted nozzles along the walls adjacent to the wall with the burners, along the plane of symmetry of the combustion chamber, along the wall with the burners and along the wall opposite it, removing the resulting gaseous products through the outlet window in the upper part of the combustion chamber, and flows with a secondary portion of air are fed in air-fuel mixture flows, and a gas mixture with a primary portion of air is injected by common flat vertical slotted streams through flat vertical slotted burner compartments (see RF patent No. 2143084, IPC F23C 1/12 dated 02.16.99, publ. B.I. No. 35, 1999). The method implements the stepwise principle of fuel combustion through its phased oxidation of primary, secondary and tertiary portions of air, it is economical. It gives a minimal yield of nitrogen oxides when burning gas with coal dust and gaseous gasification products. However, when burning one gas, air consumption is increased, and this leads to a decrease in efficiency due to the need to heat the excess air mass in the chamber and increase heat loss with flue gases, gives an increase in the concentration of nitrogen oxides due to the need to oxidize the nitrogen of the excess air.
Задача настоящего изобретения - повышение эффективности сжигания газа со снижением потребления воздуха, тепловых потерь и концентрации оксидов азота в уходящих газах.The objective of the present invention is to increase the efficiency of gas combustion with reduced air consumption, heat loss and the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gases.
Для решения этой задачи при осуществлении способа ступенчатого сжигания газа в вертикальной призматической четырехгранной камере сгорания путем организации воспламенения и начального неполного экзотермического окисления первичной порцией воздуха, вводимой в смеси с газом общими плоскими вертикально-пылевыми потоками через установленные на одной из стен, по крайней мере, две и в один горизонтальный ряд вертикально-щелевые горелки, доокисления образующихся продуктов неполного сгорания кислородом, вводимых вдоль стен, примыкающих к стене с горелками, и вдоль плоскости симметрии камеры сгорания вторичной и третичной порциями воздуха, с подачей вторичных порций воздуха плоскими вертикально-щелевыми потоками спутно потокам газовоздушной смеси, а третичных - плоскими щелевыми потоками с противоположной стены встречно потокам газовоздушной смеси и перпендикулярно отводимому в направлении выходного окна в верхней части камеры сгорания потоку продуктов сгорания, согласно изобретению вдоль примыкающих стен подают только потоки со вторичными порциями воздуха, а вдоль плоскости симметрии камеры сгорания направляют потоки газовоздушной смеси и третичной порции воздуха, причем последние вводят горизонтально-щелевыми струями с равномерным расходом в горизонтальных рядах и отдельных потоках.To solve this problem, when implementing the method of stepwise gas combustion in a vertical prismatic tetrahedral combustion chamber by organizing ignition and initial incomplete exothermic oxidation with a primary portion of air introduced into the mixture with gas by common flat vertical dust flows through at least one of the walls installed on one of the walls two and in one horizontal row vertically slit burners, additional oxidation of the products of incomplete combustion with oxygen introduced along the walls adjacent to with torches, and along the plane of symmetry of the combustion chamber with secondary and tertiary portions of air, with the supply of secondary portions of air in flat vertically slit streams in a stream to the air-gas mixture flows, and tertiary - in plane slit streams from the opposite wall, counter to the gas-air flows and perpendicular to the outlet the windows in the upper part of the combustion chamber, according to the invention, only flows with secondary portions of air are supplied along adjacent walls along adjacent walls, and along oskosti symmetry of the combustion chamber gas mixture is directed streams of air and tertiary portions, the latter being injected horizontally slotted jets with a uniform flow in horizontal rows and individual streams.
Организацией системы плоских реагирующих струй с подачей вторичных порций воздуха вдоль примыкающих стен, а газо-воздушной смеси вдоль плоскости симметрии камеры сгорания с последующей равномерной раздачей небольших третичных порций воздуха в отводимый поток продуктов неполного сгорания достигается процесс непрерывного растянутого во времени и пространстве камеры реагирования топливного и окислительного компонент, что минимизирует потребление (общий расход) воздуха, уменьшает выход окисленного азота в атмосферу и снижает потери тепла с уходящими газами. Изменение или устранение какой-либо операции по предлагаемому способу сжигания влечет резкое скачкообразное увеличение потребления воздуха и количественного выхода оксидов азота в продуктах сгорания. Нагрев в камере избыточной массы воздуха влечет и увеличение дополнительных тепловых потерь с отводимыми продуктами сгорания.By organizing a system of flat reactive jets with the supply of secondary portions of air along adjacent walls, and a gas-air mixture along the plane of symmetry of the combustion chamber with subsequent uniform distribution of small tertiary portions of air into the exhaust stream of products of incomplete combustion, a continuous process of fuel and oxidizing component, which minimizes the consumption (total consumption) of air, reduces the release of oxidized nitrogen into the atmosphere and reduces the loss of t ashes with flue gases. Changing or eliminating any operation of the proposed method of combustion entails a sharp spasmodic increase in air consumption and the quantitative yield of nitrogen oxides in the combustion products. Heating in the chamber of excess air entails an increase in additional heat loss with exhaust products of combustion.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа - вариант выполнения вертикальной призматической четырехгранной камеры сгорания для сжигания газа с одной горизонтально размещенной парой горелок, парой вертикально-щелевых сопл для ввода вторичной порции воздуха и парой горизонтально-щелевых сопл для ввода третичной порции воздуха, продольный разрез; на фиг.2 - вид в плане на фиг.1 с пояснениями способа ввода потоков реагентов в камеру сгорания; на фиг.3 - схема горелки и сопла для ввода вторичной порции воздуха, увеличенный вид А на фиг.1; на фиг.4 - схема сопла для ввода третичной порции воздуха, увеличенный вид Б на фиг.1; на фиг.5 - схема топки с группой однотипных устройств для осуществления предлагаемого способа - несколькими одинаковыми экранированными вертикально призматическими четырехгранными камерами сгорания для сжигания газа, объединенными двухсветными экранами в общее топочное устройство котла для выработки пара, продольный разрез одной из камер; на фиг.6 - разрез по В-В на фиг.5 с компоновкой камер сгорания, горелок и сопл, вид в плане; на фиг.7 - вид Г на фиг.5 на выходное окно топки с подключенными газоходами камер сгорания; на фиг.8 - схема топочного устройства с несколькими одинаковыми симметрично скомпонованными камерами сгорания для сжигания газа, подключенными к общему выходному окну топки; на фиг.9 - вид Д на фиг.8 на стену с горелками и соплами для ввода вторичных порций воздуха; на фиг.10 - вид Е на фиг.8 на стену с соплами для ввода третичных порций воздуха; на фиг.11 - схема топочного устройства с трехъярусным (в три горизонтальных ряда) размещением горелок и сопл; на фиг.12 - вид Ж на фиг.11 на горелку и сопло вторичного воздуха; на фиг.13 - вид в плане на горелку и сопло вторичного воздуха, разрез З-З на фиг.12; на фиг.14 - увеличенный вид газовыпускного сопла на фиг.13.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a device for implementing the proposed method is an embodiment of a vertical prismatic tetrahedral combustion chamber for gas combustion with one horizontally placed pair of burners, a pair of vertical-slotted nozzles for introducing a secondary portion of air and a pair of horizontal-slotted nozzles for introducing a tertiary portion of air, longitudinal section; figure 2 is a view in plan of figure 1 with explanations of the method of introducing flows of reagents into the combustion chamber; figure 3 - diagram of the burner and nozzle for introducing a secondary portion of air, an enlarged view of A in figure 1; figure 4 is a diagram of a nozzle for introducing a tertiary portion of air, an enlarged view of B in figure 1; figure 5 is a diagram of the furnace with a group of similar devices for implementing the proposed method - several identical shielded vertically prismatic tetrahedral combustion chambers for gas combustion, combined by two-color screens in a common furnace device of the boiler for generating steam, a longitudinal section of one of the chambers; Fig.6 is a section along BB in Fig.5 with the layout of the combustion chambers, burners and nozzles, a plan view; in Fig.7 is a view of G in Fig.5 on the output window of the furnace with connected gas ducts of the combustion chambers; on Fig - diagram of a furnace device with several identical symmetrically arranged combustion chambers for gas combustion, connected to a common output window of the furnace; in Fig.9 is a view D in Fig.8 on the wall with burners and nozzles for introducing secondary portions of air; figure 10 is a view of E in Fig.8 on the wall with nozzles for entering tertiary portions of air; figure 11 is a diagram of a furnace device with a three-tier (in three horizontal rows) placement of burners and nozzles; in Fig.12 - view W in Fig.11 on the burner and nozzle of the secondary air; in Fig.13 is a plan view of the burner and nozzle of the secondary air, section ZZ in Fig.12; in Fig.14 is an enlarged view of the gas outlet nozzle in Fig.13.
Устройство для осуществления предлагаемого способа ступенчатого сжигания газа представлено на фиг.1, 2, 3, 4. Оно содержит камеру сгорания 1 с вертикальными стенами 2, 3, 4, 5, подом 6, выходным окном 7, плоскостью симметрии 8, относительно которой распределяют потоки из горелок и сопл; на стене 2 симметрично плоскости 8 установлены горелки 9 с каналами 10 для подачи первичной порции воздуха и газораспределительными насадками 11, перфорированными отверстиями 12 для выпуска газа; также симметрично плоскости 8, но со смещением к примыкающим стенам 4, 5 установлены сопла 13 для подачи вторичной порции воздуха; напротив горелок на противоположной стене 3 установлены сопла 14 для ввода третичной порции воздуха. Горелки 9 и сопла 13, 14 выполнены плоскими, причем горелки 9 и сопла 13 имеют вертикально-щелевую форму, а сопла 14 - горизонтально-щелевую. Форма горелок 9 и сопл 13, 14 генерирует профили истекающих из них потоков. Выходное окно 7 камеры 1 подключено к системе нагрева воды (на фиг.1, 2, 3, 4 не показана).A device for implementing the proposed method of staged gas combustion is shown in FIGS. 1, 2, 3, 4. It contains a
При реализации способа в устройстве на фиг.1, 2, 3, 4 происходит воспламенение и начальное окисление газа кислородом первичной порции воздуха после их ввода в смеси через горелки 9. Горение первичной смеси сопровождается выделением тепла. Первичный экзотермический процесс, протекающий при недостатке кислорода, поддерживается вторичным процессом турбулентного перемешивания продуктов неполного сгорания с кислородом из потоков со вторичными порциями воздуха, подаваемыми спутно потокам газовоздушной смеси из сопл 13, а также из потоков с третичными порциями воздуха, подаваемыми встречно потокам газовоздушной смеси и перпендикулярно отводимому через выходное окно 7 потоку продуктов неполного сгорания из сопл 14, установленных на стене 3. Отводимые через окно 7 продукты сгорания направляют в систему нагрева воды (теплообменник, который на фиг.1, 2, 3, 4 не показан) и далее в атмосферу через дымовую трубу (также не показана). При истечении потоков из горелок 9 и сопл 13 в камеру 1 формируется система спутных параллельных реагирующих струй без контакта топливного реагента с поверхностью стен 4, 5; для минимизации последствий контакта вывода продуктов неполного сгорания со стеной 3 соплами 14 создается горизонтально-щелевая воздушная завеса, кислород которой участвует одновременно и в процессе доокисления топливного реагента. Подачей потоков вторичных порций воздуха из сопл 13 вдоль примыкающих стен 4, 5, а вдоль плоскости симметрии 8 камеры сгорания 1 потоков газовоздушной смеси из горелок 9 и третичной порции воздуха из горизонтально-щелевых сопл 14, причем последних горизонтально-щелевыми струями с равномерным расходом в горизонтальном ряду и отдельных потоках навстречу потокам газовоздушной смеси из горелок 9, предотвращают сажеобразование на стенах и повышают эффективность интегрального процесса выгорания топлива; растягивая при этом в пространстве и во времени экзотермический процесс реагирования топлива с кислородом, обеспечивают дозированное потребления последнего с минимальным расходом общего воздуха, вводимого в камеру 1. При минимальном же расходе воздуха потребляется минимальное количество тепла на нагрев воздушных масс, вводимых через горелки 9 и сопла 13, 14, окисляется минимальное количество азота, находящегося в воздухе. Любое переструктурирование потоков с изменением направления и формы приводит к резкому изменению характера экзотермического процесса, активизации сажеобразования, увеличению потребления воздуха и, как следствие, увеличению концентрации оксидов азота и потерь тепла на нагрев избыточной массы воздуха. Конкретное соотношение расходов воздуха в горелках 9 (g1) и в соплах 13, 14 (g2, g3) определяется при наладке. Для неэкранированной камеры 1 на фиг.1, 2, 3, 4 параметры g1, g2, g3 могут находиться в широком интервале значений.When implementing the method in the device of FIGS. 1, 2, 3, 4, ignition and initial oxidation of gas by oxygen of a primary portion of air occurs after they are introduced into the mixture through
Представленное на фиг.5, 6, 7 топочное устройство также реализует предлагаемый способ ступенчатого сжигания газа; оно содержит параллельно установленные и подключенные к общему выходному окну 7 камеры сгорания 1, экранированные трубами 15 системы нагрева и испарения воды (условно сплошные линии вдоль стен); внутри топочного объема установлены двухсветные экраны 16, выполняющие помимо технологической функции поверхности нагрева функцию разделительных примыкающих стен 4, 5 (по аналогии с устройством на фиг.1, 2, 3, 4). Все обозначения позиций с 1 по 14 соответствуют обозначениям на фиг.1, 2, 3, 4. Конструктивное отличие собственно камер сгорания 1 - наличие двух горизонтальных рядов ярусов горелок 9 и сопл 13 для ввода вторичных порций воздуха, а также трех горизонтальных рядов сопл 14 для ввода третичных порций воздуха, размещенных с равномерным шагом по высоте стен 2 и 3.Presented in FIGS. 5, 6, 7, a furnace device also implements the proposed method of stepwise gas combustion; it contains parallel mounted and connected to a
При реализации предлагаемого способа в устройстве на фиг.5, 6, 7 осуществляются те же операции и механизм взаимодействия потоков, что и в камере 1 на фиг.1, 2, 3, 4. Особенность способа - растянутость зоны реагирования по высоте камеры 1 при двухъярусном вводе реагентов из горелок 9 и сопл 13, вызывающая необходимость организации также растянутой по высоте воздушной завесы из горизонтально-щелевых потоков третичных порций воздуха, что достигается их равномерным перераспределением вдоль отводимого потока продуктов сгорания. Долевое соотношение расходов воздуха в горелках 9 (g1) и в соплах 13, 14 (g2, g3) находится при наладке.When implementing the proposed method in the device of FIGS. 5, 6, 7, the same operations and the mechanism of interaction of flows are performed as in
В топочном устройстве на фиг.8, 9, 10 также реализуется предлагаемый способ ступенчатого сжигания газа; конструктивной особенностью этой топки является симметричное (зеркальное) размещение камер сгорания 1, подключенных к общему выходному окну 7 посредством соединительного газохода 17 с потолочными скатами 18; окно 7 подключено к теплообменному аппарату 19. На фиг.8, 9, 10 введены те же обозначения, что и на фиг.1, 2, 3, 4.In the furnace device of FIGS. 8, 9, 10, the proposed method for staged gas combustion is also implemented; the design feature of this firebox is the symmetrical (mirror) arrangement of the
При реализации предлагаемого способа в устройстве на фиг.8, 9, 10 осуществляются те же операции, что и при реализации способа в устройствах на фиг.1, 2, 3, 4 и на фиг.5, 6, 7.When implementing the proposed method in the device of FIGS. 8, 9, 10, the same operations are carried out as when implementing the method in the devices of FIGS. 1, 2, 3, 4 and 5, 6, 7.
В топочном устройстве на фиг.11, 12, 13, 14 также реализуется предлагаемый способ; особенностью этого устройства является трехъярусное (в три горизонтальных ряда) размещение горелок 9 и сопл 13, 14 на стенах 2, 3 камеры 1, а также раздельная разнесенная по ширине стены 2 установка горелок 9 и сопл 13; кроме того, конструкция газовыпускных сопл 12 имеет свое решение (фиг.12, 13, 14). Здесь введены те же обозначения, что и на фиг.1, 2, 3, 4.In the furnace device of FIGS. 11, 12, 13, 14, the proposed method is also implemented; a feature of this device is a three-tier (in three horizontal rows) placement of
При реализации предлагаемого способа в устройстве на фиг.11, 12, 13, 14 осуществляются те же операции, что и при реализации способа в устройстве на фиг.1, 2, 3, 4.When implementing the proposed method in the device of FIGS. 11, 12, 13, 14, the same operations are performed as when implementing the method in the device of FIGS. 1, 2, 3, 4.
Практическое применение способа связано с его использованием на котле ПК-33 Южно-Уральской ГРЭС, оборудованном топкой, горелкой и соплами на фиг.5, 6, 7. При переводе котла ПК-33 на предлагаемый способ (по которому ранее работал котел) в сравнении со способом по патенту РФ №2076998, МПК F23C 1/12 снижается потребление воздуха до 10%, концентрация оксидов азота в уходящих газах уменьшается на 30%, уменьшаются потребление электроэнергии тяго-дутьевых установок и потери с уходящими газами. Принятое для эксплуатации котла ПК-33 долевое соотношение расходов воздуха в горелках 9 g1=0,6-0,8; в соплах 13 g2=0,1-0,3; в соплах 14 g3=0,1-0,2. Абсолютные значения скорости и расходов газа и воздуха зависят от нагрузки котла, оптимальность их соотношений - вне объема настоящего изобретения.The practical application of the method is associated with its use on the PK-33 boiler of the South Ural State District Power Plant, equipped with a furnace, burner and nozzles in FIGS. 5, 6, 7. When transferring the PK-33 boiler to the proposed method (according to which the boiler previously worked) in comparison with the method according to the patent of the Russian Federation No. 2076998, IPC
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006111952/06A RU2303193C1 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Method of burning gas in vertical prismatic combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006111952/06A RU2303193C1 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Method of burning gas in vertical prismatic combustion chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2303193C1 true RU2303193C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38431166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006111952/06A RU2303193C1 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Method of burning gas in vertical prismatic combustion chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303193C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473010C1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Furnace |
| CN112879899A (en) * | 2021-02-20 | 2021-06-01 | 西安热工研究院有限公司 | Primary air opposite flushing device for preventing slag bonding and corrosion of water-cooled wall of rear wall of boiler |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4472132A (en) * | 1981-05-20 | 1984-09-18 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Pulse combustor |
| RU2076998C1 (en) * | 1995-03-07 | 1997-04-10 | Челябинская ТЭЦ-2 | Method of operation of vertical tetrahedral furnace for simultaneous burning of gaseous and powdered fuels |
| RU2143084C1 (en) * | 1999-02-16 | 1999-12-20 | Южно-Уральский государственный университет | Method for combined-cycle combustion of natural gas, pulverized coal, and gas products of thermochemical treatment of coal |
| WO2001018370A1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Kassner, Lydia | Mode of operation of an internal combustion engine |
| RU2215237C1 (en) * | 2002-11-25 | 2003-10-27 | Южно-Уральский государственный университет | Operating process of vertical tetrahedral prismatic furnace for joint combustion of gaseous and pulverized fuel |
| RU2267055C1 (en) * | 2005-01-31 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Method for common burning of natural gas and dust of carbon- containing material in vertical prismatic tetrahedral fire box of boiler |
-
2006
- 2006-04-10 RU RU2006111952/06A patent/RU2303193C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4472132A (en) * | 1981-05-20 | 1984-09-18 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Pulse combustor |
| RU2076998C1 (en) * | 1995-03-07 | 1997-04-10 | Челябинская ТЭЦ-2 | Method of operation of vertical tetrahedral furnace for simultaneous burning of gaseous and powdered fuels |
| RU2143084C1 (en) * | 1999-02-16 | 1999-12-20 | Южно-Уральский государственный университет | Method for combined-cycle combustion of natural gas, pulverized coal, and gas products of thermochemical treatment of coal |
| WO2001018370A1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Kassner, Lydia | Mode of operation of an internal combustion engine |
| RU2215237C1 (en) * | 2002-11-25 | 2003-10-27 | Южно-Уральский государственный университет | Operating process of vertical tetrahedral prismatic furnace for joint combustion of gaseous and pulverized fuel |
| RU2267055C1 (en) * | 2005-01-31 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Method for common burning of natural gas and dust of carbon- containing material in vertical prismatic tetrahedral fire box of boiler |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473010C1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Furnace |
| CN112879899A (en) * | 2021-02-20 | 2021-06-01 | 西安热工研究院有限公司 | Primary air opposite flushing device for preventing slag bonding and corrosion of water-cooled wall of rear wall of boiler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11156356B2 (en) | Fuel combustion system with a perforated reaction holder | |
| US10808927B2 (en) | Pre-mixed fuel burner with perforated flame holder | |
| JP4309380B2 (en) | Multistage combustion system with ignition assisted fuel lance | |
| US6398547B1 (en) | Oxy-fuel combustion firing configurations and methods | |
| EP3152490A1 (en) | Non-symmetrical low nox burner apparatus and method | |
| US4060378A (en) | Method of firing and furnace therefor | |
| US4060376A (en) | Method of firing and furnace therefor | |
| RU2303193C1 (en) | Method of burning gas in vertical prismatic combustion chamber | |
| RU2208201C2 (en) | Ceramic gas burner and heat regenerator provided with this burner | |
| KR20080053908A (en) | Reduction method of combustion furnace and NOx and control method of NOx emission | |
| US5934892A (en) | Process and apparatus for emissions reduction using partial oxidation of combustible material | |
| RU2306483C1 (en) | Method of burning liquid or gas fuel and air heater | |
| JP2005274126A5 (en) | ||
| ES2792044T3 (en) | A combustion method applied to melting materials such as glass in a longitudinal flame furnace | |
| RU2306484C1 (en) | Method of operation of multifunctional burner | |
| RU2284434C2 (en) | Method of and device for combustion of fuel | |
| WO2011010160A1 (en) | Combustion apparatus | |
| SU981753A1 (en) | Vertical prismatic furnace | |
| SU1617257A1 (en) | Method of heat decontamination of waste gases | |
| RU2293917C1 (en) | Injecting gas burner and boiler with injecting gas burners | |
| JP2024001759A (en) | combustion burner | |
| RU2594840C1 (en) | Vertical prismatic furnace | |
| SU1751594A1 (en) | Furnace | |
| UA136625U (en) | COMBINED TWO-SHAFT GAS BURNER | |
| SU1241019A1 (en) | Method of boiler unit burner operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080411 |