PL204321B1

PL204321B1 - System for feeding pulverized-coal power boiler with fuel

Info

Publication number: PL204321B1
Application number: PL358708A
Authority: PL
Inventors: Henryk Tymowski; Klemens Ścierski; Sebastian Pejm; Janusz Tchórz; Marek Bujny; Stanisław Gruszka; Waldemar Ostrowski; Marek Pronobis; Mirosław Krupa; Piotr Ostrowski; Sylwester Kalisz; Robert Wejkowski
Original assignee: & Lstrok Udniowy Koncern Energ
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2009-12-31
Also published as: PL358708A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ zasilania paliwem energetycznego kotła opalanego węglowym pyłem, z frontowym układem palników i niskoemisyjnym spalaniem.The subject of the invention is a fuel supply system for a pulverized coal-fired boiler with a front burner system and low-emission combustion.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 171108 układ zasilania paliwem energetycznego kotła opalanego węglowym pyłem ma poszczególne węglowe młyny połączone z parami palników, przy czym w każdej parze palników jeden z palników jest usytuowany w wyższym rzędzie, a drugi z palników tej pary jest usytuowany w niższym rzędzie. Omawiany układ służy do stosowania sposobu zasilania według cytowanego polskiego opisu patentowego nr 171108 i polega na zasilaniu palników w dolnych rzędach mieszanką paliwowo-powietrzną bogatą, o współczynniku nadmiaru powietrza λ < 1, a palników w górnych rzędach mieszanką ubogą o współczynniku nadmiaru powietrza λ > 1. Taki sposób zasilania palników mieszanką paliwowo-powietrzną zróżnicowanej jakości uzyskuje się w znanym układzie przez zastosowanie węglowych młynów, z których każdy dostarcza dwie mieszanki paliwowo-powietrzne różnej jakości i gdzie bogata mieszanka jest dostarczana odrębnym przewodem łączącym młyn z palnikiem, do palników w dolnych rzędach, a uboga mieszanka odrębnym przewodem do palników w górnych rzędach. Przez mieszankę paliwowo-powietrzną ubogą rozumie się mieszankę, w której jednostce wagowej występuje więcej powietrza, czyli współczynnik nadmiaru powietrza wynosi λ > 1, niż w jednostce wagowej mieszanki bogatej, gdzie współczynnik nadmiaru powietrza wynosi λ < 1.Known from Polish patent specification No. 171108, the fuel supply system of a pulverized coal-fired boiler has individual coal mills connected to pairs of burners, where in each pair of burners one of the burners is located in the upper row, and the other burner of this steam is located in the lower row . The discussed system is used to use the feeding method according to the cited Polish patent description No. 171108 and consists in feeding the burners in the lower rows with a rich fuel-air mixture, with the excess air ratio λ <1, and the burners in the upper rows with a lean mixture with the excess air ratio λ> 1 Such a method of supplying the burners with a mixed quality fuel-air mixture is achieved in a known arrangement by the use of coal mills, each of which provides two fuel-air mixtures of different qualities, and where a rich mixture is supplied through a separate pipe connecting the mill with the burner, to the burners in the lower rows. and a lean mixture with a separate conduit to the burners in the upper rows. The lean fuel-air mixture is understood as a mixture in which the weight unit contains more air, i.e. the excess air coefficient is λ> 1, than in the weight unit of the rich mixture, where the excess air coefficient is λ <1.

Według wynalazku układ zasilania paliwem energetycznego kotła opalanego pyłem węglowym, z niskoemisyjnym spalaniem, stanowiący połączenie węglowych młynów wytwarzających mieszankę paliwowo-powietrzną tworzoną z pyłu węglowego, z palnikami rozmieszczonymi na ścianie komory paleniskowej kotła w układzie frontowym, w co najmniej dwóch poziomych rzędach, w których jeden palnik jest usytuowany wyżej a drugi niżej tworząc parę, przy czym młyny węglowe połączone są odrębnymi przewodami z poszczególnymi palnikami, dostarczającymi mieszankę pyłowo-powietrzną o współczynniku nadmiaru powietrza λ < 1, z palnikami wewnętrznymi, usytuowanymi w dolnych poziomych rzędach w strefie spalania bogatej mieszanki paliwowo-powietrznej oraz przewodami, dostarczającymi mieszankę paliwowo-powietrzną o współczynniku nadmiaru powietrza λ > 1, z palnikami wewnętrznymi, usytuowanymi w górnych poziomych rzędach w strefie spalania ubogiej mieszanki paliwowo-powietrznej, charakteryzuje się tym, że młyny węglowe dostarczające mieszankę paliwowo-powietrzną o współczynniku nadmiaru powietrza λ = 1 są połączone przewodami z palnikami skrajnymi, usytuowanymi w dolnych poziomych rzędach przy bocznych ekranach komory paleniskowej kotła w strefie spalania bogatej mieszanki paliwowo-powietrznej, oraz przewodami, dostarczającymi mieszankę paliwowo-powietrzną o współczynniku nadmiaru powietrza λ > 1, z palnikami skrajnymi, usytuowanymi w górnych poziomych rzędach przy bocznych ekranach komory paleniskowej kotła w strefie spalania ubogiej mieszanki paliwowo-powietrznej.According to the invention, the fuel supply system of a pulverized coal-fired boiler with low-emission combustion, which is a combination of coal mills producing a fuel-air mixture made of coal dust, with burners arranged on the wall of the boiler furnace in the front arrangement, in at least two horizontal rows, in which one burner is located higher and the other lower forming steam, while the coal mills are connected by separate lines with individual burners providing a dust-air mixture with an excess air ratio λ <1, with internal burners located in the lower horizontal rows in the rich mixture combustion zone fuel-air mixture and pipes supplying a fuel-air mixture with an excess air coefficient λ> 1, with internal burners, located in the upper horizontal rows in the lean fuel-air mixture combustion zone, is characterized by the fact that coal mills receive low air-fuel mixture with the excess air ratio λ = 1 are connected by pipes with the extreme burners, located in the lower horizontal rows at the side screens of the boiler's combustion chamber in the combustion zone of a rich fuel-air mixture, and with the pipes supplying the fuel-air mixture with the excess air ratio air λ> 1, with extreme burners located in the upper horizontal rows at the side screens of the combustion chamber of the boiler in the lean fuel-air mixture combustion zone.

Korzystnie, palniki skrajne usytuowane w dolnych poziomych rzędach w obszarze spalania bogatej mieszanki są zespolone z dodatkowymi palnikami, do których dostarczana jest mieszanka paliwowo-powietrzna o współczynniku nadmiaru powietrza λ < 1.Preferably, the end burners located in the lower horizontal rows in the rich-mixture combustion area are combined with additional burners to which a fuel-air mixture is supplied with an excess air ratio λ <1.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku schematycznie pokazującym układ rozstawienia palników i młynów węglowych oraz ich połączeń przewodami, na którym ciągłą linią zaznaczono połączenie palników z młynami węglowymi, zasilającymi palniki mieszanką bogatą oraz linią przerywaną połączenie palników z młynami węglowymi, zasilającymi palniki mieszanką ubogą w pył węglowy.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing schematically showing the layout of the arrangement of the burners and coal mills and their connections by means of conduits, where the connection of the burners with coal mills supplying the burners with a rich mixture is marked with a continuous line, and the dashed line connection of the burners with coal mills supplying the burners with a lean mixture into coal dust.

Układ ma szesnaście palników zainstalowanych w ścianie paleniskowej komory w czterech rzędach usytuowanych jeden nad drugim. W najwyższym pierwszym rzędzie są palniki 1, 5, 9, 13, w drugim rzędzie, niższym, są palniki 2, 6, 10, 14, w trzecim rzędzie palniki 3, 7, 11, 15, a w najniższym czwartym rzędzie palniki 4, 8, 12, 16. Palniki są połączone przewodami z czterema węglowymi młynami ZM1, ZM2, ZM3 i ZM4. Każdy węglowy młyn jest połączony z czterema palnikami, przy czym węglowe młyny ZM2 i ZM3 są połączone tylko ze skrajnymi palnikami, młyn ZM2 z palnikami 4, 2, 14, 16, a młyn ZM3 z palnikami. 1, 3, 13, 15. Węglowe młyny ZM1 i ZM4 są połączone z wewnętrznymi palnikami i tak, młyn ZM1 z palnikami 12, 8, 6, 10, a młyn ZM4 z palnikami 7, 9, 5, 11. Młyny węglowe ZM2 i ZM3 są zaopatrywane w zmniejszoną ilość paliwa i dostarczają do dolnych palników 3, 4, 15, 16, mieszankę paliwowo-powietrzną uboższą w pył węglowy, podczas gdy węglowe młyny ZM1 i ZM4 dostarczają do dolnych palników 7, 8, 11, 12 mieszankę paliwowo-powietrzną bogatą w pył węglowy.The system has sixteen burners installed in the furnace wall of the chamber in four rows located one above the other. Burners 1, 5, 9, 13 are in the topmost row, burners 2, 6, 10, 14 are in the second row, and the lower row is for burners 3, 7, 11, 15, and burners 4, 8 are in the lowest row , 12, 16. The burners are wired to the four coal mills ZM1, ZM2, ZM3 and ZM4. Each coal mill is connected to four burners, with the ZM2 and ZM3 coal mills connected to the extreme burners only, the ZM2 mill with 4, 2, 14, 16 burners, and the ZM3 mill with burners. 1, 3, 13, 15. The ZM1 and ZM4 coal mills are connected with internal burners and so, the ZM1 mill with 12, 8, 6, 10 burners and the ZM4 mill with 7, 9, 5, 11 burners. ZM2 coal mills and The ZM3 is supplied with a reduced amount of fuel and supplies the lower burners 3, 4, 15, 16, the fuel-air mixture is poorer in coal dust, while the ZM1 and ZM4 coal mills supply the lower burners 7, 8, 11, 12 with a fuel-air mixture. air rich in coal dust.

Układ działa z zastosowaniem sposobu według polskiego opisu patentowego nr 171108 oraz sposobu według polskiego zgłoszenia do UP RP nr P 358652. Odpowiednio do sposobu według paPL 204 321 B1 tentu Nr 171108 wewnętrzne palniki umieszczone w dolnych rzędach, a więc palniki 8, 12, 7, 11 są połączone odpowiednio z młynem ZM1 i ZM4, które do tych palników dostarczają bogatą mieszankę o współczynniku nadmiaru powietrza λ < 1. Natomiast wewnętrzne palniki umieszczone w górnych rzędach, a więc palniki 5, 9, 6, 10 są połączone odpowiednio również z młynem ZM1 i ZM4, które do tych palników dostarczają mieszankę ubogą o współczynniku nadmiaru powietrza λ > 1. Przez to w paleniskowej komorze powstają trzy odrębne strefy, a to strefa spalania bogatej mieszanki w obszarze palników 7, 8, 11, 12, wyżej strefa spalania ubogiej mieszanki w obszarze palników 5, 6, 9, 10 oraz strefa dopalania w obszarze dysz OFA, nie pokazanych na rysunku, umieszczonych nad palnikami 1, 5, 9, 13 i dostarczających dodatkowe powietrze do spalania. W strefie spalania bogatej mieszanki, czyli w obszarze palników 7, 8, 11, 12, powstają gazy spalinowe z małym udziałem O₂, ale dużym udziałem CO, z obecnością H₂S i czasami ze związkami chloru. Mieszanina ta, której skład wynika ze znacznego stechiometrycznego niedoboru tlenu, działa intensywnie korozyjnie na materiał rur tworzących ekrany komory spalania. Celem oddzielenia masy tych gazów od ekranów, do skrajnych palników 3, 4, 15, 16 dostarcza się mieszankę uboższą, czyli ze współczynnikiem nadmiaru powietrza λ = 1 lub nieco większym od 1. Strumienie mieszanki z tych palników kieruje się równolegle do bocznych ekranów, przez co izoluje się te ekrany od masy agresywnych gazów środkowego obszaru paleniskowej komory kotła. Jednocześnie węglowe młyny ZM2 i ZM3, które są połączone ze skrajnymi palnikami, dostarczają do górnych palników skrajnych 1, 2, 13, 14 mieszankę paliwowo-powietrzną ubogą o współczynniku nadmiaru powietrza λ > 1 i koncentracji paliwa mniejszej niż w palnikach skrajnych 3, 4, 15, 16 usytuowanych w dolnych rzędach.The system operates using the method according to Polish patent description No. 171108 and the method according to the Polish application to the Polish Patent Office No. P 358652. According to the method according to the patent No. 171108, internal burners placed in the lower rows, i.e. burners 8, 12, 7, 11 are connected, respectively, with the ZM1 and ZM4 grinders, which supply these burners with a rich mixture with an excess air ratio λ <1. On the other hand, the internal burners located in the upper rows, i.e. the burners 5, 9, 6, 10, are also connected to the ZM1 mill, respectively and ZM4, which supply these burners with a lean mixture with the excess air coefficient λ> 1. As a result, three separate zones are created in the combustion chamber, and this is the rich combustion zone in the area of the burners 7, 8, 11, 12, above the lean combustion zone in the area of the burners 5, 6, 9, 10 and the afterburning zone in the area of OFA nozzles, not shown in the drawing, located above the burners 1, 5, 9, 13 and providing additional e combustion air. In the rich combustion zone, i.e. in the area of the burners 7, 8, 11, 12, flue gases are produced with a small proportion of O ₂ , but a large proportion of CO, with the presence of H ₂ S and sometimes with chlorine compounds. This mixture, the composition of which results from a significant stoichiometric oxygen deficiency, is intensely corrosive to the material of the pipes forming the combustion chamber screens. In order to separate the mass of these gases from the screens, a leaner mixture is supplied to the extreme burners 3, 4, 15, 16, i.e. with the excess air factor λ = 1 or slightly greater than 1. The mixture streams from these burners are directed parallel to the side screens, through which isolates these screens from the mass of aggressive gases in the central area of the furnace chamber of the boiler. At the same time, the ZM2 and ZM3 coal mills, which are connected to the extreme burners, supply the upper extreme burners 1, 2, 13, 14 with a lean fuel-air mixture with an excess air ratio λ> 1 and a fuel concentration lower than in the extreme burners 3, 4, 15, 16 located in the lower rows.

W szczególnym rozwiązaniu palniki skrajne 3, 4 i 15, 16 usytuowane w rzędach dolnych, w obszarze spalania bogatej mieszanki, są zespolone z dodatkowymi palnikami dostarczającymi do spalania bogatą mieszankę. Te dodatkowe palniki mają szczególny kierunek, a mianowicie kierują strumień mieszanki ku wnętrzu paleniskowej komory. Taki kierunek strumienia z tych palników ma na celu kompensację zubożenia strumienia mieszanki kierowanego równolegle do ekranów oraz kierowanie gazów w kierunku wnętrza komory z dala od ekranów komory spalania kotła.In a particular embodiment, the end burners 3, 4 and 15, 16 located in the lower rows in the rich-mixture combustion area are combined with additional burners providing a rich mixture for combustion. These additional burners have a particular direction, namely they direct the stream of the mixture towards the inside of the combustion chamber. The direction of the stream from these burners is to compensate for the depletion of the mixture stream directed parallel to the screens and to direct the gases towards the chamber interior away from the boiler combustion chamber screens.

Claims

1. The fuel supply system of a pulverized coal-fired boiler with low-emission combustion, which is a combination of coal mills producing a fuel-air mixture made of coal dust, with burners located on the wall of the boiler furnace in the front arrangement, in at least two horizontal rows, in which one burner is located higher and the other lower forming steam, each coal mill is connected by separate lines to individual burners providing a dust-air mixture with an excess air ratio n <1, with internal burners located in the lower horizontal rows in the rich combustion zone fuel-air mixture and lines supplying a fuel-air mixture with an excess air ratio n> 1, with internal burners located in the upper horizontal rows in the lean fuel-air mixture combustion zone, characterized in that the coal mills (ZM2 and ZM3) are provided by air-fuel mixture with an excess air ratio of n = 1 are connected by pipes with end burners (3, 4, 15, 16), located in the lower horizontal rows at the side screens of the boiler's combustion chamber in the rich air-fuel mixture combustion zone, and with providing a fuel-air mixture with an excess air ratio n> 1, with end burners (1, 2, 13, 14) located in the upper horizontal rows at the side screens of the boiler furnace in the lean fuel-air mixture combustion zone.

2. The system according to claim The process of claim 1, characterized in that at least four end burners (3, 4, 15, 16), which are located in the rich-mixture combustion zone, are combined with additional burners.