PL209655B1 - Sposób i układ do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontową konfiguracją palników - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontową konfiguracją palników, opalanych pyłem węglowym, z równoczesną ochroną ekranów przed korozją.

W znanych przemysłowych kotłach energetycznych z frontowym układem palników, opalanych pyłem węglowym, mieszankę pyło-powietrzną zagęszczoną wytworzoną najczęściej w głowicach wylotowych młynów węglowych wprowadza się do nisko usytuowanych palników pyłowych, najczęściej pierwszego i drugiego rzędu, mieszankę rozrzedzoną wprowadza się w wyżej położone palniki.

Z polskiego opisu patentowego nr 171 108 znany jest sposób i układ do zmniejszania zawartości NOx w spalinach przemysłowego kotła opalanego pyłem węglowym za pomocą palników w szczególności z frontowym układem palników dla którego mieszanina paliwowo-powietrzna jest wytwarzana w wę glowych młynach, gdzie palniki umieszczone są na jednej ścianie palnika w rzędach usytuowanych jeden nad drugim. Według sposobu spalanie prowadzi się w co najmniej jednej parze palników, którą tworzą palnik usytuowany w wyższym rzędzie i palnik umieszczony pod nim w niższym rzędzie, gdzie palnik usytuowany w wyższym rzędzie jest zasilany mieszaniną paliwowo-powietrzną uboższą od mieszaniny paliwowo-powietrznej, którą jest zasilany palnik usytuowany w niższym rzędzie. Według układu do zmniejszania zawartości NOx w spalinach, stanowiącego połączenie węglowych młynów z palnikami rozmieszczonymi na ścianie w układzie frontowym, poszczególne węglowe młyny są połączone z parami palników, przy czym w każdej parze palników jeden z palników jest usytuowany w wyższym rzędzie, a drugi z palników jest usytuowany w niższym rzędzie i palniki te leżą w jednym i tym samym pionowym szeregu, jeden nad drugim.

Ze zgłoszenia wynalazku nr P-358652 znany jest sposób zasilania paliwem energetycznego kotła opalanego pyłem węglowym, z frontowym układem palników i niskoemisyjnym spalaniem, gdzie niektóre palniki zasila się mieszanką bogatą w pył węglowy, a niektóre palniki zasila się mieszanką ubogą w pył węglowy, polegający na tym, że skrajne palniki, usytuowane przy bocznych ekranach komory paleniskowej kotła zasila się mieszanką paliwowo-powietrzną uboższą w pył węglowy od mieszanki paliwowo-powietrznej, którą zasila się palniki wewnętrzne tego samego rzędu. W dolne rzędy palników znajdujące się w obszarze spalania bogatej mieszanki paliwowo-powietrznej, pomiędzy skrajne palniki zasilane zubożoną mieszanką paliwowo-powietrzną, a palniki wewnętrzne tego samego rzędu zasilane bogatą mieszanką paliwowo-powietrzną, wprowadza się dodatkowe strumienie bogatej mieszanki paliwowo-powietrznej, skierowane ku środkowi komory paleniskowej kotła. W obszar intensywnej korozji dostarcza się dodatkowy strumień powietrza, stycznie do ekranów komory paleniskowej kotła.

Z polskiego opisu patentowego nr 182 263 znany jest ukł ad do ograniczania emisji NOx w kotłach energetycznych z frontowym układem palników, zawierający połączenia poszczególnych młynów węglowych do określonych palników kotła energetycznego, z pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej doprowadzanymi z zespołu młynowego do palników dolnych kotła i pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej doprowadzonymi z zespołu młynowego do palników górnych kotła energetycznego, gdzie dwa lub cztery pyłoprzewody rozrzedzonej mieszanki pyło-powietrznej wyprowadzane z zespołu młynów połączone są z dwoma lub czterema palnikami w górnym trzecim lub czwartym rzędzie, a trzy pyłoprzewody zagęszczonej mieszanki pyło-powietrznej połączone są z trzema palnikami pierwszego lub drugiego rzędu. Młyn pierwszy trzema pyłoprzewodami zagęszczonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami pierwszym, trzecim, piątym pierwszego rzędu, a dwoma pyłoprzewodami rozrzedzonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z środkowymi palnikami trzecim i czwartym czwartego rzędu. Młyn drugi trzema pyłoprzewodami zagęszczonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami drugim, czwartym, szóstym pierwszego rzędu, a pyłoprzewodami rozrzedzonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami pierwszym, drugim, pią tym, szóstym czwartego rzędu. Młyn trzeci trzema pyłoprzewodami zagęszczonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami pierwszym, trzecim, piątym drugiego rzędu, a czterema pyłoprzewodami rozrzedzonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami pierwszym, drugim, piątym, szóstym trzeciego rzędu. Młyn czwarty trzema pyłoprzewodami zagęszczonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami drugim, czwartym, szóstym drugiego rzędu, a dwoma pyłoprzewodami rozrzedzonej mieszanki pyło-powietrznej jest połączony z palnikami trzecim, czwartym trzeciego rzędu.

PL 209 655 B1

Z polskiego opisu patentowego nr 192 154 znany jest sposób i układ do zmniejszania zawartości NOx w spalinach przemysłowego kotła opalanego pyłem węglowym za pomocą palników, dla którego mieszanina paliwowo-powietrzna jest wytwarzana w młynach węglowych i spalanie prowadzi się w co najmniej jednej parze palników, którą to parę tworzą palnik usytuowany w wyższym rzędzie i palnik umieszczony pod nim w niższym rzędzie, przy czym palnik usytuowany w wyższym rzędzie jest zasilany mieszanką paliwowo-powietrzną uboższą od mieszaniny paliwowo-powietrznej, którą jest zasilany palnik usytuowany w niższym rzędzie, gdzie między dolnym rzędem palników zasilanych mieszaniną paliwowo-powietrzną bogatszą i górnym rzędem palników zasilanych mieszaniną paliwowo-powietrzną uboższą usytuowany pośredni rząd palników jest zasilany mieszaniną paliwowopowietrzną o pośrednim składzie między mieszaniną bogatszą i mieszaniną uboższą. W skład wchodzi dodatkowy młyn zasilający mieszaninę paliwowo-powietrzną o składzie pośrednim między mieszaniną paliwowo-powietrzną bogatszą i uboższą, zasilający palniki leżące między palnikami dolnego rzędu a palnikami górnego rzędu.

Ze zgłoszenia wynalazku nr P-358847 znany jest układ zasilania energetycznego kotła opalanego pyłem węglowym, z frontowym układem palników niskoemisyjnych umieszczonych w ścianie paleniskowej komory w poziomych rzędach rozmieszczonych jeden nad drugim, z palnikami jednego rzędu połączonymi z jednym węglowym młynem za pomocą głównego przewodu paliwowego rozgałęzionego następnie na odrębne przewody połączone z poszczególnymi palnikami, z wszystkimi młynami dostarczającymi mieszankę paliwowo-powietrzną tej samej jakości, gdzie w końcowych przewodach połączonych ze skrajnymi palnikami są zwężki.

Sposób ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontową konfiguracją palników, z wprowadzeniem do komory paleniskowej strug mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej, strug mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, z wprowadzeniem powietrza górnego dopalającego według wynalazku charakteryzuje się tym, że niezależnie od ilości pracujących zespołów młynowych zabudowanych przy kotle, mieszankę pyło-powietrzną zagęszczoną wprowadza się do środkowych palników niskoemisyjnych w dolnych rzędach, mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną wprowadza się w dysze zrzutowe nad palnikami niskoemisyjnymi, w poziomych rzę dach, a w skrajne palniki niskoemisyjne w dolnych rzędach blisko ścian bocznych komory paleniskowej oraz w środkowe dysze zrzutowe mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną, przy czym w środkowe dysze zrzutowe wprowadza się mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną i mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną, a w skrajne dysze zrzutowe mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się wyłącznie mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną. Mieszankę pyło-powietrzną zagęszczoną wprowadza się palnikami niskoemisyjnymi tworzącymi krótkie szerokokątne płomienie. Mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną wprowadza się skrajnymi palnikami niskoemisyjnymi tworzącymi krótkie nieszerokokątne płomienie. Pod strugami mieszanki pyłopowietrznej rozrzedzonej i mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej w poszczególnych dyszach zrzutowych wprowadza się strugi powietrza dopalającego.

Układ do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontową konfiguracją palników, zawierający zespół młynów połączonych z określonymi palnikami kotła energetycznego pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, palniki niskoemisyjne zabudowane w ścianie komory spalania w poziomych rzędach według wynalazku charakteryzuje się tym, że z pracujących zespołów młynowych pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej są połączone z wszystkimi środkowymi palnikami niskoemisyjnymi w dolnych rzędach, pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej są połączone z dyszami zrzutowymi zabudowanymi w poziomych rzędach nad palnikami niskoemisyjnymi, a pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej są połączone ze skrajnymi palnikami niskoemisyjnymi zabudowanymi blisko ścian bocznych komory paleniskowej kotła oraz ze środkowymi dyszami zrzutowymi mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, przy czym ze skrajnymi dyszami zrzutowymi połączone są wyłącznie pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, a z środkowymi dyszami zrzutowymi połączone są pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej. Pod dyszami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i dyszami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej w poszczególnych dyszach zrzutowych są zabudowane dysze powietrza dopalającego.

Sposób i układ według wynalazku umożliwiają spalanie w komorze kotła energetycznego głęboko w podstechiometrycznej atmosferze, szczególnie w środkowych palnikach niskoemisyjnych zasilanych mieszanką pyło-powietrzną zagęszczoną. Wprowadzenie w środkowe dysze zrzutowe mie4

PL 209 655 B1 szanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej strug powietrza dopalającego i to tylko przy użyciu powietrza pierwotnego, pogłębia strefę redukcji, redukując również wcześniej wytworzone tlenki azotu. Strefę redukcji pogłębia również wdmuchiwana przez skrajne dysze zrzutowe mieszanka pyło-powietrzna rozrzedzona.

Dodatkowy wielostopniowy układ powietrza dopalającego prowadzi do stopniowego dopalania produktów spalania bez powstawania nowych tlenków azotu.

Wprowadzanie w skrajne palniki niskoemisyjne mieszanki niezagęszczonej oraz w dysze zrzutowe skrajne tylko mieszanki rozrzedzonej skutecznie zabezpiecza ekrany boczne komory paleniskowej przed korozją.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony schematycznie w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia układ połączenia poszczególnych młynów zespołu młynowego pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej, mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej i mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej z poszczególnymi palnikami niskoemisyjnymi i dyszami zrzutowymi kotła energetycznego, fig. 2 - schematycznie przedstawiony przekrój pionowy przez komorę paleniska.

Układ do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontowym układem palników według przykładu wykonania na fig. 1 składa się z układu sześciu młynów węglowych MW-1, MW-2, MW-3, MW-4, MW-5, MW-6 połączonych z określonymi palnikami niskoemisyjnymi 1, 2, 3, 4, 5, 6, I i II rzędu oraz z określonymi dyszami zrzutowymi 7, 8, 9 III rzędu kotła energetycznego, odpowiednimi pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej 10, pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej 11 oraz pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej 12.

Wszystkie palniki niskoemisyjne środkowe 1, 3, 4, 5, I i II rzędu są połączone z młynami węglowymi MW-1, MW-2, MW-3, MW-4, MW-5, pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej 10. Palniki niskoemisyjne skrajne 2 i 6 I i II rzędu są połączone z młynami węglowymi MW-2, MW-6 pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej 12.

Palniki niskoemisyjne środkowe 1 w II rzędzie palników niskoemisyjnych, są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej 10 z młynem MW-1. Palniki niskoemisyjne skrajne 2 w I rzędzie palników niskoemisyjnych, są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyłopowietrznej niezagęszczonej 12 z młynem MW-2. Palniki niskoemisyjne środkowe 3 II rzędu palników niskoemisyjnych są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej 10 z młynem MW-3. Palniki niskoemisyjne środkowe 4 I rzędu są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyłopowietrznej zagęszczonej 10 z młynem MW-4. Palniki niskoemisyjne środkowe 5 I rzędu są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej 10 z młynem MW-5. Palniki niskoemisyjne skrajne 6 II rzędu są połączone pyłoprzewodami 12 mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej z młynem MW-6.

Nad palnikami niskoemisyjnymi I i II rzędu zabudowany jest według przykładu wykonania jeden rząd dysz zrzutowych 7, 8, 9 Skrajne dysze zrzutowe 7 są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyłopowietrznej rozrzedzonej 11 z młynami MW-3 i MW-5. Środkowe dysze zrzutowe 8 są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej 11 z młynem MW-4 i pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej 12 z młynem MW-6. Środkowe dysze zrzutowe 9 są połączone pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej 11 z młynem MW-1 i pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej 12 z młynem MW-2.

Niezależnie od ilości pracujących zespołów młynowych zabudowanych przy kotle, mieszankę pyło-powietrzną zagęszczoną wprowadza się pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej 10 do środkowych palników niskoemisyjnych 4, 5 I rzędu i palników niskoemisyjnych 1, 3 II rzędu, mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną wprowadza się w dysze zrzutowe 7, 8, 9 III rzędu. W skrajne palniki niskoemisyjne 2, 6 zabudowane w dolnych rzędach I, II blisko ścian bocznych 14 komory paleniskowej kotła oraz w środkowe dysze zrzutowe 8, 9 III rzędu wprowadza się mieszankę pyłopowietrzną niezagęszczoną. Pod dyszami mieszanki rozrzedzonej 15 w dyszach zrzutowych 7, 8, 9 III rzędu i dodatkowo dyszami mieszanki niezagęszczonej 16 w środkowych dyszach zrzutowych 8, 9 są zabudowane dysze powietrza dopalającego 13.

W środkowe dysze zrzutowe 8, 9 wprowadza się mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną i mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną, a w skrajne dysze zrzutowe 7 wprowadza się wyłącznie mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną. Mieszankę pyło-powietrzną zagęszczoną wprowadza się środkowymi palnikami niskoemisyjnymi 1, 3, 4, 5 tworzącymi krótkie szerokokątne płomienie. MiePL 209 655 B1 szankę pyło-powietrzną niezagęszczoną wprowadza się skrajnymi palnikami niskoemisyjnymi 2, 6 tworzącymi krótkie nieszerokokątne płomienie. Strugi powietrza dopalającego wprowadza się dyszami 13 w postaci powietrza wtórnego.

Claims (6)

1. Sposób ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontową konfiguracją palników, z wprowadzeniem do komory paleniskowej strug mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej, strug mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, z wprowadzeniem powietrza górnego dopalającego znamienny tym, że niezależnie od ilości pracujących zespołów młynowych zabudowanych przy kotle, mieszankę zagęszczoną wprowadza się do środkowych palników niskoemisyjnych w dolnych rzędach, mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną wprowadza się w dysze zrzutowe nad palnikami niskoemisyjnymi, w poziomych rzędach, a w skrajne palniki niskoemisyjne w dolnych rzędach blisko ścian bocznych komory paleniskowej oraz w środkowe dysze zrzutowe mieszanki rozrzedzonej wprowadza się mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną, przy czym w środkowe dysze zrzutowe wprowadza się mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną i mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną, a w skrajne dysze zrzutowe mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej wprowadza się wyłącznie mieszankę pyło-powietrzną rozrzedzoną.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszankę pyło-powietrzną zagęszczoną wprowadza się palnikami niskoemisyjnymi tworzącymi krótkie szerokokątne płomienie.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszankę pyło-powietrzną niezagęszczoną wprowadza się skrajnymi palnikami niskoemisyjnymi tworzącymi krótkie nieszerokokątne płomienie.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pod strugami mieszanki rozrzedzonej i mieszanki niezagęszczonej w poszczególnych dyszach zrzutowych wprowadza się strugi powietrza dopalającego.

5. Układ do ograniczania emisji tlenków azotu w kotłach energetycznych z frontową konfiguracją palników, zawierający zespół młynów połączonych z określonymi palnikami kotła energetycznego pyłoprzewodami mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej i mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej, palniki niskoemisyjne zabudowane w ścianie komory spalania w poziomych rzędach, znamienny tym, że z pracujących zespołów młynowych pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej zagęszczonej (10) są połączone z wszystkimi środkowymi palnikami niskoemisyjnymi (1), (3), (4), (5) w dolnych rzędach, pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (11) są połączone z dyszami zrzutowymi (7), (8), (9) zabudowanymi w poziomych rzędach nad palnikami niskoemisyjnymi (1), (2), (3), (4), (5), (6), a pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej (12) są połączone ze skrajnymi palnikami niskoemisyjnymi (2), (6) zabudowanymi blisko ścian bocznych (14) komory paleniskowej kotła oraz ze środkowymi dyszami zrzutowymi mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (8), (9), przy czym ze skrajnymi dyszami zrzutowymi (7) połączone są wyłącznie pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (11), a ze środkowymi dyszami zrzutowymi (8), (9) połączone są pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (11) i pyłoprzewody mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej (12).

6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że pod dyszami mieszanki pyło-powietrznej rozrzedzonej (15) i dyszami mieszanki pyło-powietrznej niezagęszczonej (16), w poszczególnych dyszach zrzutowych (7), (8), (9) są zabudowane dysze powietrza dopalającego (13).