Placeringen af ​​brænderne på forbrændingskammerets vægge. Direkte-flow-brænder med lavt udbytte af nitrogenoxider (ekstraudstyr) og brændstofforbrændingsmetode

Anvendelse: i energisektoren, især i ovne i kedelenheder, der brænder forstøvet fast, flydende og gasformigt brændstof. Essensen af ​​opfindelsen: en direktestrømsbrænder indeholder lodrette spaltedyser 1 af brændstof-luftblandingen og eksterne og indre dyser 2 og 3 af sekundær luft placeret på den ene side af dem, hvoraf den sidste er installeret parallelt med dysen 1 af brændstof-luftblandingen. De indvendige og udvendige dyser 2 og 3 ved udgangen fra brænderen er installeret divergerende i det vandrette plan i en vinkel lig med mindst 30 o, mellem disse dyser 2 og 3 er der en væg 4 med en bredde ikke mindre end den samlede bredden af ​​dysen 1 af brændstof-luftblandingen og den indvendige dyse 2 af sekundærluften. 2 sek. og 1 z. s. f-ly, 6 ill.

Opfindelsen angår energi og kan hovedsageligt anvendes i tangentielle ovne til kedelenheder, der forbrænder forstøvet fast, flydende og gasformigt brændsel. Der kendes brændere med direkte strømning af pulveriseret kul, som indeholder to parallelle spaltekanaler, der er rettet tangentielt til den konventionelle central cirkel, hvoraf den ene, sædvanligvis placeret i brændkammeret på siden af ​​brænderkernen, tjener til at forsyne brændstof-luftblandingen, og den anden, der er placeret på siden af ​​den nærliggende sidevæg af brændkammeret, tjener til at tilføre sekundær luft. Ulempen ved dette design er højt niveau koncentration af O 2 i den indledende del af brænderen, hvilket fører til dannelsen af ​​øgede koncentrationer af nitrogenoxider (NO x). Der kendes en brænder med direkte strømning af pulveriseret kul indeholdende et støvtilførselsrør samt en luftkasse opdelt i primære og sekundære luftkanaler ved en langsgående skillevæg forsynet i bagenden med en tungeport, hvori der tilføres pulveriseret brændsel i høj koncentration gennem et støvtilførselsrør placeret i den primære luftkanal. Ulempen ved en sådan brænder er det høje niveau af NOx, da al luften tilføres den zone, hvor flygtige stoffer undslipper og antænder brændstoffet. Der kendes også en kulhjørnebrænder bestående af parvis anbragte dyser af den primære brændstof-luftblanding og sekundære luftdyser rettet tangentielt til den centrale cirkel, og de sekundære luftdyser i forhold til brænderens rotationsretning i ovn, er installeret bag luftblandingsdyserne. Særpræg en sådan brænder er placeringen af ​​brændstof-luftblandingsdyserne og sekundære luftdyser i projektion på et vandret plan på en sådan måde, at deres længdeakser konvergerer i brændkammeret i en spids vinkel på højst 45 o. Ulempen ved en sådan brænder er den hurtige blanding af sekundær luft med brændstof-luftblandingen, som et resultat af hvilken allerede i de sektioner af brænderstrålen, der er tættest på brændermundingen, hvor hoveddelen af ​​de nitrogenholdige flygtige stoffer endnu ikke har nået at skille sig fra kullet, bliver iltkoncentrationen (O2) høj, hvilket medfører dannelse af høje koncentrationer af nitrogenoxider. I øjeblikket har talrige indenlandske og udenlandske undersøgelser bevist, at under forbrænding af pulveriseret kul dannes hoveddelen af ​​NO x i området for frigivelse og forbrænding af flygtige stoffer. For at reducere NOx er det derfor nødvendigt at skabe en zone med iltmangel i den indledende del af brænderstrålen, flere kalibre lang, ved at forsinke blandingen af ​​sekundær luft i brændstof-luftstrålen. Samtidig øges stabiliteten af ​​brændstoftænding også, da den senere tilsætning af sekundær luft fremmer hurtigere opvarmning af brændstof-luftblandingen i den indledende sektion og accelererer frigivelsen og forbrændingen af ​​flygtige stoffer. Formålet med opfindelsen er at reducere dannelsen af ​​nitrogenoxider og øge antændelsesstabiliteten af ​​brændstof-luftblandingen. For at nå dette mål indeholder den foreslåede direktestrømsbrænder en lodret spaltedyse af brændstof-luftblandingen og eksterne og interne sekundære luftdyser placeret på den ene side af den, hvoraf sidstnævnte er installeret parallelt med brændstoffets dyse. luftblanding. De indvendige og udvendige dyser ved brænderens udgang er installeret i et vandret plan, divergerende i en vinkel på mindst 30 grader. Mellem disse dyser er der en skillevæg med en bredde, der ikke er mindre end den samlede bredde af brændstof-luftblandingsdysen og den indvendige sekundære luftdyse. Ved afbrænding af flydende, gasformigt brændstof eller kulstøv, der overvejende forsynes med en høj koncentration (30,80 kg brændstof/kg luft), indeholder den foreslåede brænder lodrette slidsede dyser af brændstof-luftblandingen med en brændstofdispenseranordning for enden og udvendig og indvendige sekundære luftdyser installeret ved udgangen fra brænderen, divergerende i det vandrette plan i en vinkel på mindst 30 o. Mellem de sekundære luftdyser er der en skillevæg med en bredde, der ikke er mindre end den samlede bredde af den sekundære luftdyser, mens brændstof-luftblandingsdyserne er installeret på de indvendige sekundære luftdyser. Det foreslåede design af sekundære luftdyser med divergerende længdeakser og en ikke-strømmende spalte (væg) mellem dem gør det muligt, som vist ved bænk (model) undersøgelser udført på Sibtekhenergo, at forsinke blandingen af ​​den eksterne stråle af sekundær luft til hovedbrænderstråle i området med 5-6 brænderkaliber. Her tages den samlede bredde af de parallelle dyser af brændstof-luftblandingen og intern sekundærluft som kaliber. Ved mindre (sammenlignet med de foreslåede) divergensvinkler af de sekundære luftdysers længdeakser og størrelsen af ​​væggen mellem dem, strømmer strålerne af brændstof-luftblanding og sekundær luft fra brænderen under påvirkning af vakuumet skabt af dyserne, tæt mellem dem nær brænderens mund. Som følge heraf viser effekten af ​​at reducere iltkoncentrationer og derfor nitrogenoxider at være ubetydelig. Tilstedeværelsen af ​​et ikke-strømsgab (væg) mellem de sekundære luftdyser fremmer suget ind i inter-jet-rummet (bund og top) af højtemperaturrøggasser, hvilket intensiverer opvarmningen og tændingen af ​​brændstof-luftstrålen. Derudover reducerer tilstrømningen af ​​disse gasser iltkoncentrationen på antændelsesstedet, og dette er igen med til at reducere dannelsen af ​​NOx. Med en mindre vægbredde end den foreslåede når de sugede gasser ikke højden af ​​midten af ​​brænderen, og effekten af ​​opvarmning og stabilisering af tændingen er ubetydelig. Forholdet mellem udløbssektionerne af de indvendige og udvendige sekundære luftdyser er taget fra den tilstand, hvorunder den samlede luftstrøm i brændstof-luftblandingen og sekundærluft, der passerer gennem den indvendige dyse, ville give et overskud af luft ved brænderens udløb. (g) i området 0,6-0,8. Ved g< 0,6 резко возрастают химический и механический недожог и образуются токсичные составляющие СО, канцерогены и др. При г >0,8, bliver effekten af ​​at reducere dannelsen af ​​NO x på grund af den trinvise tilførsel af oxidationsmidlet (luft) væsentligt mindre. Det foreslåede interval på r 0,6-0,8 er taget fra forbrændingsbetingelserne for forskellige brændstoffer med forskellige indhold af flygtige stoffer og nitrogen. For at optimere NOx-tilstande for et specifikt brændstof er der installeret kontrolventiler i de sekundære luftkanaler, hvilket gør det muligt at omfordele luften mellem de interne og eksterne dyser. I fig. fig. 1 viser et vandret snit langs brænderens akse; fig. 2 viser placeringen af ​​brænderne langs brændkammerets tværsnit; i fig. 3, installation af brændere langs brændkammerets højde (set fra brændkammeret); fig. 4 er et vandret snit langs brænderens akse med separate sekundære luftforsyninger; fig. 5 er et vandret snit langs brænderens akse til forsyningsordninger for kulstøv med høje koncentrationer eller til afbrænding af flydende og gasformige brændstoffer; Figur 6 er et billede langs pil B i figur 5. Brænderen indeholder en dyse 1 til tilførsel af en brændstof-luftblanding, en intern dyse 2 og en ekstern dyse 3 til tilførsel af sekundær luft. Dyser 1 og 2 er placeret parallelt med hinanden, og dyse 3 er i en divergerende vinkel lig med 30° eller mere. I brænderens udløbssektion er dyserne 2 og 3 adskilt af en skillevæg 4, hvis bredde C ikke er mindre end den samlede bredde B af dyserne 1 og 2. Dimensionerne og forholdet mellem strømningssektionerne i dyserne 2 og 2. 3 er valgt fra den tilstand, hvor overskydende luft ved udløbet af dyserne 1 og 2 ville være 0,6-0,8. For at omfordele sekundærluft mellem dyser 2 og 3 er der installeret en reguleringsventil 5 i den fælles kanal. Det er muligt at designe brænderen (se fig. 4) med separate sekundære lufttilførsler til de indvendige 2 og eksterne 3 dyser med installationen. af individuelle styreventiler 5 i hver kanal efter lufttilførselsbokse 6. B forbrændingskammer 7 er brænderen installeret på en sådan måde, at dysernes 1 og 2 længdeakser er rettet tangent til den betingede cirkel 8 i midten af ​​brændkammeret. I dette tilfælde er dysen 1 placeret på siden af ​​strømmen af ​​indgående røggasser 9 fra den roterende brænder, som har drejningsretningen vist med pilen 10. Langs brændkammerets højde kan brænderne installeres i en eller flere etager (se fig. 3). I tilfælde af brug af ordninger til transport af kulstøv med en høj koncentration (PVC), for eksempel gennem en støvrørledning med en diameter på 70-100 mm eller ved afbrænding af gas og flydende brændstof, kan den foreslåede brænder laves uden dyse 1 (se fig. 5, 6). I dette tilfælde, for at tilføre støv eller brændselsolie og gas, er der installeret en rørledning 14 i dysen 2, for enden af ​​hvilken (ved udgangen fra brænderen) er der en brændstofdispenseringsanordning 15. En skillestabilisator tjener som sådan en anordning til kulstøv, en dyse til flydende brændsel og en dyse til gasfordelingsdyse. Den foreslåede brænder fungerer som følger. Brændstof-luft (kul) blandingen forberedt til forbrænding føres ind i ovnen gennem dyse 1 med en konstant hastighed ved udgangen fra brænderen (14-20 m/s). Sekundærluft tilføres brænderen gennem et fælles eller to separate rør 6, hvorefter det meste af luften passerer gennem dyse 2, og resten ledes ud i brændkammeret gennem dyse 3. Omfordelingen af ​​sekundær luftstrøm mellem dyser 2 og 3 udføres ved hjælp af styreventiler 5 Hastigheden af ​​sekundær luftstrøm ind i ovnen er 30-50 m/s. I tilfælde af transport af kulstøv gennem en rørledning med høj koncentration eller ved afbrænding af brændselsolie eller gas, kan brændstof tilføres gennem dyse 2 og sprøjtes ved hjælp af en brændstofdispenseringsanordning 15. Når brændstof-luftblandingen 11 kommer ind i ovnen fra ovnen. side af den indgående strøm af den brændende fakkel, bliver brændstoffet hurtigt opvarmet og dets tænding. Hurtig opvarmning af brændstof-luftstrålen i den foreslåede brænder sker på grund af blandingen af ​​varme røggasser, der strømmer ind fra begge uden for(strøm 9), og gennem mellemstrømsrummet i zone 12 (se fig. 2). Når pulveriseret brændsel opvarmes, frigives flygtige stoffer fra det i form af gasformige komponenter, som også omfatter nitrogenholdige forbindelser. I begyndelsen af ​​forbrændingsprocessen nedbrydes nitrogenholdige forbindelser med dannelse af aktivt nitrogen, som efterfølgende deltager i reaktionerne ved dannelse og nedbrydning af NOx. N + O 2 NO + O,

N + NO N2 + O

Det endelige udbytte af brændstof-nitrogenoxider bestemmes af den dynamiske ligevægt mellem dannelse og nedbrydning af NO. I betragtning af at hastighedskonstanterne for reaktioner og dannelse (K 1) og nedbrydning (K 2) afhænger af temperaturen, kan det overvejes, og dette er bevist ved mange eksperimenter, at temperaturen har en væsentlig mindre effekt på det endelige udbytte af brændstof NOx end iltkoncentration. Da der i det foreslåede brænderdesign sker antændelse og forbrænding af brændstof i den indledende sektion af faklen med mangel på ilt, sænkes dannelsen af ​​nitrogenoxider i et sådant system. Efterfølgende, når hovedparten af ​​de flygtige stoffer er frigivet og brændt med ufuldstændig oxidation i nogen afstand (afsnit 1-1 i en afstand af 5-6 kalibre fra brænderen), blandes luft med brænderstrålen med stråle 13, der strømmer fra den ydre dyse 3, som bidrager til efterbrænding af flygtige stoffer og økonomisk forbrænding koks Ud over hovedeffekten gør tilførsel af en del af luften gennem dysen 3 fra siden af ​​den nærliggende ovnvæg det muligt at skabe et oxiderende gasmiljø nær skærmene og reducere intensiteten af ​​slaggedannelse og højtemperaturkorrosion. I øjeblikket har Barnaul- og Podolsk-kedelanlæggene sammen med Sibtekhenergo udviklet projekter til rekonstruktion af kedler P-57, E-500, PK-10 og andre, hvor den foreslåede brænder for at reducere NO x-emissioner er bruges som brænder.

FORMEL FOR OPFINDELSEN

1. Direkte flow brænder med et lavt udbytte af nitrogenoxider, hovedsageligt til tangentielle ovne til damp- og varmtvandskedler, indeholdende lodret slidsede dyser af luft-brændstofblandingen og eksterne og interne sekundære luftdyser placeret på den ene side af dem, hvoraf den sidste er installeret parallelt til luft-brændstofblandingens dyse, kendetegnet ved, at de indvendige og udvendige dyser ved udgangen fra brænderen er installeret divergerende i det vandrette plan i en vinkel på mindst 30 o, mellem disse dyser er der en væg med en bredde ikke mindre end den samlede bredde af luft-brændstofblandingsdysen og den indvendige sekundære luftdyse. 2. En metode til forbrænding af brændstof ved separat tilførsel af en strøm af støv-luftblanding, eksterne og interne strømme af sekundær luft til forbrændingszonen, kendetegnet ved, at den samlede luftstrømshastighed i støv-luftblandingen og intern luft er en værdi der sikrer en overskydende luftkoefficient i begyndelsen af ​​forbrændingszonen i området 0,6 - 0,8. 3. En direktestrømsbrænder med et lavt udbytte af nitrogenoxider, hovedsagelig til tangentielle ovne i damp- og varmtvandskedler, indeholdende lodret opslidsede dyser af brændstof-luftblandingen med en brændstofdispenseringsanordning for enden, ekstern og intern sekundærluft dyser, kendetegnet ved, at interne og eksterne sekundære luftdyser er ved udløbet fra brænderen, er installeret divergerende i det vandrette plan i en vinkel på mindst 30 o, mellem disse dyser er der en skillevæg med en bredde ikke mindre end den samlede bredde af luft-brændstofblandingsdysen og den indvendige sekundære luftdyse, mens luft-brændstofblandingsdyserne er installeret i de indvendige sekundære luftdyser.

Forbindelsesenheden mellem brænderne og ovnen kan udføres på to designmåder:

1. Stiv forbindelse til skærme ved hjælp af adapterbokse.

2. Installation af en speciel tætning mellem brænderne og brændkammeret.

I den første mulighed, når skærmene termisk forlænges, bevæger brænderne sig sammen med

dem. Brændernes bevægelse kompenseres ved hjælp af termiske ekspansionskompensatorer installeret langs brændstof- og luftforsyningsledningerne. For pulveriserede kulkedler er en løsning mulig i støvforberedelsesordninger med industrielle bunkers, når støvrørledningerne har en betydelig længde. I dette tilfælde er det nødvendigt at træffe særlige foranstaltninger for at forhindre overførsel af cantilever-belastningen fra brænderne til skærmene.

Til kedler ophængt struktur med møllerne placeret tæt på (ordninger med direkte indsprøjtning), er støvrørene korte. En stiv forbindelse af brænderne til brændkammeret er ikke egnet her. I dette tilfælde er brænderne installeret på en stationær ramme, og tætningen tillader brændkammerskærmene at bevæge sig i forhold til de stationære brændere, samtidig med at tilslutningsenhedens tæthed (ingen luftsugning ind i brændkammeret) sikres.

I fig. 1.5 præsenterer nogle designmuligheder for kedler med en stiv forbindelse af brændere med skærme og installation af tætninger.

2. Brænderlayout og ovnes termiske egenskaber.

2.1 Aerodynamik af pulveriserede kulovne.

Placeringen af ​​brændere i brændkammeret kaldes deres layout. Afhængigt af den rumlige orientering i forhold til hinanden, kan brænderne placeres i et af følgende mønstre: frontal, kontra, tangential eller modforskydning. Antal brænderlag , V almindelig sag svarer til 1-4. Hver af layoutskemaerne har sit eget aerodynamiske mønster af strømmen af ​​forbrændingsprodukter i forbrændingsvolumenet. Det korrekte valg af brænderlayout, under hensyntagen til brændstoffets egenskaber og metoden til slaggefjernelse, bestemmer i høj grad kedlens effektivitet og pålidelighed, dens manøvredygtighed og miljømæssige ydeevne.

a) Frontlayout af brændere

I denne ordning er brænderne placeret på en, normalt den forreste, væg af kedelovnen i en eller flere etager (fig. 2.1 a). Dette brænderarrangement giver lavt

længde af støvrørledninger, reducerede omkostninger til pneumatisk støvtransport. Spændene mellem tilstødende kedler er ikke blokeret af mølleudstyr og

støvkanaler. Der er ingen begrænsninger på afstanden mellem strålings- og konvektionsaksler. Denne ordning er især vellykket for individuelle systemer støvpræparering med direkte indsprøjtning og tørring af brændstof med varmluft.

På grund af den lange bane når forbrændingsprodukterne i den tilstrækkeligt afkølet ind til åbningen af ​​foringerne. Tilstedeværelsen af ​​sugekopper i den nederste del af brændkammeret kan kun

gøre situationen værre.

b) Ryg-til-ryg-brænderarrangement

Ønsket om at eliminere den dynamiske effekt af strømmen på skærmen førte til fremkomsten af ​​et modarrangement, hvor brænderne er placeret mod hinanden på modsatte vægge af ovnen i en eller flere etager.

Ovnens aerodynamik med et modarrangement (fig. 2.1 b) afhænger i høj grad af brændernes design.

Til direkte flow brændere godt fyld forbrændingskammer opnås kun med strengt den samme indledende mængde bevægelse af strømmene, der strømmer fra brænderne.

Overskridelse af den samlede impuls af et af jetkomplekserne med kun 3-5% fører til

Til forstyrrelse af stabiliteten og symmetrien af ​​strømningsmønsteret med dannelsen af ​​henholdsvis opadgående og nedadgående strømme ved ovnens vægge, hvis brændere har lavere og højere impulser
. Ustabilitet er ekstremt vanskelig at eliminere under driftsforhold, da dette kræver fin styring af strømningshastighederne af sekundær og primær luft til individuelle brændere.

Reduktion af hastigheden opnås ved at øge brændernes dækning. Konsekvensen af ​​dette er en krænkelse af symmetrien af ​​strømningsmønsteret i det vandrette plan en ret kraftig strøm af gasser kan opstå, orienteret mod ovnvæggen i analogi med frontlayoutet.

I disse brændere, på grund af den reducerede rækkevidde og større spredningsområde af pulsfluxen
- det aerodynamiske billede er mere stabilt og mindre følsomt over for de indledende ujævnheder i strømningshastigheder for individuelle brændere.

Det skal bemærkes, at for at opnå det mest ensartede temperaturfelt på tværs af bredden ved udgangen fra ovnen, er det nødvendigt at stræbe efter at sikre, at antallet af brændere i lag er et multiplum af 4. Ellers toppe og fald med en temperaturforskel på op til 120° er mulige.

c) Tangentielt brænderarrangement

Et karakteristisk træk ved det tangentielle arrangement af brændere er orienteringen af ​​sidstnævntes akser, der tangerer en betinget cirkel med en diameter d på , placeret i midten af ​​brændkammeret (halvt brændkammer).

Direkte-flow brændere er placeret i en eller flere etager i hjørnerne af brændkammeret

(halvovn) eller langs hele dens omkreds. I sidstnævnte tilfælde kan antallet af brændere i et lag være 6 eller 8 (figur 2.2)

Et karakteristisk strømningsmønster i en tangentiel ovn er vist i fig. 2.3 i form af felter af aksiale og tangentielle hastighedskomponenter. På grund af centrifugalmomentet sker rotation af flowet. En stigning i antallet af brænder etager fører til bedre påfyldning ildkasser Dette forklares af det faktum, at når antallet af brænderlag stiger, bevæger den hvirvlende strøm fra hvert efterfølgende lag, regnet fra bunden, sig rundt om det foregående, hvilket øger hvirvelens radius.

Den relative højde af brænderne påvirker aerodynamikken. Ved store værdier af h/b eller ∑h/b "klæber" flowet sig til væggen, uanset værdien d på. Med h/b=8 og
forskydning af placeringen af ​​den maksimale U τ til en cirkel med en radius tæt på
, blev observeret i området cd y = 0,08-0,32. Dette fænomen forklares ved tabet af strømningsstabilitet på grund af et fald i den aerodynamiske stivhed af strålen under påvirkning af det indledende tryk ∆Р, dannet som følge af afvigelsen af ​​jetbanerne.

Analyse af forskellige aerodynamiske skemaer viser, at gode resultater kan opnås i skemaer med brændere placeret rundt om brændkammeret. Årsagen er den lavere følsomhed af aerodynamikken over for nedlukning af ikke kun en individuel brænder, men også en blok af brændere i højden. I andre ordninger er stabilisering af det aerodynamiske strømningsmønster sværere at opnå. Således i ordninger med direkte indsprøjtning kl
> 2 og antallet af brændere i

vortex lig med 4, skal antallet af møller være et multiplum af antallet af brændere og antallet af etager. I dette tilfælde er det tilrådeligt at levere brændstof til niveauet fra en mølle. Samme skema bør følges i støvklargøringssystemer med en støvbeholder, når støv føres ind i ovnen med et brugt tørremiddel.

Tangentialarrangementet anvendes i kombination med direktestrømsbrændere af typen

GPO og GPChv. Til kedler D<320 т/ч допускается использование горелок ГПЦпф.

d) Ryg-til-ryg-brænderarrangement

Foranstaltninger til at reducere rækkevidden af ​​brændere med direkte flow og samtidig minimere flowets dynamiske påvirkning på skærmene afspejles i

r forbrændingskamre med modstråler (VSS) udviklet af MPEI Brænderne monteres på

modsatte vægge af brændkammeret med en forskydning i forhold til hinanden med mængden

halvt trin mellem brændere. Antallet af brændertrin er 1-2 Afhængigt af trinet mellem brænderne er det i princippet muligt at have tre tilstande i brændkammeret: frontal, overgangs- og penetrerende. Strømningsmønsteret i en ovn med VSS bestemmes af værdien af ​​parameteren
. Når W<0,05 наблюдается фронтальный, при 0,050,078-gennemtrængende tilstande.

Analyse af strømningsmønsteret viser, at overgangsregimet er det mest acceptable for ovne med TCS. For det første bruges volumen af ​​den kolde tragt aktivt i dette tilfælde, og for det andet elimineres faklens angreb på væggene. For slaggebrændstoffer anbefales det at tage W=0,085-0,98, for ikke-slaggebrændstoffer - 0,06-0,86. Værdien W=0,06-0,085 bør også tages ved afbrænding af lavkvalitetsbrændstoffer; dette vil øge den termiske belastning af den aktive forbrændingszone.

Arrangementet af brænderne i et mod-offset mønster tillader.

Reducer rækkevidden af ​​brænderen med direkte flow, op til fuldstændig eliminering af brænderens påvirkning på ovnvæggen;

Øg systemets ufølsomhed over for ujævn fordeling af reagenser over

brændere;

Intensivere masseoverførsel mellem jetfly;

Sikre stabilisering af forbrændingsprocessen på grund af den stabile tilførsel af forbrændingsprodukter til brænderens rod;

Få en god fyldning af forbrændingskammeret med stigende strømninger.

Dette arrangement bruges i kombination med direkte strømningsspaltebrændere med en perifer brændstofforsyning og en central sekundær luftforsyning. I dette tilfælde skal brænderens design opfylde betingelsen h/b>1,5-2. Perifer brændstofforsyning gør det muligt at have en øget koncentration af støv i de ydre lag af brænderen, direkte i kontakt med røggasserne. Samtidig garanterer den centrale tilførsel af sekundærluft opretholdelsen af ​​en øget effektiv iltkoncentration i den aktive forbrændingszone, hvilket bidrager til en bedre brændstofforbrænding.

Specifikt for aerodynamikken af ​​brandkasser med VSS er kanteffekten forbundet med afbøjningen af ​​strålerne fra de ydre brændere mod vægge, der er fri for deres placering. Tilstedeværelsen af ​​en dynamisk indvirkning af faklen på skærmen kan føre til slaggedannelse. For at bekæmpe dette fænomen er der en række foranstaltninger: at øge væggen S 1, installere de ydre brændere ved halvdelen af ​​den termiske effekt, levere affald (hvis nogen) enten gennem de ydre brændere eller gennem dyser på ovnens sidevægge.

Indtil for nylig blev alle de ovenfor beskrevne brænderarrangementer kun brugt i støvforberedelsesordninger med kugletromlemøller (BDM), hvilket gjorde det muligt at bruge brændere og støvrørledninger med betydelig modstand. Anderledes forholdt det sig i ovne med hammermøller udstyret med skakt (tyngdekraft) separatorer, hvor åbne vinduer (embrasures) blev brugt til at

frigivelse af aerosoldøv fra minen. Ved lave aerosol-støvfrigivelseshastigheder (ca. 4-6 m/sek.) sekundær luft blev tilført gennem dyser placeret under og over embrasuret med hastigheder i størrelsesordenen 20-40 m/sek. Ubetydelige luftstøvhastigheder i selve minen (1,5-2,5 m/sek.) og ved udgangen til brændkammeret gav de lav systemmodstand, som blev overvundet på grund af det lave tryk udviklet af hammermøllen og vakuumet i brændkammeret. Som følge heraf blev der opretholdt et lille vakuum i akslen, og dermed i møllen, tilstrækkeligt til at forhindre, at støv blev slået ud gennem råkulsføderen og på de steder, hvor mølleakslen passerer gennem huset. Denne ordning er meget enkel og bruges i laveffektkedler ved afbrænding af brunkul og formaling af tørv og bruges nu med nogle forbedringer i

r luftfordeling og i udformningen af ​​embrasuret (installation af skillevægge,

guide skillevægge). Den træge produktion af aerosoldøv med primærluft (hvis andelen i skaktmøller er ca. 40 % for stenkul og 50-70 % for formaling af tørv) sikrer dog ikke en god fyldning af ovnen. Derfor, selv med kul med et højt flygtigt udbytte, giver sådanne brandkasser øget ufuldstændig forbrænding.

For kraftige kedler, når de opererer på brunkul, er ildkasser med åbne skydere ineffektive, da med et stort tværsnit af embrasuret (op til 4,50 m 2 ) flowet viser sig at være for langtrækkende selv ved lave udgangshastigheder, og sekundærluften kunne ikke blandes godt med den primære. Som følge heraf opstod der kraftig slaggdannelse af skærmene og betydelig ufuldstændig forbrænding, især ved afbrænding af kul. En velkendt forbedring blev opnået ved at bruge TsKTI udstødningsbremse. I disse anordninger indføres sekundær luft gennem specielle kanaler, der skiftevis er rettet op og ned direkte i embrasuret, hvilket forbedrer dets blanding med aerosolestøv. Sekundær luft, der udstøder aerosolstøv, øges kraftigt

brænderens åbningsvinkel, som i konventionelle forskydninger ikke overstiger 40°. Alt dette forbedrer antændelse af støv og fyldning af brændkammeret med en fakkel og reducerer ufuldstændig forbrænding.

Brænderens justerbarhed, selv med udstødningsskævninger, forblev utilstrækkelig, hvilket gjorde det vanskeligt at bekæmpe slaggedannelse. For at beskytte bagvæggen blev der derfor brugt dyser til at tilføre sekundær luft med udgangshastigheder på 35-45 m/sek. På trods af denne og andre forbedringer var sådanne brandkasser imidlertid betydeligt ringere

kammerbrændere med de ovenfor beskrevne kulbrændere.

Ovne med embrasures, hammermøller og mineudskillere, de såkaldte "mine-mill furnaces", kunne ud over utilstrækkelig effektivitet og pålidelighed ikke give den nødvendige store stigning i enhedseffekt (fra 230 til 640 t/t par og derover). Højeffekt mineudskillere blev voluminøse og "eksplosive", og deres sædvanlige direkte forbindelse til forbrændingskammeret blev umulig. En radikal forbedring af driften af ​​brændkamre med hammermøller skete som et resultat af at udstyre støvbehandlingskredsløb (direkte indsprøjtning) med mere avancerede støvudskillere (centrifugal - for stenkul; inerti - for brunkul), brugen af ​​brændere med pulveriseret kul, tilslutning af møllesystemer og brandkasser ved hjælp af støvkanaler og i det hele taget takket være at overføre støvbehandlingskredsløbet til arbejde under tryk. For højt tryk før slibeenheden (100-200 kg/m 2 ) bruges til at overvinde yderligere modstand efter hammermøllen. Sådanne pulveriserede forberedelsesordninger bruges i vid udstrækning til hårde og brune kul i kedler med medium og høj effekt.

Den nødvendige forbrændingsintensitet og fuldstændige forbrænding af pulveriseret brændsel i ovnvolumenet opnås ved korrekt organisering af tilførsel og efterfølgende blanding af brændstof (luftstøv) med sekundær luft, som leveres af brænderanordninger, i det følgende kaldet brændere. Der er ingen brændstoftænding i brænderne. Deres opgave er at forberede to uafhængige strømme - støv-luftblanding og sekundær luft - til antændelse af brændstoffet og aktiv forbrænding i ovnen. For at gøre dette er det nødvendigt at sikre sugning af røggasser ind i en frisk strøm af aerosol for at varme den op og rettidig blanding af det antændte brændstof med resten af ​​sekundærluften. Til dette formål indføres strømme af varm luft og aerosoldøv i forbrændingsvolumenet med forskellige hastigheder og med forskellige grader af vridning.

Der er to hovedtyper af brændere:. vortex og direkte flow. Gennem hvirvelbrændere tilføres støv-luftblandingen og sekundærluften i form af hvirvlende stråler, der danner en kegleformet divergerende brænder i forbrændingsvolumenet (se fig. 4.10). Sådanne brændere er lavet runde i tværsnit. Direkte-flow brændere leverer oftest parallelle stråler af aerosol og sekundær luft ind i ovnen. Blandingen af ​​strålerne bestemmes hovedsageligt af den relative position af brænderne på ovnens vægge og skabelsen af ​​den nødvendige aerodynamik af strålerne i ovnens volumen. Disse brændere kan være runde eller rektangulære.

Vortex brændere. Vortexbrændere er af følgende typer: to-scroll med hvirvling af aerosol og sekundær luft i cochlear-apparatet (fig. 7.4,a); direkte-flow-cochlear, hvor aerosol tilføres gennem en direkte-flow-kanal og fordeles til siderne af en skillevæg, og den sekundære luft hvirvler i cochlear-apparatet (fig. 7.4,6); snegleblad med sneglelignende hvirvel af aeroduststrømmen og aksial knivlignende hvirvel af sekundær luft (fig. 7.4, c); blade, hvor hvirvlingen af ​​sekundær luft og aerosolstrømme sikres af aksiale og tangentielle blade.

Brændere af denne type har en kapacitet fra - 1 til 3,8 kg standardbrændstof/s, hvilket bestemmer os

Termisk effekt fra 25 til 100 MW. De mest almindelige er to-scroll og scroll-blade brændere, hvoraf sidstnævnte har høj termisk effekt (75-100 MW). Hovedindikatoren for de aerodynamiske egenskaber for en brænder med et vridningsapparat er vridningsparameteren n (se § 4.4). Dens værdier for industrielle brændere er i området 1,5-5, store værdier (p-Z-g-5) relaterer sig til hvirvlingen af ​​den sekundære luftstrøm.

Med en stigning i graden af ​​strømningsdrejning øges åbningsvinklen for strålen, og dens grænser udvides, størrelsen af ​​gasrecirkulationszonen til brænderens mund øges, hvilket sikrer hurtigere opvarmning og antændelse af brændstoffet. Brændere med en øget værdi af parameter n anvendes ved afbrænding af lavreaktionssvært antændelige brændstoffer (med et relativt lavt udbytte af flygtige stoffer). Bladhvirvelanordningen kan gøres roterende, hvilket giver mulighed for optimal justering af brænderens aerodynamik.

Af de anvendte hvirvelkonstruktioner har den aksiale enhed med profilerede blade den mindste modstand ved samme vridningsgrad, så den er meget udbredt på nye kraftige brændere til hvirvlende sekundær luft og aerosolstøvstrøm. Brændere med en divider (svarende til fig. 7.4,6) har ikke høj turbulens og en stor åbningsvinkel af aerosolstrømmen og bruges i nogle tilfælde til brændstof med et højt udbytte af flygtige stoffer, dog driften af ​​divideren under forhold med intens stråling er termisk stråling fra flammekernen ikke pålidelig.

Fuldstændigheden af ​​brændstofforbrænding er stærkt påvirket af forholdet mellem de aksiale hastigheder af de primære og sekundære luftstrømme i brænderen. Hastigheden af ​​primærstrømmen (luftstøv) er normalt W= = 16-s-25 m/s. Højere hastigheder er typiske for kraftige brændere. Den optimale sekundære lufthastighed er a)2=(1,3h-1,4)w.

Vortex-brændere er universelle og anvendelige til ethvert fast brændstof, men de er mest udbredte, når der brændes brændstoffer med et lavt flygtigt udbytte. Brændere med øget termisk effekt er udført med to justerbare koaksiale kanaler til sekundærluft (se fig. 7.4, c), som sikrer, at de nødvendige lufthastigheder opretholdes ved drift med reducerede belastninger. Ved en belastning på mindre end 70 % af den nominelle belastning er den perifere luftkanal blokeret, og derved opretholdes høje hastigheder.

Ris. 7.4. Typer af hvirvelpulveriserede kulbrændere. A - to-scroll brænder; b - direkte-flow volute brænder ORGRES; c - sneglebladsbrænder TsKTI - TKZ; 1-snegl af støv-luft-blanding; /" - indløbsrør for støv-luftblandingen; 2 - sekundær luftspiral; 2? - sekundær luftindgangsboks; 3 - ringformet kanal til udgang af støv-luftblandingen i ovnen; 4 - det samme for sekundær luft 5 - hovedbrændselsoliedyse; 6 - skillevæg ved udløbet af støv-luftblandingen; 7 - lukkeblade til sekundær luft; 8 - tertiær luftforsyning gennem den aksiale kanal; 9 - kontrol af skillevæggens position; 10 - aksial luftstrømskontrol; // - brændkammerforing; ab er antændelsesgrænsen for støv-luftblandingen; c - opsugning af røggasser til brænderens rod.

Direkte flow brændere. På grund af flowets lavere turbulens skaber direktestrømsbrændere langtrækkende stråler med en lille ekspansionsvinkel og med langsom blanding af primær- og sekundærstrømningen. Derfor opnås en vellykket forbrænding af brændstof ved samspillet mellem stråler fra forskellige brændere i forbrændingskammerets volumen. De kan monteres stationært eller udføres som roterende, hvilket gør det lettere at indstille forbrændingstilstanden (fig. 7.5,o). Rektangulære brændere, især aflange brændere, er kendetegnet ved høj udstødning af det omgivende gasformige medium fra strålens sider. Derfor har sådanne brændere med ekstern tilførsel af aerosoldøv (fig. 7.5,6) fordele med hensyn til antændelsesforhold i forhold til brændere med intern støvtilførsel. Direkte-flow-brændere har som regel en relativt lav effekt, så i kraftige dampkedler er de samlet i blokke (fig. 7.6). Direkte-flow brændere bruges hovedsageligt til afbrænding af meget reaktive brændstoffer: brunkul, tørv, skifer og stenkul med et højt flygtigt udbytte. Hastigheden af ​​støv-luftblandingen ved udgangen af ​​brænderne kl
De giver: dYi=20-b28 m/s, og sekundærluftens optimale hastighed er w2-(1,5-^-1,7) W!.

A ~ med en roterende dyse ved udløbet af aerodust (ZiO-design); b - med en central varmluftkanal (VTI-design); 1 - tilførsel af støv-luftblanding; 2 - den samme varme luft; 3 - output af støv-luftblanding; 4 - varmluftudtag; 5 - opsugning af røggasser. Ris. 7.6. En blok med tre brændere med direkte flow til pulveriseret kul. 1 - tilførsel af støv-luftblanding til brænderen; 2 - tilførsel af sekundær luft til brænderen; 3 - rør til installation af en brændselsolietændingsdyse med en gas elektrisk tænder - 4 - ved - - gate luftrør. "

Kombinationsbrændere. I mange tilfælde er der på et kraftværk behov for skiftevis eller samtidigt at afbrænde forskellige typer brændstof, hvortil brænderne kombineres for at sikre en økonomisk forbrænding af hver type brændsel. I fig. 7.7 illustrerer brænderen på en kraftig dampkedel på

Ris. 7.7. Brænderdiagram til afbrænding af tre typer brændstof.

Betegnelserne er de samme som på RKS. 7,4; desuden: 13 - ringboks af naturgas; 14 - rør til indføring af naturgas i brænderen, placeret omkring den primære luftkanal 3; 15 -■ frigivelse af naturgas i ovnen; 16 - gas elektrisk - trozapaliiik.

Tre typer brændstof: fast (hoved), fyringsolie og naturgas. Denne brænder er kendetegnet ved en øget diameter af den centrale kanal, hvor hovedbrændselsoliedysen med et register til at vride den aksiale luftstrøm er placeret. Naturgas strømmer gennem distributionsrør i tynde stråler mellem hvirvlende aksiale og sekundære luftstrømme, hvilket sikrer dens gode opblanding og efterfølgende forbrænding.

Brænderens placering. Brænderne på forbrændingskammerstablerne er placeret på en sådan måde, at de sikrer den største fuldstændighed af brændstofforbrændingen i brænderkernen og skaber gunstige betingelser for fjernelse. slagger fra ovnen i en given fast eller flydende form og eliminerer muligheden for slaggedannelse af forbrændingskammerets vægge. Ved valg af type og beregning af den optimale placering af brændere tages der hensyn til funktionerne i deres driftsegenskaber. Således skaber hvirvelbrændere en kortere brænder i længden og en bredere åbningsvinkel sammenlignet med dem med direkte flow. Intensiv blanding af de primære og sekundære luftstrømme sker på grund af energien fra hvirvelbevægelsen, hvilket sikrer dyb udbrænding af brændstoffet i brænderens kerne (op til 90-95%).

Den definerende designparameter for hvirvelbrændere er diameteren af ​​embrasuret Z>a. Brænderne placeres i tilstrækkelig afstand fra hinanden (2,2-t-3)£>a og fra sidevæggene (1,6-g-2)£>a for at forhindre tidlig interaktion af fakler og fakkelangreb på væggene.

I fig. Figur 7.8 viser de mest typiske layouts af hvirvelpulverkulbrændere. Skemaer med frontal- og dobbeltfrontalbrændere (fig. 7.8, a, b) kan laves i enten en eller to etager i højden. Med et enkelt-ramme arrangement får bagvæggens skærm øget varmeabsorption (10-20% højere end gennemsnittet), og for at undgå slaggedannelse af væggen under fjernelse af fast slagge, skal ovndybden være mindst b = (6- b7) £>a. Et modsat to-front arrangement af brændere er typisk for kraftige dampkedler, når det nødvendige antal brændere ikke kan placeres på en frontvæg, selv i to etager.

Ved placering i modsatte retninger udlignes varme og spænding af ovnskærmene. Oftest brændkammer med

A - frontal; b- to-frontal (tæller); ind - tæller fra ovnens sidevægge.

Ved at bruge relæer i henhold til dette skema arbejder de med flydende slagger, da temperaturniveauet i bunden af ​​ovnen her stiger på grund af brænderens bevægelse efter påvirkningen, både op og ned. Korrekt samspil mellem modbrændere opnås med en forbrændingskammerbredde på fr=(5-s-6)Da. I kedler med relativt lav effekt placeres brændere modsat sidevæggene

Ris. 7.9. Layoutdiagrammer af brændere med direkte strømning af pulveriseret kul på væggene i forbrændingskammeret. a - modforskydet; b - kantet med blokkollision af jetfly (blokarrangement); a - vinkel med tangentiel retning af strålerne (tangentialt arrangement).

I ét lag (fig. 7.8,c). Derefter bestemmes brændkammerets dybde kun af deres placering. Med denne ordning er der en øget temperatur af gasserne i den midterste del af ovnen langs dens bredde.

I fig. Figur 7.9 viser typiske layouts af direktestrømsbrændere. Brændere af denne type sikrer fuldstændig forbrænding af brændstof kun pga
bulisacin af fakler fra individuelle brændere, når de støder sammen i forbrændingskammerets volumen. Alle præsenterede ordninger har fundet bred anvendelse ved forbrænding af tørv, brunt og ungt kul.

Forbrændingen af ​​tørv og brunkul i henhold til mod-forskydningsjet-skemaet, udviklet og implementeret af MPEI, er yderst effektiv på grund af øget turbulisering af faklen i hovedforbrændingszonen. Dette opnås ved at skabe en stor hastighedsgradient mellem tilstødende stråler med modsatte bevægelsesretninger.

Ordningen med hjørnebrændere og tangentiel retning af brænderstråler til en konventionel cirkel i midten af ​​ovnen med en diameter på 1-2,5 m (fig. 7.9, e) har fundet bred anvendelse på mange typer dampkedler, herunder høj effekt dem (fig. 7.10). Dens fordele ligger i ensartetheden af ​​varmestrømme langs alle ovnens vægge og den lave sandsynlighed for slaggdannelse af væggene, da delvist afkølede gasser bevæger sig langs dem. Ved organisering af fjernelse af flydende slagge falder dråber af flydende slagge ud på forovnens vægge, og der opnås en stigning i andelen af ​​slaggeopsamling.

Ordningen med blokkollision af stråler fra tilstødende brændere (fig. 7.9.6) bruges ved afbrænding af kul. Dette opnår høj turbulisering af flammekernen. Ulempen ved denne ordning er muligheden for slaggedannelse af ovnens for- og bagvægge, når brænderen bevæger sig fra midten af ​​ovnen (zone med relativt højt tryk) i begge retninger til væggene.

Skemaer med et tangentielt layout kan implementeres i et brændkammer, hvis form er tæt på kvadratisk, dvs. forholdet mellem vægstørrelserne Dette bestemmes

Giver god aerodynamik af forbrændingsvolumenet. I forbrændingskamre med en mere udviklet frontbredde kan andre brænderplaceringsskemaer anvendes.

ERFARING AF JSC SIBENERGOMASH (BKZ) I DESIGN OG PRODUKTION AF KEDLER JSC Sibenergomash er en specialiseret førende virksomhed i Rusland inden for produktion af kraftudstyr, herunder dampkedler med dampkapacitet fra 50 til 820 t/t og varmtvandskedler med varmekapacitet fra 30 til 180 Gcal/t. Stor erfaring med design og fremstilling af kedler giver os mulighed for at skabe kedler til afbrænding af en bred vifte af fast brændsel, gas og fyringsolie. Virksomheden har højt kvalificerede specialister, unikt teknologisk og testudstyr og moderne computerteknologi. Udover at udvikle projekter for nye kedler, er Sibenergomash OJSC engageret i rekonstruktion og modernisering af tidligere fremstillede kedler for at forbedre tekniske, økonomiske og miljømæssige indikatorer og overføre kedler til at brænde nye (ikke-designede) brændstoffer. 2

EGENSKABER AF EKIBASTUZ BRÆNDSTOF STILLER SÆRLIGE KRAV TIL BRÆNDERENHEDER Ekibastuz-forekomsten er en af ​​de største forekomster af termisk kul, hvor stationer opererer i Kasakhstan, Ural-bjergene og det vestlige Sibirien. Hovedtræk ved dette brændstof er: højt askeindhold, lav luftfugtighed, høj askeslibeevne, fravær af slaggedannelse, når overskydende luft i forbrændingszonen er større end én forekomst af slaggedannelse, når overskydende luft i forbrændingszonen er mindre end én. Disse egenskaber af brændstoffet stiller visse krav til design af forbrændingsanordninger og har en betydelig indvirkning på organiseringen af ​​dets forbrænding. 5

JSC SIBENERGOMASH (BKZ) HAR LANGT ERFARING I DESIGNING AF KEDLER I DRIFT MED EKIBASTUZ COAL OJSC Sibenergomash (BKZ) har stor erfaring i at designe kedelenheder, der opererer på Ekibastuz-kul, så i øjeblikket er omkring 60 dampkraftværker i drift på Kazakh-kraftværkerne i Kazakhstan. og Rusland og vandvarmekedler, hvilket bekræfter deres pålidelige drift over en lang periode. I den indledende periode med udvikling af Ekibastuz-kulbassinet fremstillede Barnaul Boiler Plant kedelenheder af BKZ, BKZ, BKZ-modellerne med forskellige modifikationer til termiske kraftværker. Hovedopgaven med at designe kedelenheder på det tidspunkt var at sikre pålidelig og økonomisk drift. En af de mest fuldt ud tilfredsstillede alle kundekrav på det tidspunkt var BKZ-kedelenheden, hvis design blev udviklet af Barnaul Boiler Plant i firserne. Denne kedel blev fremstillet og leveret til forskellige termiske kraftværker. 6

BKZ KEDEL Layoutet af en sådan kedel er lavet i henhold til et T-formet lukket kredsløb. Brændkammeret er af en åben type, dens øvre del i et vandret snit langs akserne af rørene på modsatte skærme har dimensioner på 15420x3860 mm, og den nederste del - 15420x8980 mm. Kedlen er udstyret med individuelle støvbehandlingssystemer med direkte indsprøjtning. Formaling og tørring af kul udføres i hammermøller. Tørring sker med varm luft. Brændkammeret er udstyret med hvirvelstrømsbrændere med pulveriseret kul placeret på sidevæggene i ét lag (fig. 1). Kedler af denne model viste høj pålidelighed i drift, deres effektivitet var på niveauet 92,5%. Ifølge individuelle målinger udført under testene var koncentrationen af ​​nitrogenoxider (NOx) bag kedlen mg/Nm3 (ved α = 1,4). 7 Fig. 1 – Diagram over BKZ-kedlens forbrændingsenhed

BKZ KEDEL A Det forrige århundredes firser var præget af begyndelsen af ​​kampen for miljøet. Lovgivningsdokumenter indeholder nu krav om maksimalt tilladte udledninger af kvælstofoxider bag kedlen. For at reducere nitrogenoxidemissioner fremstillede Sibenergomash OJSC i 2003 en kedel af en ny modifikation BKZ A st. til Astana CHPP-2. 6. Brændkammerets layout, form og dimensioner samt støvforberedelsessystemet forblev lig BKZ-modellen Under hensyntagen til den eksisterende udvikling af Sibenergomash OJSC, for at organisere forbrændingsprocessen, er brændkammeret udstyret med direkte-. flow pulveriserede kulbrændere og bundblæsningsdyser (fig. 2). Pulveriserede kulbrændere er placeret tangentielt på brændkammerets sidevægge i to etager og har en rotation af deres akser, hvilket skaber to hvirvler i brændkammerplanen. Bundblæsningsdyser (BBL) er placeret i et mod-forskydet mønster på skråningerne af den kolde tragt. Kedlen blev sat i drift i 2007. Ved anvendelse af direktestrømsbrændere og bundblæsningsdyser uden at udføre driftstilpasningsarbejde, var det muligt at reducere NOx-emissionerne ved mærkebelastning til mg/nm 3, samtidig med at man sikrede en pålidelig og økonomisk drift af kedlen. 8

BKZ KEDEL A På grund af det faktum, at de deklarerede indikatorer for nitrogenoxidemissioner ikke blev opnået, rekonstruerede Sibenergomash OJSC forbrændings- og brænderenheden. Et yderligere tertiært blæsedysesystem blev installeret. De tertiære blæsedyser er placeret over hovedbrænderne i et tangentielt mønster. Snoningsretningen falder sammen med hovedbrændernes drejningsretning (fig. 2) 9 Fig. 2 – Diagram over forbrændingsenheden i BKZ A-kedlen.

BKZ A KEDEL I 2011 udførte UralVTI specialister, sammen med specialister fra Sibenergomash OJSC, efter afslutningen af ​​installationen af ​​det tertiære blæsedysesystem et sæt drifts- og justeringstest, hvis formål var at vurdere kedlens effektivitet rekonstruktion (den kombinerede indflydelse af det nedre og tertiære blæstdysesystem på niveauet for koncentrationen af ​​nitrogenoxider i røggasser). Baseret på resultaterne af regimejusteringen kan følgende konklusioner drages: Det optimale forhold mellem luftstrømningshastigheder og de nedre og tertiære blæstdyser er 3:1 ved den nominelle belastning. Med en stigning i luftstrømningshastigheden for den tertiære sprængning falder NOx-koncentrationen, og jo større andelen af ​​bundsprængningen er, jo større er effekten af ​​at øge andelen af ​​den tertiære sprængning, men indflydelsen fra den tertiære sprængning er mærkbart svagere sammenlignet med påvirkningen fra bundsprængningen. Vedligeholdelse af parametrene angivet i regimekortet udstedt efter ydelsesjusteringsarbejde sikrer pålidelig drift af kedlen med nominelle dampparametre ved belastning (420 t/h), kedlens effektivitet er 91,0%, mens emissioner af nitrogenoxider NOx i røggasserne, reduceret til α=1,4, overskrid ikke den garanterede værdi på 550 mg/nm 3. 10

BKZ KEDEL Sammen med brugen af ​​direktestrømsbrændere løser Sibenergomash OJSC samme problem for at reducere NOx-emissionerne ved at bruge hvirvelbrændere. Denne løsning blev implementeret på BKZ kedelenheden st. 1 Pavlodar CHPP-3. Kedlens layout er lavet i henhold til samme skema som i kedlerne beskrevet ovenfor, støvforberedelsessystemet ligner de foregående. Den moderniserede forbrændings- og brænderanordning er repræsenteret af hvirvelbrændere, et system af nedre blæstdyser og tertiære blæstluftdyser (fig. 3). Enkeltstrøms pulveriserede kulbrændere er installeret på sidevæggene af brændkammeret i et lag. De nederste blæsedyser er placeret i et modsat forskudt mønster på skråningerne af den kolde tragt. Tertiære blæsedyser er placeret på ovnens sidevægge over kulbrænderne. Kedlen blev sat i drift i januar 2012. Ifølge testresultaterne udført af specialister fra JSC E4-SibCOTES sammen med specialister fra OJSC Sibenergomash, blev nitrogenoxidemissioner ved α = 1,4 opnået ved mindre end 500 mg/nm 3, hvilket sikrer pålidelig drift af kedlen og alle garanterede indikatorer. Udgaven af ​​forbrændingsenheden, der bruger hvirvelbrændere, kan sammenlignes med muligheden for at installere brændere fra det tyske firma Steinmuller Engineering GmbH, men er 5-10 gange billigere. 11

BKZ KEDEL Fig. 3 – Diagram over forbrændingsenheden i BKZ A-kedlen.

BKZ KEDEL Fortsættelsen af ​​arbejdet med at forbedre forbrændings- og brænderanordningerne er rekonstruktionen (med bevarelse af den eksisterende ramme og tromle) af BKZ kedel st. udført af Sibenergomash OJSC. 6 Petropavlovka CHPP-2. Kedlen er udført i U-formet design, brændkammeret er åben type, prismatisk i form og har mål på 9536x6656 mm i plan langs rørakserne. Kedlen er udstyret med individuelle støvbehandlingssystemer med støvbeholder og støvtilførsel med brugt tørremiddel. Formaling og tørring udføres i kugletromlemøller. Tørring sker med varm luft. For at organisere forbrændingsprocessen er ovnen udstyret med direktestrømsbrændere, nedre blæstdyser og tertiære blæseluftdyser (fig. 4).

BKZ KEDEL Fig. 4 – Diagram over BKZ-kedlens forbrændingsenhed

BKZ KEDEL Pulveriserede kulbrændere er installeret på for- og bagvæggene nær brændkammerets hjørner i to etager. Brænderanordningernes akser er rettet tangentielt til en imaginær cirkel i midten af ​​brændkammeret. Drejningsretningen er med uret. Bundblæsningssystemets luftdyser er placeret i et modsat forskudt mønster på skråningerne af den kolde tragt. Tertiære blæseluftdyser er installeret over hovedbrænderne på for- og bagvæggene nær brændkammerets hjørner. Akserne for de tertiære blæseluftdyser er placeret tangentielt til en imaginær cirkel i midten af ​​ovnen. Snoningsretningen er mod uret. Efter ombygning blev kedlen sat i drift i januar 2012. I overensstemmelse med resultaterne af drifts- og justeringsarbejde udført af specialister fra UralVTI og OJSC Sibenergomash, blev effektiviteten af ​​rekonstruktionen bekræftet med hensyn til betydeligt at reducere NOx-emissioner og sikre kedlens designeffektivitet. Testresultaterne viste, at i hele driftsbelastningsområdet oversteg nitrogenoxidemissionerne ikke 500 mg/nm3 (ved α=1,4), mens effektiviteten var 90,9-91,5%.

BKZ KEDEL, Udover at bruge sin egen erfaring med at forbedre forbrændings- og brænderanordninger, har Sibenergomash OJSC sammen med det tyske firma Steinmuller Engineering GmbH i øjeblikket udviklet et projekt for BKZ kedlen, 8-560 st. 7 for CHPP-2 fra Astana Energy JSC. Denne kedel har et tårnlayout, et åbent brændkammer, en prismatisk form og har 11370x rør i plan langs akserne. Kedlen er udstyret med individuelle støvbehandlingssystemer med direkte indsprøjtning. Slibning og tørring udføres i hammermøller. Kul tørres med varm luft. Projektet sørger for levering af kulstøv fra hver mølle til to brændere af samme niveau, placeret på modsatte vægge. Kedlen er udstyret med forbrændingsapparater fra Steinmuller Engineering GmbH. Denne kedel indeholder en grundlæggende ny ordning til afbrænding af Ekibastuz-kul. Forbrændings- og brænderanordningen er repræsenteret af lavtoksiske brændere, sideblæsningsluftdyser og tertiære blæstdyser (fig. 5).

17 Fig. 5 – Diagram over forbrændings- og brænderenheden i BKZ,8-560 kedlen Lavtoksiske brændere er direkte-flow hvirvelbrændere installeret i to etager i et tangentielt mønster nær midten af ​​hver væg. Dette arrangement af direkte-flow hvirvelbrændere adskiller sig fra det tidligere anvendte arrangement af hvirvelbrændere (en-vejs eller tæller). KEDEL BKZ,8-560

KONKLUSION 18 Sibenergomash OJSC forbedrer konstant sine produkter og sikrer den mest økonomiske forbrænding af høj-askebrændstof med en reduktion i emissioner af skadelige stoffer til atmosfæren gennem modernisering af forbrændingsprocesser, mens matematisk modellering er meget brugt, som er baseret på testresultater af allerede kørende kedler.

En af fordelene ved kombinationsbrændere er muligheden for nemt at skifte fra en type brændstof til en anden. Desuden skal forbrændingen af ​​hver af dem ske under optimale forhold.

I en sådan brænder er lufttilførselskanalerne fælles for begge typer brændstof, og placeringen af ​​hver type brænder skal sikre hurtig og fuldstændig blanding af brændstof med luft. For effektiv blanding med brændstof er luftstrømmen i brænderen kraftigt turbuliseret ved hjælp af et luftregister (luftføringsanordning), som sikrer dens intensive hvirvling.

Luftregistre er af tre typer: cochlear, aksial scapular og tangential scapular (figur 2.13).

Figur 2.13 - Luftregisterdiagrammer:

en - snegl; b - tangentiel klinge; c - aksial skulderblad.

Under hensyntagen til store designluftmængder snegl Hvirvelen viser sig at være ret omfangsrig. Det bruges på brændere med relativt lav effekt. Det aksiale bladapparat er det enkleste at implementere og har den mindste hydrauliske modstand, men der kræves en kanal med større diameter for at passere hele luftstrømmen. Det tangentielle vingeregister har en lidt højere modstand, men udmærker sig ved evnen til at regulere størrelsen af ​​flowarealet ved ændring af belastninger ved at flytte styreskiven langs brænderaksen (Figur 2.14).

På kraftige dampkedler er tre hovedtyper af gasoliebrændere installeret, der adskiller sig i metoden til at indføre gas i luftstrømmen og metoden til at regulere dens strømning ved variable belastninger.

Naturgas udledes fra en central ringformet manifold af to rækker af huller med forskellige diametre. Luft tilføres gennem et tangentielt bladregister. Dens strømningshastighed styres af en bevægelig skiveport. Når kedelbelastningen reduceres, vil den reducerede luftstrøm således opretholde vridningsintensiteten og gode blandingsforhold med brændstoffet. Brændstofolie sprøjtes ind i en mekanisk dyse installeret i brænderens centrale kanal.

Gastrykket foran brænderen er 2,5 - 3,0 kPa. Lufthastigheden i den smalle del af brænderen er 40 m/s. Antændelse af brændstof - brændselsolie eller gas - sikres af elektriske tændingsanordninger.

Figur 2.14 - Koaksial type TKZ gas- og oliebrænder med central gasforsyning:

1 - ringformet gasmanifold; 2 - brændselsolie dyse; 3 - tangentielt klingeapparat; 4 - regulerende luftspjæld; 5 - flange, der beskytter gasspidsen mod at brænde; 6 - luftboks; 7 - luftforsyning til afkøling af spidsen og flangen; 8 - konisk embrasure; 9 - kanal til tænder.

TsKB (Kharkov-grenen)-VTI-TKZ-gas- og oliebrænderen til en 300 MW enhed engangskedel, der arbejder under tryk (Figur 2.15) har en tangential-aksial luftforsyning gennem et vingeapparat med hovedluftstrømmen opdelt i to kanaler . Derudover er der også tertiær luft, der konstant strømmer gennem den centrale kanal for at afkøle brændselsoliedysen. Når belastningen aftager, reduceres luftstrømmen gennem den perifere ringformede kanal af en kontrolport. Brændselsolie leveres af en dampmekanisk dyse type TKZ-4M med en kapacitet på 4,6 t/t ved et brændselsolietryk på 4,5 MPa og damptryk på 0,2 MPa. Naturgas indføres hovedsageligt i luftstrømmen fra periferien af ​​et stort antal rør Æ 32 mm og dels fra åbningerne i den centrale koaksiale kanal.

Figur 2.16 viser et gas-oliebrænder af en enkelt-kasse engangskedel på en 800 MW enhed med en kapacitet på 5,2 t/h brændselsolie.

Figur 2.15 - Gas- og oliebrænder KhFTsKB-VTI-TKZ med perifer og central gasforsyning:

1, 1' - centrale og perifere luftbokse; 2 - tangentielt klingeapparat; 3 - aksialt bladapparat; 4 - tønde med dampmekanisk dyse; 5 - input af central luftstrøm; 6 - gasforsyning til koaksialkanalen; 7 - perifer gasforsyning; 8 - føring af skærmrør rundt om brænderen.

Ensartet fordeling af luft på tværs af brænderne sikres ved den store størrelse af luftkasserne, der er fælles for alle brændere på en brændkammervæg. Hver boks er opdelt i hele sin længde i to rum til fordeling af luft ind i brænderens indvendige og perifere kanaler. Der er en separat boks til indføring af recirkulerede røggasser gennem brænderen. Luftstrømme hvirvles af et tangentielt bladapparat, og gasser indføres i ovnen i en direkte strøm og blandes med perifer luft, der divergerer i en vinkel.

Naturgas indføres gennem den centrale koaksiale kanal i en vinkel på 45° i forhold til strømningsaksen. For at kompensere for forskellen i termisk udvidelse af luftboksen med brændere indbygget i den og brændkammerskærmene, er linsekompensatorer installeret.

Når der skiftes til gasforbrænding, slukkes brændselsoliedysen automatisk og trækkes tilbage i den centrale tønde. Samtidig forbrænding af to typer brændstof fører til værre udbrænding af den ene af dem (normalt brændselsolie), hvilket er forbundet med forskellige blandingsforhold og tændingstider.

Figur 2.16 - Gasoliebrænder af TGMP-204 dampkedlen med en kapacitet på 5,2 t/h brændselsolie eller 5,54 tusinde m 3 naturgas:

1, 1' - centrale og perifere varmluftkanaler; 2 - kanal til tilførsel af recirkulerende gasser; 3 - linsekompensator; 4,5 - tangentielle vridningsblade; 6 - central kanal til levering af naturgas; 7 - pneumatisk tætning, der forhindrer røggasser i at blive slået ud af brænderen; 8 - føring af skærmrør rundt om brænderindsatsen; 9 - tønde til brændselsoliedyse; 10 - gas elektrisk tænder; 11 - impulsledninger til overvågning af lufttryk.