PL193830B1 - Sposób i układ do suszenia i transportu węgla brunatnego do kotła pyłowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób suszenia i transportu węgla brunatnego do kotła pyłowego polegający na ogrzewaniu surowca węglowego, mieleniu i cyrkulacji ciepła, znamienny tym, że węgiel podsuszony uprzednio gorącymi spalinami, doprowadza się we współprądzie z czynnikiem suszącym do młyna, a po zmieleniu do średnicy poniżej 0,5 mm, odseparowuje od spalin zmieszanych z oparami i transportuje do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych recyrkulowanych spalin, stosowanych w ilości identycznej do pobieranej do suszenia z komory, przy czym odseparowaną mieszaninę wilgoci i spalin dostarcza się do suszarki w regulowanej, od zadanej temperatury i końcowej wilgoci węgla ilości, a ciepło odzyskiwane ze schłodzenia i kondensacji jej nadmiaru wykorzystuje się do podnoszenia temperatury powietrza do spalania lub wody zasilającej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia i transportu węgla brunatnego do kotła pyłowego i układ do suszenia i transportu węgla brunatnego do kotła pyłowego, przeznaczony zwłaszcza do uzyskiwania paliwa suchego dla celów energetycznych z surowca o dużej zawartości wilgoci.

Znany sposób suszenia i transportu węgla brunatnego polega na suszeniu go np. w rurosuszarce i następnie w młynie wentylatorowym gdzie jest również rozdrabniany i doprowadzany z oparami i spalinami tj. w stanie roboczym poprzez palniki do komory paleniskowej kotła pyłowego. Zgodnie z polskim opisem zgłoszeniowym Nr P.314328 węgiel brunatny przed wprowadzeniem do komory paleniskowej do spalania w kotłach energetycznych jest poddawany suszeniu w niskiej temperaturze w warstwie fluidalnej lub w suszarce bębnowej. Sposób według opisu P.314328 charakteryzuje się tym, że węgiel suszony jest w niskiej temperaturze w warstwie fluidalnej lub w suszarce bębnowej i nie rozdrobniony, wdmuchiwany jest bezpośrednio do komory paleniskowej kotła.

Z polskiego patentu nr PL 177359 znany jest układ doprowadzania mieszanki paliwowej zawierającej wodę do przestrzeni pod ciśnieniem, do której podłączony jest przewód doprowadzający paliwo z pompą, przewody do podwyższania ciśnienia paliwa zawierającego wodę i doprowadzania go do przestrzeni pod ciśnieniem, który charakteryzuje się tym, że przewód, ze zwilżającą paliwo parą wodną jest połączony z obiegiem wtórnej pary wodnej i jest połączony z przewodem doprowadzającym paliwo przed pompą. Przewód ponadto jest połączony z obiegiem wtórnej pary wodnej na odcinku przewodu łączącym separator z kotłem regeneracyjnym. Zasadniczym zadaniem układu w pierwszej fazie jest doprowadzanie dodatkowej pary wodnej do węgla - utworzenie pulpy węglowo-wodnej, następnie wysuszenie w suszarni wysokociśnieniowej i kolejno oddzielenie mechaniczne oparów od węgla. Opary są wykorzystywane w kotle odzysknicowym w części są nawracane do strumienia paliwa na wejściu do suszarki, pulpa węglowa jest tłoczona pompą do suszarki.

Z innego polskiego patentu nr PL 148678 znany jest układ do rozpalania kotła przy udziale pewnej części pyłu węglowego. W rozwiązaniu tym układ separatora mechanicznego, tj. cyklonu włączony do rurociągu tłocznego za młynem ma za zadanie pobranie tylko części mieszanki pyłowopowietrzno-spalinowej, w cyklonie mieszanka jest separowana na pył węglowy i gaz, który wyprowadzany jest na zewnątrz, a pył podawany w strumieniu powietrza do palnika olejowego. Z patentu polskiego Nr PL 120958 znany jest układ przygotowania podawania paliwa do palenisk pyłowych, który ma usytuowany zza młynem separator, oddzielający grube cząstki paliwa od drobnych, zgodnie z tym rozwiązaniem grube cząstki paliwa ponownie wracają do młyna, nie jest to separator oddzielający pył od zawilgoconych spalin. W układzie według patentu Nr PL 120958, zastosowany jest cyklon, którego wylot jest połączony z podajnikiem, a wylot czynnika suszącego z cyklonu jest połączony z wentylatorem zrzutowym. Cyklon separuje średniego rozmiaru cząstki pyłu węglowego i zawilgoconych oraz zapylonych spalin, stąd do komory paleniskowej doprowadzana jest sumarycznie cała ilość wilgoci zawarta w węglu z młyna i z cyklonu. Układ ma za zadanie poprawienie skuteczności suszenia w rurosuszarce poprzez zastosowanie przeciwprądowego przepływu węgla i czynnika suszącego tj. spalin z kotła.

Z polskiego opisu patentowego Nr 168781 znane jest rozwiązanie, zgodnie z którym przed wprowadzeniem do paleniska na pył węglowy, węgiel o dużej zawartości wilgoci, zwłaszcza węgiel brunatny poddawany jest osuszaniu w jednym lub większej liczbie osuszaczy węgla.

Sposób suszenia i transportu węgla brunatnego według wynalazku polega na tym, że węgiel brunatny podsuszony uprzednio gorącymi spalinami pobieranymi z komory paleniskowej kotła pyłowego oraz zawracanymi z separatora, doprowadza się we współprądzie z czynnikiem suszącym do młyna, a po zmieleniu do średnicy poniżej 0,5 mm, odseparowuje od spalin zmieszanych z oparami i transportuje do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych spalin recyrkulowanych z wymiennika ciepła, stosowanych w ilości identycznej do pobieranej do suszenia z komory. Odseparowaną mieszaninę wilgoci i spalin dostarcza się do suszarki, w ilości regulowanej w zależności od zadanej temperatury i końcowej wilgoci węgla, a nadmiar mieszaniny doprowadza się do wymienników ciepła gdzie ciepło odzyskiwane ze schłodzenia i kondensacji mieszaniny spalin z wilgocią wykorzystuje się do podnoszenia temperatury powietrza do spalania lub wody zasilającej. Zgodnie ze sposobem węgiel brunatny suszy się gorącymi spalinami pobieranymi z komory paleniskowej kotła pyłowego oraz zawracanymi z separatora, zmielony i odseparowany pył węglowy transportuje się do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych spalin recyrkulowanych z wymiennika ciepła.

Układ do suszenia i transportu węgla brunatnego do kotła pyłowego według wynalazku jest wyposażony w separator oparów, umieszczony za suszarką i młynem, którego wyprowadzenie suchego

PL 193 830 B1 pyłu węglowego włączone jest pomiędzy wylot suchych spalin z wymiennika ciepła i wlot pyłu do komory kotła pyłowego, zaś wylot mieszaniny oparów z separatora włączony jest pomiędzy suszarkę i wlot oparów do wymiennika ciepła. Układ według wynalazku zawiera separator połączony poprzez klapę regulacyjną z suszarką oraz z wymiennikiem drugiego stopnia podgrzewu czynnika roboczego, który z kolei połączony jest z wymiennikiem pierwszego stopnia podgrzewu.

W układzie zespół wymienników ciepła, pierwszego i drugiego stopnia podgrzewu, połączony jest w sposób umożliwiający cyrkulację spalin i czynnika pobierającego ciepło, korzystnie wymiennik I stopnia podgrzewu czynnika roboczego połączony jest z wymiennikiem II stopnia; wylotem czynnika roboczego i wlotem skondensowanych oparów.

Sposób i układ według wynalazku umożliwia wykorzystanie ciepła oparów z suszenia w układzie całego bloku. Wylot oparów z wielostrefowego separatora oparów, w większej części połączony jest poprzez wentylator z dwustopniowym wymiennikiem ciepła skąd następnie suche już spaliny zawracane są jako czynnik transportowy suchego węgla do komory paleniskowej kotła, który dodatkowo jest czynnikiem suszącym. Zadanie tego układu polega na zupełnym oddzieleniu suchego pyłu węglowego od zawilgoconych spalin, aby następnie dwustopniowo wysuszone spaliny wraz z suchym węglem mogły być zawracane do komory paleniskowej kotła. Ciepło oparów zgodnie z wynalazkiem jest wykorzystywane w odrębnych wymiennikach ciepła np. podgrzewu wody zasilającej.

Zgodnie z wynalazkiem pył o stosunkowo grubym przemiale - średnica ziarna do 0,5 mm, jest wdmuchiwany z suchymi spalinami do komory paleniskowej poprzez palniki tworząc dobre warunki do równomiernego rozkładu temperatur w pobliżu palnika i szybkiej pirolizy węgla w atmosferze ubogiej w tlen obniżając w ten sposób stężenia tworzonych tlenków azotu.

Podstawowym efektem takiego sposobu suszenia i transportu węgla brunatnego do komory spalania kotła energetycznego jest poprawienie sprawności bloku rzędu 3 do 4 procent, wynikające z wykorzystania ciepła schłodzenia i kondensacji oparów w wymiennikach. Ponadto spalanie pyłu o większych rozmiarach do 0,5 mm daje oszczędność energii elektrycznej potrzebnej do przemiału w młynach. Doprowadzanie pyłu węglowego ze spalinami oraz doprowadzanie przed młynem mieszaniny spalin z oparami o niskiej temperaturze poniżej 200°C daje dodatkowy efekt redukcji tlenków azotu w strefie palnikowej komory paleniskowej oraz pozwala na kontrolę temperatury mieszanki pyłowej za młynem przy pomocy ilości mieszanki spalin wilgotnych niskotemperaturowych. Pozostałymi zaletami wynalazku są; wzrost sprawności kotła poprzez obniżenie straty kominowej, odzysk ciepła kondensacji oparów w układzie całego bloku i wyeliminowanie wprowadzania powietrza do młyna.

Wynalazek objaśniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym schematycznie układ do suszenia i transportu węgla brunatnego.

W układzie z górną częścią komory paleniskowej 1 połączony jest wlot rurosuszarki 2, a jej wylot z młynem 3, za którym usytuowany jest separator 4. Separator z kolei połączony jest przewodem 5 z komorą paleniska 1 i wylotem suchych spalin z wymiennika ciepła 6, separator 4 ponadto poprzez klapę regulacyjną 7 połączony jest z rurosuszarką 2 przewodem 8 oraz z wymiennikiem ciepła 6, który połączony jest wylotem czynnika roboczego i wlotem skondensowanych oparów z drugim wymiennikiem ciepła 9. Suszarka 2 przed wlotem do młyna 3 połączona jest rurociągiem 10 z zasobnikiem węgla surowego.

Sposób suszenia i transportu węgla brunatnego do kotła pyłowego zgodnie z wynalazkiem, polega na tym, że węgiel doprowadza się rurociągiem 10 we współprądzie z czynnikiem suszącym i kieruje do młyna 3 gdzie jest mielony do średnicy poniżej 0,5 mm. Następnie z młyna podawany jest do separatora 4 wilgoci, gdzie surowiec węglowy oddziela się od oparów ze spalinami. Odbierany z separatora 4 wysuszony pył węglowy rurociągiem 5 transportuje się do paleniska kotła pyłowego 1 podgrzanymi suchymi spalinami, doprowadzanymi z wymiennika ciepła 6 w ilości takiej samej w jakiej zostały pobrane z komory paleniskowej 1. Mieszanina oparów i spalin odbierana z separatora 4 jest dzielona przy pomocy klapy regulacyjnej 7 na dwa strumienie, z których jeden rurociągiem 8 kierowany jest do suszarki 2, a drugi doprowadza się do wymiennika ciepła 6, w którym ciepło z ich schłodzenia i kondensacji jest odzyskiwane do podniesienia temperatury czynnika roboczego, tj. wody zasilającej lub powietrza do spalania. W wymienniku tym, stanowiącym drugi stopień podgrzewu wody zasilającej lub powietrza do spalania, równocześnie podgrzewane są spaliny suche, które pobiera się z jego wylotu i kieruje do rurociągu 5 transportującego pył węglowy do kotła. Kondensat odbierany z wymiennika 6 doprowadza się do wymiennika 9, który stanowi pierwszy stopień podgrzewu wody zasilającej z upustów turbiny niskoprężnej lub powietrza do spalania.

Claims (4)

1. Sposób suszenia i transportu węglabnjnatnegodo kc^tł^pp^łc^\w^c^co polegający na ogrzewaniu surowca węglowego, mieleniu i cyrkulacji ciepła, znamienny tym, że węgiel podsuszony uprzednio gorącymi spalinami, doprowadza się we współprądzie z czynnikiem suszącym do młyna, a po zmieleniu do średnicy poniżej 0,5 mm, odseparowuje od spalin zmieszanych z oparami i transportuje do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych recyrkulowanych spalin, stosowanych w ilości identycznej do pobieranej do suszenia z komory, przy czym odseparowaną mieszaninę wilgoci i spalin dostarcza się do suszarki w regulowanej, od zadanej temperatury i końcowej wilgoci węgla ilości, a ciepło odzyskiwane ze schłodzenia i kondensacji jej nadmiaru wykorzystuje się do podnoszenia temperatury powietrza do spalania lub wody zasilającej.

2. Sposób według zastrz. 1, znam ien ny tym, że węgiel br^n^r^^tnny suszy się gorącymi spallnami pobieranymi z komory paleniskowej kotła pyłowego oraz zawracanymi z separatora, a zmielony i odseparowany pył węglowy transportuje się do paleniska kotła pyłowego przy pomocy wysuszonych spalin recyrkulowanych z wymiennika ciepła.

3. U^ad do suszenia i transportu węgla brunatnego do kotta p^ł^\^^go co najmniej jedną suszarkę, co najmniej jeden młyn i wymienniki ciepła, znamienny tym, że jest wyposażony w separator oparów (4), umieszczony za suszarką (2) i młynem (3), którego wyprowadzenie suchego pyłu węglowego włączone jest pomiędzy wylot suchych spalin z wymiennika ciepła (6) i wlot pyłu do komory kotła pyłowego (1) zaś wylot mieszaniny oparów z separatora (4) włączony jest pomiędzy suszarkę (2) i wlot oparów do wymiennika ciepła (6).

4. Ukkadwedług zas^z. 3, znamiennytym, że s^j^^r^tr^r t4) pcoączonyt ess poprzezklapętegulacyjną (7) z suszarką (2) oraz z wymiennikiem (6) drugiego stopnia podgrzewu czynnika roboczego, który z kolei połączony jest z wymiennikiem (9) pierwszego stopnia podgrzewu, przy czym wymiennik (9) połączony jest z wymiennikiem (6) wylotem czynnika roboczego i wlotem skondensowanych oparów.