PL220340B1 - Sposób regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego w kotłach rusztowych oraz kolektor przeznaczony do realizacji tego sposobu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego w kotłach rusztowych oraz kolektor kotła rusztowego przeznaczony do realizacji tego sposobu.

W znanych dotychczas kotłach rusztowych, spalanie węgla na ruszcie odbywa się w etapach, wynikających z natury węgla i obejmujących etap zapłonu mający miejsce na samym początku rusztu, etap odgazowania części lotnych, zachodzący na mniej więcej połowie rusztu oraz etap dopalania stałej pozostałości, zachodzący na 1/3 rusztu, natomiast pozostała część rusztu jest wykorzystana do chłodzenia żużla po spalaniu, przy czym każdy z wymienionych wyżej etapów faz spalania, wymaga innej ilości utleniacza.

W znanych dotychczas sposobach, zmiana ilości utleniacza regulowana jest poprzez zorganizowanie przepływu powietrza do skrzyń pod rusztem, to jest stref podmuchowych.

W kotłach rusztowych, znajdują się przestrzenie powietrzne, których zasilanie odbywa się poprzez kolektor powietrzny, zasilany powietrzem tłoczonym przez wentylator oraz który posiada szereg odgałęzień bocznych, służących do zasilania poszczególnych przestrzeni powietrznych pod rusztem kotła.

Pożądany rozkład rozpływu powietrza pod ruszt, osiągany jest dotychczas poprzez odpowiednie ustawianie klap regulacyjnych zamontowanych na odgałęzieniach zasilających przestrzenie powietrzne. Rozkład strumienia powietrza wzdłuż długości rusztu przebiega w trzech obszarach, to jest, w obszarze narastania strumienia, odpowiadającym procesowi spalania paliwa, obszarze dużego strumienia powietrza, odpowiadającym intensywnemu spalaniu paliwa oraz obszarze spadku strumienia, odpowiadającym procesowi dopalania paliwa, w którym maleje zapotrzebowanie na tlen.

Znane dotychczas rozwiązania, dotyczące utleniaczy w procesie spalania paliwa, nie mają możliwości zmiany jego jakości, a utleniaczami przeważnie jest powietrze pomieszane ze spalinami.

Takie rozwiązanie znane jest także z opisu polskiego wynalazku, numer zgłoszenia P-386602, dotyczącego układu recyrkulacji powietrza podmuchowego w ciepłowniczym kotle rusztowym, kotła rusztowego oraz sposobu recyrkulacji powietrza podmuchowego, w którym spaliny mieszane są z całym strumieniem powietrza, zatem pod cały ruszt dostarczana jest taka sama mieszanina spalin z powietrzem.

Celem wynalazku jest zwiększenie sprawności kotła, poprzez ograniczenie straty wylotowej w spalinach oraz straty chemicznej w żużlu a także ograniczenie emisji tlenku azotu.

Cel ten osiągnięto w wynalazku, którego istotą jest to, że wzdłuż rusztu zmienia się równocześnie ilość i jakość utleniacza, a więc następuje różnicowanie jakości utleniacza wzdłuż rusztu, poprzez regulację intensywności spalania, która pozwala na ograniczenie tworzenia tlenków azotu w warstwie paliwa oraz ograniczenie tworzenia spieków paliwa utrudniających jego wypalenie.

Sposób regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wzdłuż rusztu kolektora dokonuje się równoczesnej zmiany ilości i jakości utleniaczy, poprzez jednoczesne doprowadzenie bezpośrednio, w co najmniej dwóch różnych punktach kolektora zasilającego ruszt, co najmniej dwóch strumieni utleniaczy, różniących się zawartością tlenu.

Korzystnie w sposobie według wynalazku, co najmniej dwa strumienie utleniaczy są doprowadzane w dwóch przeciwległych końcach kolektora.

Korzystnie także w sposobie według wynalazku stosuje się utleniacze o odmiennej temperaturze.

Kolektor przeznaczony do regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wykonany jest jako co najmniej dwudrogowy układ przewodów gazowych, korzystnie w układzie jeden wewnątrz drugiego, a przewody podłączone są do odrębnych źródeł zasilania utleniaczami.

Korzystnie w kolektorze według wynalazku, na jego przekroju znajduje się jedna lub więcej klap zamykających światło kolektora, oddzielających od siebie część kolektora zasilanego różnymi rodzajami utleniacza.

Zaletami sposobu według wynalazku jest ograniczenie strat energetycznych kotła oraz ograniczenie emisji tlenków azotu. Ograniczenie strat energetycznych osiągane jest dzięki temu, że w obszarach o zmniejszonym zapotrzebowaniu na utleniacz podawane jest powietrze rozcieńczone spalinami, dzięki temu obniża się stężenie tlenu w wylotowych spalinach, natomiast w obszarach gdzie istnieje ryzyko spiekania paliwa intensywność spalania ulega zmniejszeniu dzięki obniżeniu stężenia tlenu.

PL 220 340 B1

Obniżona intensywność spalania prowadzi także do obniżenia temperatury w złożu, a tym samym do ograniczenia tworzenia tlenków azotu.

Sposób regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego w kotłach rusztowych oraz kolektor przeznaczony do realizacji tego sposobu, przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia schemat sposobu zasilania kolektora umożliwiającego osiągnięcie zmiennych parametrów utleniacza w kolektorze, fig. 2 - schemat sposobu zasilania kolektora z klapami, umożliwiającego osiągnięcie zmiennych parametrów utleniacza, a fig. 3 - schemat kolektora dwuprzewodowego dla dwóch różnych strumieni utleniaczy.

Sposób według wynalazku, polega na tym, że pod część rusztu 1, doprowadza się dwa różniące się strumienie utleniaczy U1 i U2, z których powietrze ze spalinami U1 tłoczone jest do jednego końca kolektora 2, podczas gdy drugi koniec zasilany jest utleniaczem U₂ to jest powietrzem.

Wartość strumieni utleniaczy U₁ i U₂ decydują o tym, jaka część kolektora 2 napełniona jest utleniaczem U₁, a jaka utleniaczem U₂.

Strumienie utleniaczy U₁ i U₂ korzystnie różnią się temperaturą.

W kolektorze 2, zmienny skład mieszaniny utleniaczy U₁ i U₂ może być uzyskany poprzez zamontowanie w kolektorze 2 klapy albo klap odcinających 3, pozwalających uzyskać odpowiedni rozpływ strumieni utleniaczy U₁ i U₂.

Zróżnicowany na długości rusztu 1 skład strumieni utleniaczy U₁ i U₂ można także osiągnąć poprzez prowadzenie ich dwoma oddzielnymi przewodami 4, 5, przebiegającymi równolegle, albo umieszczonymi jeden w drugim, dzięki czemu ewentualne nieszczelności przewodów 4 nie przyczyniają się do emisji gazów.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego, znamienny tym, że wzdłuż rusztu (1) kolektora (2) dokonuje się równoczesnej zmiany ilości i jakości utleniaczy, poprzez jednoczesne doprowadzenie bezpośrednio, w co najmniej dwóch różnych punktach kolektora (2) zasilającego ruszt (1), co najmniej dwóch strumieni utleniaczy (U₁) i (U₂), różniących się zawartością tlenu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej dwa strumienie utleniaczy (U1) i (U₂) są doprowadzane w dwóch przeciwległych końcach kolektora (2).
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się utleniacze (U₁) i (U₂) o odmiennej temperaturze.
4. 4. Kolektor przeznaczony do regulacji intensywności procesu spalania paliwa stałego, znamienny tym, że wykonany jest jako co najmniej dwudrogowy układ przewodów gazowych (4), (5) korzystnie w układzie jeden wewnątrz drugiego, a przewody (4), (5) podłączone są do odrębnych źródeł zasilania utleniaczami (U1) i (U2).
5. 5. Kolektor według zastrz. 4, znamienny tym, że na przekroju kolektora (2), znajduje się jedna lub więcej klap (3) zamykających światło kolektora (2), oddzielających od siebie część kolektora (2) zasilanego różnymi rodzajami utleniacza (U₁) i (U₂).