PL225711B1 - Palnik energetyczny zwłaszcza strumieniowy do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych zasilanych tangencjonalnie - Google Patents

Abstract

Palnik energetyczny, zwłaszcza strumieniowy, do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych zasilanych tangencjonalnie, wyposażony w pyłoprzewód, połączony z młynem proszkującym paliwo stałe, w dysze pyłowe, dysze powietrza wtórnego rdzeniowego, osadzone w dyszach pyłowych, dysze powietrza wtórnego stycznego, dysze powietrza górnego dopalającego, charakteryzuje się tym, że połączony z wylotem młyna wentylatorowego (M) pyłoprzewód (6), transportujący mieszaninę pyłu z czynnikiem nośnym, stanowią połączone ze sobą trwale pod kątem 90° kanałowy odcinek poziomy (13) i kanałowy odcinek pionowy (16) wyposażony w kaskadę korzystnie trzech kierownic płytowych (171, 172, 173), których odległość wzajemna stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości kanałowego odcinka pionowego (16), przy czym kierownice płytowe (171, 172, 173) są usytuowane kątowo w stosunku do jednej ze ścian kanałowego odcinka pionowego (16) i w zróżnicowanych od niej odległościach, rosnących w górę kaskady, a kąt (α1) odchylenia płaszczyzn czołowych kierownic płytowych (171, 172, 173) od ściany pionowego odcinka kanałowego (16) jest zawarty w przedziale 20° - 40°, ponadto równolegle do wewnętrznych ścian odcinka poziomego (13.) i kanałowego odcinka pionowego (16) znajduje się przegroda o kształcie komplementarnym, złożona z odcinka poziomego (14) z materiału litego i odcinka pionowego (15) z materiału perforowanego, połączonych pod kątem 90°, oddzielająca kanał dolny (12) pyłomieszaniny gęstej, połączony z dyszą pyłową główną (11), usytuowaną w dolnej części kolumny palnikowej (18) skierowaną wylotem w dół i tworzącą z osią poziomą kąt (α2) od 20° - 40° od usytuowanego w osi poziomej kanału górnego (13) pyłomieszaniny rozrzedzonej, którego wylot jest połączony osiowo z dyszą płytową zrzutową (10) zamocowaną poziomo w górnej części kolumny palnikowej (18), przy czym wlot kanału górnego (13) jest usytuowany nad kaskadą korzystnie trzech kierownic płytowych (171, 172, 173), a odległość między dolną krawędzią pionowego perforowanego odcinka przegrody (15) i płaszczyzną ostatniej kierownicy płytowej (173) kaskady stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości kanałowego pionowego odcinka (16), poza tym pionowy odcinek przegrody (15) jest wyposażony w jednakowe otwory o kształcie prostokątnym ułożone w pionowych rzędach, korzystnie w trzech rzędach, oddalonych od siebie na odległość dłuższego boku prostokątnego otworu, ponadto w końcówce wylotowej dyszy pyłowej głównej (11) znajduje się deflektor płytowy (1), a w końcówce wylotowej dyszy pyłowej zrzutowej (10) znajduje się deflektor płytowy (2), przy czym wewnątrz deflektorów płytowych (1, 2) są osadzone odpowiednio osiowo dysza powietrza wtórnego rdzeniowego (4) i dysza powietrza rdzeniowego (5), odchylone wylotem w dół o kąt (β) od 5° - 20°, poza tym na zewnętrznej stronie dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego (4) znajdują się podwójna dysza powietrza wewnętrznego (8) odchylona w dół o kąt (γ1) w przedziale 10° - 30° o wartości równej kątowi odchylenia dyszy pyłowej głównej (11), a na zewnętrznej stronie dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego (5) umieszczona jest druga podwójna dysza powietrza zewnętrznego (7), odchylona w dół o kąt (γ2) w przedziale 5° - 15°, ponadto nad dyszą pyłową zrzutową (10), usytuowaną w osi poziomej, jest zainstalowana dysza górna dopalająca (3) powietrza wtórnego, uchylna w zakresie kąta (γ3)+/- 15°.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest palnik energetyczny zwłaszcza strumieniowy do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych zasilanych tangencjonalnie przeznaczony do zastosowania w nowoczesnej energetyce ciepłowniczej nakierowanej na zmniejszenie emisji NO_x do normy określonej przepisami Unii Europejskiej.

Problem obniżenia tlenków azotu NO_x podczas spalania paliwa węglowego w kotłach energetycznych mającej swoje źródło zarówno w palniku w postaci emisji termicznych tlenków azotu w o bszarze płomienia jak i w komorze paleniskowej w postaci emisji paliwowych i termicznych tlenków azotu w obszarach lokalnego stężenia tlenu jest rozwiązywany w większym stopniu przez nowe niskoemisyjne konstrukcje komór paleniskowych niż palników.

Na przykład znane są ze stosowania w energociepłownictwie oraz z literatury patentowej różne rozwiązania konstrukcyjne komór paleniskowych zapewniające zmniejszony poziom emisji tlenków azotu NO_x, w postaci komór paleniskowych z tangencjonalnym podawaniem paliwa pyłowego i powietrza, stycznie do umownego koła wiru w centrum komory, jak na przykład opisany w polskim opisie patentowym PL 167 606 układ spalania koncentrycznego z podawaniem tangencjonalnym paliwa przy jednoczesnym wprowadzeniu powietrza wtórnego na różnych poziomach wysokości komory spalania. Ponadto w polskim opisie patentowym PL 193 565 firmy amerykańskiej ALSTOM POWER INC opisany jest sposób i układ spalania w komorach tangencjonalnych, w którym powietrze paliwowe i powietrze pierwotne doprowadza się w kierunku stycznym do pierwszego koła wiru w środku paleniska tak, że działają one wzajemnie z paliwem doprowadzonym stycznie do paleniska, a w polskim opisie patentowym PL 167 606 firmy amerykańskiej COMBUSTION ENGINEERING INC opisane jest rozwiązanie charakteryzujące się wytworzeniem w komorze paleniskowej kilku stref spalania wzbogaconych w paliwo.

Opisane rozwiązania niskoemisyjnych komór paleniskowych z tangencjonalnym podawaniem paliwa, rozwiązują problem zmniejszenia emisji tlenków azotu NOx przez zapewnienie optymalnej gospodarki paliwowo-powietrznej w przestrzeni komory paleniskowej przy jednoczesnym zapewnieniu reżimu stechiometrycznego związanego z niską emisją tlenków azotu. Innym przykładem jest rozwiązanie wielostrefowego paleniska, opisane w polskim opisie patentowym PL 211 304, w którym na ścianach komory paleniskowej zainstalowane są zintegrowane zespoły paliwowo-powietrzne, z których każdy posiada dyszę paliwową umieszczoną bezpośrednio pod dyszą powietrza a nad zintegrowanymi zespołami paliwowo-powietrznymi znajdują się dysze powietrza górnego, dysze powietrza dopalającego oraz palniki wtórnego spalania. Konstrukcja zapewnia wytworzenie 4-ech stref spalania i 2-u stref redukcyjnych, w wyniku czego występuje znaczne obniżenie emisji paliwowych tlenków azotu.

Opisane rozwiązania niskoemisyjnych komór paleniskowych z tangencjonalnym podawaniem pyłomieszaniny, mimo współuczestnictwa palników we wspólnym niskoemisyjnym spalaniu pyłu węglowego nie określają wymagań dla palników strumieniowych w zakresie emisji tlenków azotu bezpośrednio za palnikiem, mimo iż stwierdzone zostało, że konstrukcja palnika strumieniowego, zapewniająca precyzyjne sterowanie procesem spalania bezpośrednio za palnikiem, ma korzystny wpływ na tworzenie stref redukcji tlenków azotu NO_x w komorze paleniskowej kotła energetycznego. Znane są rozwiązania palników strumieniowych stosujących w celu zwiększenia strefy redukcji NO_x za palnikiem rozdział pyłomieszaniny z młyna proszkującego paliwo stałe, na pyłomieszaninę gęstą i pyłomieszan inę rozrzedzoną. Na przykład znane jest rozwiązanie palnika strumieniowego w którym dla zmniejszenia ilości wytwarzanych tlenków azotu NO_x stosuje się w palniku dystrybutory pyłu węglowego działające na zasadzie rozgałęzienia przewodu doprowadzającego mieszaninę pyłu i powietrza na liczne kanały, powodujące komplikację struktury palnika i znaczny wzrost wysokości z uwagi na dużą liczbę otworów wylotowych pyłomieszaniny na różnych poziomach wysokości. Znany jest również z niemieckiego opisu patentowego DE 4416945 palnik strumieniowy do spalania podsuszonego węgla brunatnego zainstalowany tangencjonalnie w komorze paleniskowej kotła energetycznego tak, że kierunek wypływu mieszaniny paliwowej z dyszy pyłowej jest styczny do teoretycznego koła wiru w centrum komory paleniskowej. Opisany palnik, w którym pyłomieszanina jest dostarczana na różne poziomy wysokości posiada dwie dysze pyłowe dolną i górną, w których osadzone są dysze powietrza rdzeniowego składające się z szeregu poprzecznych i podłużnych rurek umieszczonych w osi poziomej i w osi pionowej dzieląc wypływ pyłomieszaniny z dyszy pyłowej na 4-y krzyżowe części. Ponadto powyżej i poniżej każdej dyszy pyłowej umieszczone są dysze powietrza dodatkowego i środkowego

PL 225 711 B1 a między dyszami pyłowymi zainstalowane są dysze recyrkulacyjne spalin zapewniające osuszenie pyłu węgla brunatnego i przyspieszenie zapłonu.

Zastosowanie w opisanym palniku strumieniowym układu rozdziału pyłomieszaniny na różnych poziomach bez skutecznej separacji pyłu w wydzielonych strugach pyłomieszaniny powoduje brak stabilizacji zapłonu i niską skuteczność regulacji tworzenia termicznych tlenków azotu NO_x. Ponadto duże odległości między dyszami pyłowymi górną i dolną, wywołują naprężenia termiczne i wysokie obciążenie pasa palnikowego; zmniejszające trwałość komory paleniskowej.

Celem wynalazku jest opracowanie niskoemisyjnej konstrukcji palnika strumieniowego zapewniającej precyzyjne sterowanie spalaniem bezpośrednio za palnikiem w atmosferze redukcyjnej, przydatnego do współpracy z komorą paleniskową kotła energetycznego z tangencjonalnym podawaniem pyłu węglowego.

Istota palnika energetycznego zwłaszcza strumieniowego do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych z tangencjonalnym podawaniem paliwa pyłowego wyposażonego w pyłoprzewód połączony z młynem proszkującym paliwo stałe, w dysze pyłowe, dysze powietrza wtórnego rdzeniowego osadzone w dyszach pyłowych, dysze powietrza wtórnego stycznego, dysze powietrza górnego dopalającego, według wynalazku polega na tym, że połączony z wylotem młyna wentylatorowego pyłoprzewód transportujący mieszaninę pyłu z czynnikiem nośnym, stanowią połączone ze sobą trwale pod kątem 90° kanałowy odcinek poziomy i kanałowy odcinek pionowy, przy czym kanałowy odcinek pionowy jest wyposażony w kaskadę korzystnie trzech kierownic płyto wych, których odległość wzajemna stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości kanałowego odcinka pionowego pyłoprzewodu. Kierownice płytowe są usytuowane kątowo w stosunku do jednej ze ścian kanałowego odcinka pionowego i odległościowo w zróżnicowanych od niej odległościach rosnących w górę kaskady, przy czym kąt odchylenia płaszczyzn czołowych kierownic płytowych od ściany pionowego odcinka kanałowego pyłoprzewodu jest zawarty w przedziale 20-40°. Ponadto równolegle do wewnętrznych ścian odcinka poziomego i kanałowego odcinka pionowego pyłoprzewodu znajduje się przegroda o kształcie do nich komplementarnym, złożona z odcinka poziomego z materiału litego i odcinka pionowego z materiału perforowanego, połączonych ze sobą pod kątem 90°, oddzielająca kanał dolny pyłomieszaniny gęstej połączony z dyszą pyłową usytuowaną w dolnej części kolumny palnikowej, skierowaną wylotem w dół i tworzącą z osią poziomą kąt 20-40° od usytuowanego w osi poziomej kanału górnego pyłomieszaniny rozrzedzonej, którego wylot jest połączony z dyszą zrzutową usytuowaną poziomo w górnej części kolumny palnikowej. Ponadto wlot kanału górnego znajduje się nad kaskadą korzystnie trzech kierownic płytowych a odległość między dolną krawędzią pionowego perforowanego odcinka przegrody i płaszczyzną ostatniej kierownicy płytowej kaskady, stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości kanałowego odcinka pyłoprzewodu. Poza tym pionowy odcinek przegrody jest wyposażony w jednakowe otwory o kształcie prostokątnym ułożone w pionowych rzędach, korzystnie w trzech rzędach, oddalonych od siebie na odległość dłuższego boku prostokątnego otworu. Ponadto w końcówce wylotowej dyszy pyłowej głównej pyłomieszaniny o wysokiej koncentracji pyłu 60-80% znajduje się deflektor płytowy a w końcówce wylotowej dyszy zrzutowej znajduje się drugi deflektor płytowy pyłomieszaniny o niskiej koncentracji pyłu 40-20%, przy czym wewnątrz obydwu deflektorów płytowych są osadzone osiowo dysze powietrza wtórnego rdzeniowego odchylone wylotem w dół, o kąt od 5-20°, poza tym na zewnętrznej stronie pierwszej dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego znajdują się podwójna dysza powietrza wtórnego wewnętrznego odchylona w dół, o kąt w przedziale 10-30° o wartości równej kątowi odchylenia dyszy pyłowej głównej a po zewnętrznej stronie drugiej dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego umieszczona jest druga podwójna dysza powietrza wtórnego zewnętrznego odchylona w dół o kąt w przedziale 5-15°. Ponadto nad dyszą pyłową zrzutową usytuowaną w osi poziomej, usytuowana jest dysza górna dopalająca powietrza wtórnego, uchylna w zakresie +/- 15°.

Zastosowanie według wynalazku w niskoemisyjnym palniku strumieniowym przeznaczonym do komór paleniskowych z tangencjonalnym podawaniem paliwa, separatora pyłu, który oprócz zróżnicowania koncentracji pyłu w paliwie podawanym kanałem dolnym i górnym zapewnia wyrównanie ilości czynnika nośnego w obu kanałach dolnym i górnym transportujących pyłomieszaninę o koncentracji pyłu 60-80% i 40-20% powoduje wytworzenie w pobliżu dyszy pyłowej głównej oraz dyszy pyłowej zrzutowej, rozbudowanej aerodynamiczne strefy zapłonu, w której podczas spalania pyłomieszaniny gęstej koncentracji pyłu 60-80% generowane są pośrednie związki azotu CxHy, redukowane w atmosferze pozbawionej tlenu do azotu atmosferycznego. Ponadto odchylenie kątowe według wynalazku dyszy pyłowej głównej do dołu, zapewnia wydłużenie czasu przebywania pośrednich związków azotu CxHy co dodatkowo zwiększa ilość redukującą termicznych tlenków azotu NO_x. Poza tym

PL 225 711 B1 umieszczenie dysz powietrza rdzeniowego w deflektorach, usytuowanych w końcówkach wylotowych dyszy pyłowej głównej i dyszy pyłowej zrzutowej, zapewnia precyzyjną ilość powietrza gwarantującą stabilny zapłon.

Wynalazek został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny palnika strumieniowego a fig. 2 widok ogólny kolumny palnikowej palnika strumieniowego.

Palnik strumieniowy według wynalazku jest zainstalowany w kotle energetycznym z tangencjonalnym podawaniem paliwa pyłowego w postaci węgla brunatnego, przykładowo w kotle OP 650, w którym zainstalowano osiem kolumn palnikowych 18· Według wynalazku pyłoprzewód 6 transportujący mieszaninę pyłu z czynnikiem nośnym z młyna wylotowego M stanowią połączone ze sobą trwale pod kątem 90° kanałowy odcinek poziomy 13 i kanałowy odcinek pionowy 16. Według wynalazku kanałowy odcinek pionowy 16 pyłoprzewodu jest wyposażony w kaskadę trzech kierownic płytowych 17₁, 17₂, 17₃, których odległość wzajemna L₄ stanowi 0,5 do 0,75 przykładowo 0,66 szerokości L₅ kanałowego odcinka pionowego 16 pyłoprzewodu. Kierownice płytowe 17₁, 17₂, 17₃ są usytuowane kątowo w stosunku do jednej ze ścian kanałowego odcinka pionowego 16 pyłoprzewodu i w zróżnicowanych od niej odległościach L₁, L₂, L₃ rosnących w górę kaskady. Kąt Χα₁ odchylenia płaszczyzn czołowych kierownic płytowych 17₁, 17₂, 17₃ od ściany kanałowego odcinka pionowego 16 pyłoprzewodu jest zawarty w przedziale 20-40° przykładowo 30°. Ponadto równolegle do wewnętrznych ścian odcinka poziomego 13 pyłoprzewodu i kanałowego odcinka pionowego 16 pyłoprzewodu znajduje się przegroda o kształcie komplementarnym do ich kształtu złożona z odcinka poziomego 14 wykonanego z materiału litego i odcinka pionowego 15 wykonanego z materiału perforowanego, które są połączone pod kątem 90°, oddzielająca kanał dolny 12 pyłomieszaniny gęstej połączony z dyszą pyłową główną 11 zainstalowaną w dolnej części kolumny palnikowej 18 skierowaną wylotem w dół i tworzącą z osią poziomą Χα₂ od 20-40° przykładowo 30°, od usytuowanego w osi poziomej kanału górnego 13 pyłomieszaniny rozrzedzonej. Wylot kanału górnego 13 jest połączony osiowo z dyszą pyłową zrzutową 10 zainstalowaną w górnej części kolumny palnikowej 18 a wlot kanału górnego 13 pyłomieszaniny rozrzedzonej jest według wynalazku usytuowany nad kaskadą trzech kierownic płytowych 17₁, 17₂, 17₃. Według wynalazku odległość L₆ między dolną krawędzią pionowego perforowanego odcinka przegrody 15 i płaszczyzną ostatniej kierownicy płytowej 17₃ kaskady, stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości L₅ kanałowego pionowego odcinka 16 pyłoprzewodu. Pionowy odcinek przegrody 15 jest wyposażony w jednakowe otwory o kształcie prostokątnym ułożone w pionowych rzędach, przykładowo w trzech rzędach, oddalonych od siebie na odległość dłuższego boku prostokątnego otworu. Osadzona w górnej części kolumny palnikowej 18 dysza pyłowa zrzutowa 10 zapewnia wprowadzenie pyłomieszaniny rozrzedzonej o koncentracji pyłu 20% do komory paleniskowej w osi poziomej, prostopadle do płaszczyzny przepływu. Osadzona w dolnej części kolumny paleniskowej 18 dysza pyłowa główna 11 skierowana wylotem w dół pod kątem Χα₂ równym 30° zapewnia wprowadzenie pyłomieszaniny gęstej o wysokiej koncentracji pyłu rzędu 80% stycznie do koła zewnętrznego wiru w centrum komory paleniskowej. W częściach końcowych głównej dyszy pyłowej 11 i dyszy pyłowej zrzutowej 10 są osadzone osiowo deflektory płytowe, deflektor płytowy 1 w końcówce wylotowej dyszy pyłowej głównej 11 i deflektor płytowy 2 w końcówce wylotowej dyszy pyłowej zrzutowej 10, przy czym wewnątrz deflektorów płytowych 1 i 2 osadzone centrycznie, skierowane w dół odchylone o kąt Χβ 15°, dysze powietrza rdzeniowego odpowiednio dysza powietrza rdzeniowego 4 w deflektorze płytowym 1 i dysza powietrza rdzeniowego 5 w deflektorze płytowym 2, co powoduje rozbicie strug pyłomieszaniny gęstej o wysokiej koncentracji 80% i rozrzedzonej o 20% koncentracji pyłu oraz zagwarantowanie odpowiedniej ilości powietrza, zapewniających stabilny zapłon. Po zewnętrznych stronach dysz powietrza rdzeniowego 4 i 5 zamocowane są w kolumnie palnikowej 18 dwie podwójne dysze powietrza wtórnego zewnętrznego 7 i wewnętrznego 8. Pierwsza podwójna dysza powietrza wtórnego zewnętrznego 7 usytuowana na zewnątrz dyszy powietrza rdzeniowego 4 zawiera dwie zespolone równolegle dysze powietrza wtórnego zewnętrznego skierowane wylotem w dół i odchylone o kąt Χγ₂ 15° a druga podwójna dysza powietrza wtórnego wewnętrznego 8 usytuowana na zewnątrz dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego 5 zawiera dwie zespolone równolegle dysze powietrza wtórnego wewnętrznego skierowane wylotem w dół i odchylone o kąt Χγ₂ 30° równy kątowi Χα₂ odchylenia głównej dyszy pyłowej 11 podającej tangencjonalnie pyłomieszaninę do centrum komory paleniskowej. Odchylenie kątowe o Χγ₂ 30° dysz powietrza wtórnego wewnętrznego 8 zapewnia nakierowanie powietrza wewnętrznego wtórnego na to same hipotetycznie podstawowe koło wiru, co pyłomieszanina gęsta o koncentracji 80% pyłu wypływająca z dyszy pyłowej głównej 11. Natomiast odchylenie kątowe o Χγ₁ 15° dysz powietrza wtórnego zewnęPL 225 711 B1 trznego 7 zapewnia nakierowanie powietrza wtórnego zewnętrznego na hipotetyczne koło wiru w centrum komory paleniskowej kotła energetycznego o średnicy większej 30-70% od średnicy hipotetycznego podstawowego koła wiru w centrum komory paleniskowej, co zapewnia odseparowane części powietrza wtórnego poprawia wypalenie lotnych i stałych frakcji palnych w pobliżu ścian komory paleniskowej zwiększając ochronę ekranów ścian przed korozją niskotlenową. Ponadto nad zainstalowaną poziomo w kolumnie paleniskowej 18 dyszą pyłową zrzutową 10 usytuowana jest dysza górna dopalająca 3 powietrza wtórnego, uchylna w zakresie kątowym 4γ₃ ± 15° pozwalająca na lepsze dopalenie frakcji palnych paliwa.

Działanie palnika strumieniowego według wynalazku jest następujące.

Pyłomieszanina o koncentracji 0,4-0,7 kg/m z młyna wentylatorowego jest przesyłana do pionowego odcinka kanałowego 16 wyposażonego w zestawione kaskadowo trzy kierownice płytowe 17₁, 17₂, 17₃ oraz w przegrodę 15 rozdzielającą pyłoprzewód 6 na kanał dolny 12 i kanał górny 13. Średnie i duże cząstki pyłu trafiając na kaskadę kierownic 17₁, 172,17₃ odchylonych od pionowej osi przepływu o 4«, 20° są kierowane siłą inercji do kanału dolnego 12. Za każdą kierownicą 17₁, 172, 17₃ powstaje ujemne ciśnienie, w wyniku którego powietrze nośne przepływając między kierownicami 17₁, 17₂, 17₃ przez przerwy L₄, porywa ze sobą drobne frakcje pyłu o mniejszej sile inercji. Stwierdzone zostało, że zbyt duża odległość L₆ między dolną krawędzią pionowego odcinka przegrody 15 z jednakowymi otworami prostokątnymi a ostatnią kierownicą płytową 17₃ kaskady powoduje wyrównanie strumienia pyłu między kanałem dolnym 12 i kanałem górnym 13 a zbyt mała odległość L₆ uniemożliwia wyrównanie ilości powietrza nośnego w kanale dolnym 12 z wysoką koncentracją pyłu i w kanale górnym 13 z niską koncentracją pyłu stanowiące wartość kryterialną skuteczności separacji. Według wynalazku najlepszą skuteczność separacji pyłu uzyskuje się gdy odległość L₄ między kierownicami 17₁, 17₂, 17₃ jest równa odległości L₆ między dolną krawędzią perforowanej przegrody 15 a ostatnią w kaskadzie kierownicą oraz stanowi 0,66 szerokości L₅ pionowego kanału pyłomieszaniny 16. W przypadku, gdy w kanale dolnym 12 ciśnienie powietrza nośnego jest wyższe od ciśnienia powietrza nośnego w kanale górnym 13, wskutek różnicy ciśnień powietrze nośne przepływa przez prostokątne otwory przegrody 15 z kanału dolnego 12 do kanału górnego 13, Wysokości otworów przegrody 15 i ich rozmieszczenie wzajemne w trzech równoległych pionowych rzędach zapewnia, że z kanału dolnego 12 do kanału górnego 13 przepływa tylko powietrze nośne podczas, gdy pył o większej inercji pozostaje. Pyłomieszanina rozrzedzona o koncentracji pyłu od 20-40% przykładowo 30% jest kierowana kanałem górnym 13 przechodzącym w dyszę pyłową zrzutową 10 zainstalowaną poziomo osiowo w górnej części kolumny 18 palnika strumieniowego. Natomiast pyłomieszanina gęsta o koncentracji pyłu od 60% do 80% przykładowo 80% jest kierowana za pośrednictwem kanału dolnego 12 do głównej dyszy pyłowej 11, pochylonej do dołu pod kątem 4«₂ 5-20° przykładowo 15°. W celu ułatwienia zapłonu powietrze wtórne rdzeniowe z dysz powietrza rdzeniowego 4, 5 stanowiące część powietrza wtórnego, kierowane jest do deflektorów płytowych 1 i 2 osadzonych w końcówkach wylotowych dyszy pyłowej głównej 11 i dyszy pyłowej zrzutowej 10, powodując rozbicie strug pyłu. Generuje to strefę podciśnienia za palnikiem, które poprawia wymieszanie mieszanki palnej z gorącymi spalinami w pobliżu dyszy pyłowej głównej 11 oraz dyszy pyłowej zrzutowej 10 tworząc rozbudowaną aerodynamicznie strefę zapłonu, która inicjuje proces spalania paliwa w odległości przykładowo od 1 m do 2 m. Dodatkowo proces spalania wspomagany jest powietrzem wtórnym z podwójnych dysz powietrza wtórnego wewnętrznego 8 i powietrza wtórnego zewnętrznego 7. Ilość powietrza wtórnego jest regulowana przy pomocy klap regulacyjnych 9 zapewniając współczynnik nadmiaru powietrza λ 0,7, zabezpieczający prawidłowe spalanie oraz chłodzenie palnika podczas pracy bez podawania węglowego. Konstrukcyjny podział dysz powietrza wtórnego na dysze powietrza wtórnego wewnętrznego 8 i dysze powietrza wtórnego zewnętrznego 7 zapewnia ukierunkowanie wtórnego powietrza wewnętrznego na podstawowe hipotetyczne koło wiru w centrum komory a powietrza wtórnego zewnętrznego na hipotetyczne koła wiru o średnicy większej od 30-70%.

Claims (1)

1. Palnik energetyczny zwłaszcza strumieniowy do niskoemisyjnego spalania pyłu węglowego w kotłach energetycznych zasilanych tangencjonalnie, wyposażony w pyłoprzewód połączony z młynem proszkującym paliwo stałe, w dysze pyłowe, dysze powietrza wtórnego rdzeniowego osadzone w dyszach pyłowych, dysze powietrza wtórnego stycznego, dysze powietrza górnego dopalającego,

   PL 225 711 B1 znamienny tym, że połączony z wylotem młyna wentylatorowego (M) pyłoprzewód (6) transportujący mieszaninę pyłu z czynnikiem nośnym, stanowią połączone ze sobą trwale pod kątem 90° kanałowy odcinek poziomy (13) i kanałowy odcinek pionowy (16) wyposażony w kaskadę korzystnie trzech kierownic płytowych (171), (17₂), (17₃), których odległość wzajemna (L₄) stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości (L₅) kanałowego odcinka pionowego (16), przy czym kierownice płytowe (17₁), (17₂), (17₃) są usytuowane kątowo w stosunku do jednej ze ścian kanałowego odcinka pionowego (16) i w zróżnicowanych od niej odległościach (L₁), (L₂), (L₃) rosnących w górę kaskady, a kąt (X α,) odchylenia płaszczyzn czołowych kierownic płytowych (17₁), (172), (17₃) od ściany pionowego odcinka kanałowego (16) jest zawarty w przedziale 20-40°, ponadto równolegle do wewnętrznych ścian odcinka poziomego (13) i kanałowego odcinka pionowego (16) znajduje się przegroda o kształcie komplementarnym, złożona z odcinka poziomego (14) z materiału litego i odcinka pionowego (15) z materiału perforowanego, połączonych pod kątem 90°, oddzielająca kanał dolny (12) pyłomieszaniny gęstej połączony z dyszą pyłową główną (11) usytuowaną w dolnej części kolumny palnikowej (18) skierowaną wylotem w dół i tworzącą z osią poziomą kąt (Χα₂) od 20-40° od usytuowanego w osi poziomej kanału górnego (13) pyłomieszaniny rozrzedzonej, którego wylot jest połączony osiowo z dyszą płytową zrzutową (10) zamocowaną poziomo w górnej części kolumny palnikowej (18), przy czym wlot kanału górnego (13) jest usytuowany nad kaskadą korzystnie trzech kierownic płytowych (17₁), (17₂), (17₃) a odległość (L₆) między dolną krawędzią pionowego perforowanego odcinka przegrody (15) i płaszczyzną ostatniej kierownicy płytowej (17₃) kaskady, stanowi od 0,5 do 0,75 szerokości (L₅) kanałowego pionowego odcinka (16), poza tym pionowy odcinek przegrody (15) jest wyposażony w jednakowe otwory o kształcie prostokątnym ułożone w pionowych rzędach, korzystnie w trzech rzędach, oddalonych od siebie na odległość dłuższego boku prostokątnego otworu, ponadto w końcówce wylotowej dyszy pyłowej głównej (11) znajduje się deflektor płytowy (1), a w końcówce wylotowej dyszy pyłowej zrzutowej (10) znajduje się deflektor płytowy (2), przy czym wewnątrz deflektorów płytowych (1) i (2) są osadzone odpowiednio osiowo dysza powietrza wtórnego rdzeniowego (4) i dysza powietrza rdzeniowego (5) odchylone wylotem w dół o kąt (Χβ) od 5-20°, poza tym na zewnętrznej stronie dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego (4) znajdują się podwójna dysza powietrza wewnętrznego (8) odchylona w dół o kąt (Χγι) w przedziale 10-30° o wartości równej kątowi (Χα) odchylenia dyszy pyłowej głównej (11), a na zewnętrznej stronie dyszy powietrza wtórnego rdzeniowego (5) umieszczona jest druga podwójna dysza powietrza zewnętrznego (7) odchylona w dół o kąt (Χγ₂) w przedziale 5-15°, ponadto nad dyszą pyłową zrzutową (10), usytuowaną w osi poziomej, jest zainstalowana dysza górna dopalająca (3) powietrza wtórnego, uchylna w zakresie kąta (Χγ₃) +/- 15°.