PL246973B1 - Method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner - Google Patents
Method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner Download PDFInfo
- Publication number
- PL246973B1 PL246973B1 PL384187A PL38418707A PL246973B1 PL 246973 B1 PL246973 B1 PL 246973B1 PL 384187 A PL384187 A PL 384187A PL 38418707 A PL38418707 A PL 38418707A PL 246973 B1 PL246973 B1 PL 246973B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- air
- gas
- dust
- duct
- stream
- Prior art date
Links
Abstract
Sposób formowania strug mieszanki pyło-powietrznej, powietrza oraz gazu w wirowym palniku pyłowo-gazowym na pył węglowy i gaz rozpałkowy lub gaz koksowniczy, lub gaz ziemny, w szczególności niskoemisyjnym, charakteryzuje się tym, że strugę mieszanki pyło-powietrznej, w obszarze stożka (3) rury nośnej (2) poddaje się przyspieszeniu, a za stożkiem (3) poddaje się procesowi mieszania i wyrównywania obwodowego rozkładu pyłu w tej mieszance oraz zawirowaniu w przewodzie mieszanki pyło-powietrznej (1), po czym wprowadza się do komory paleniska (7) rozprowadzoną stożkowo, dalej wokół strugi mieszanki pyło-powietrznej wprowadza się współosiowo, równolegle do osi palnika bez zawirowania, strugę powietrza chłodząco-separującego, wokół strugi powietrza chłodząco-separującego, zawirowaną strugę powietrza wtórnego w podstechiometrycznej ilości, odchyloną przy wejściu do komory paleniska (7), oraz bez zawirowania strugę powietrza do spalania gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego i strugi gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego z dysz lanc (13) gazowych (12), wprowadzanych w postaci mieszaniny do komory paleniska (7), równolegle do osi palnika. W przewodzie mieszanki pyło-powietrznej (1) zabudowana jest za stożkiem (3) rury nośnej (2) zwężka (4) i na rurze (2), bliżej wylotu przewodu mieszanki pyło-powietrznej, zabudowany jest zawirowywacz pyłu (5). Współosiowo wokół przewodu mieszanki pyło-powietrznej (1) zabudowane są: przewód powietrza chłodząco-separującego (6), przewód powietrza wtórnego (9) oraz przewód powietrza do spalania gazu (11) z zabudowanymi u jego wylotu, na obwodzie palnika, wewnątrz przewodu lancami gazu (12) z dyszami gazowymi (13).The method of forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner for coal dust and light-up gas or coke-oven gas or natural gas, in particular low-emission, is characterized in that the stream of the dust-air mixture, in the area of the cone (3) of the supporting pipe (2), is subjected to acceleration, and behind the cone (3), it is subjected to a process of mixing and equalizing the circumferential distribution of dust in this mixture and swirling in the dust-air mixture duct (1), after which a conically distributed stream of cooling and separating air is introduced into the combustion chamber (7), then a stream of cooling and separating air is introduced coaxially, parallel to the burner axis without swirling, around the stream of the dust-air mixture, a swirling stream of secondary air in a substoichiometric amount, deflected at the entrance to the combustion chamber (7), and a stream of air for combustion of gas without swirling of ignition gas or coke oven gas or natural gas and jets of ignition gas or coke oven gas or natural gas from gas lance nozzles (13) (12), introduced as a mixture into the combustion chamber (7), parallel to the burner axis. In the dust-air mixture duct (1) a reducer (4) is installed behind the cone (3) of the supporting pipe (2) and a dust swirler (5) is installed on the pipe (2), closer to the outlet of the dust-air mixture duct. Coaxially around the dust-air mixture duct (1) there are installed: a cooling and separating air duct (6), a secondary air duct (9) and an air duct for gas combustion (11) with gas lances (12) with gas nozzles (13) installed at its outlet, on the burner circumference, inside the duct.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do formowania strug mieszanki pyło-powietrznej, powietrza oraz gazu w wirowym palniku pyłowo-gazowym na pył węglowy i gaz rozpałkowy lub gaz koksowniczy lub gaz ziemny, w szczególności w palniku niskoemisyjnym umożliwiającym równoległą i ciągłą pracę z użyciem obu rodzajów paliwa, przeznaczonym zwłaszcza do spalania w kotłach energetycznych.The subject of the invention is a method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a rotating dust-gas burner for coal dust and ignition gas or coke-oven gas or natural gas, in particular in a low-emission burner enabling parallel and continuous operation using both types of fuel, intended in particular for combustion in power boilers.
Znane są palniki do jednoczesnego wprowadzania kilku rodzajów paliwa do komory paleniskowej jak paliw stałych, ciekłych lub gazowych, gdzie rurę centralną palnika przez którą jest wprowadzane paliwo gazowe lub ciekłe otaczają dwie współosiowe rury, tworząc dwa pierścieniowe kanały. Przez wewnętrzny pierścieniowy kanał wprowadzane jest powietrze pierwotne, a przez zewnętrzny kanał pierścieniowy jest wprowadzany pył węglowy. Kanał pierwotnego powietrza posiada skośne wkładki, które wprowadzają w ruch strumień powietrza. Kanał zakończony jest rozbieżnym pierścieniowym wylotem powodującym ruch wirowy strumienia powietrza.Burners for simultaneously introducing several types of fuel into the combustion chamber, such as solid, liquid or gaseous fuels, are known, where the central pipe of the burner through which the gaseous or liquid fuel is introduced is surrounded by two coaxial pipes, creating two annular channels. Primary air is introduced through the inner annular channel, and coal dust is introduced through the outer annular channel. The primary air channel has oblique inserts that set the air stream in motion. The channel ends with a divergent annular outlet causing a swirling motion of the air stream.
Z polskiego opisu patentowego nr 170633 znany jest palnik do wprowadzania paliwa stałego, paliwa ciekłego i/lub gazowego oraz powietrza, zawierający trzy współosiowe, umieszczone jedna w drugiej rury, między którymi utworzone są kanały. Pierwszą rurą środkową wprowadzane jest paliwo ciekłe i/lub gazowe. Między pierwszą i drugą rurą pierścieniowym kanałem jest wprowadzane do strefy spalania równolegle do osi palnika powietrze pierwotne, które przyspiesza się przez szczelinowe otwory i kieruje się w stronę rdzenia płomienia. Między drugą i trzecią rurą drugim pierścieniowym kanałem wprowadzane jest do strefy spalania paliwo stałe z powietrzem przenoszącym. Na skierowanym w stronę strefy spalania końcu drugiej rury jest zamocowany na stałe, ukształtowany w formie płytki pierścień zaopatrzony w szereg dysz o osiach równoległych do osi palnika i mający powierzchnię stykającą się ze strefą spalania stanowiącą rozbieżny wylot dla każdej rury. Powierzchnie pierścienia stykające się z końcem pierwszej rury mają śrubowe zęby. Przy końcu zwróconym ku strefie spalania pierwsza rura otoczona jest na zewnątrz przez jeszcze jedną współosiową piątą rurę tworzącą pierścieniową przestrzeń zamkniętą na obu końcach i stanowiącą wymiennik ciepła.From the Polish patent description no. 170633 a burner for introducing solid fuel, liquid fuel and/or gaseous fuel and air is known, comprising three coaxial pipes placed one inside the other, between which channels are formed. Liquid and/or gaseous fuel is introduced through the first central pipe. Between the first and second pipe, primary air is introduced into the combustion zone parallel to the burner axis through an annular channel, which is accelerated through slotted holes and directed towards the flame core. Between the second and third pipe, solid fuel with conveying air is introduced into the combustion zone through a second annular channel. At the end of the second pipe directed towards the combustion zone, a plate-shaped ring is permanently attached, provided with a number of nozzles with axes parallel to the burner axis and having a surface in contact with the combustion zone constituting a divergent outlet for each pipe. The surfaces of the ring in contact with the end of the first pipe have helical teeth. At the end facing the combustion zone, the first tube is surrounded on the outside by another coaxial fifth tube, forming an annular space closed at both ends and constituting a heat exchanger.
Z polskiego opisu patentowego nr 190798 znany jest sposób i palnik do wprowadzania stałego, płynnego albo gazowego paliwa do strefy spalania pieca takiego jak piec obrotowy do wytwarzania klinkieru cementowego albo podobnych produktów, gdzie paliwo i powietrze pierwotne wprowadza się przez współśrodkowe, pierścieniowe przewody. Paliwo wprowadza się współśrodkowymi względem siebie dwoma przewodami, a powietrze pierwotne wprowadza się przez dwa podobne współśrodkowe i pierścieniowe przewody umieszczone na zewnątrz wokół przewodów paliwowych. Powietrze pierwotne z dwóch pierścieniowych zewnętrznych przewodów miesza się w przewodzie zbiorczym w palniku wraz z paliwem przed jego wyjściem do komory pieca.From the Polish patent description No. 190798 is known a method and a burner for introducing solid, liquid or gaseous fuel into the combustion zone of a furnace such as a rotary kiln for the production of cement clinker or similar products, where the fuel and primary air are introduced through concentric, annular conduits. The fuel is introduced through two concentric conduits with respect to each other, and the primary air is introduced through two similar concentric and annular conduits placed outside around the fuel conduits. The primary air from the two annular external conduits is mixed in a collecting conduit in the burner together with the fuel before it exits into the furnace chamber.
Z polskiego opisu patentowego nr 193507 znany jest sposób i urządzenie do wprowadzania paliwa stałego i gazu do komory spalania, gazu koksowniczego lub ziemnego lub pochodzącego z odmetanowania kopalń lub wielkopiecowego jako paliwa gazowego zwłaszcza do kotła energetycznego, gdzie w wybranym odgięciu palnikowym wprowadza się w otoczce powietrza chłodzącego 1-3 strug poziomo lub odchylonych w pionie mieszanki pyło-powietrznej, poniżej obok siebie po łuku wprowadza się strugami w ilości do 9 strug gaz koksowniczy lub gaz ziemny lub gaz pochodzący z odmetanowania kopalń lub gaz wielkopiecowy, w otoczce strugi powietrza pierwotnego w kształcie łuku w proporcji powietrza do gazu takiej, aby ilość powietrza podawana w otoczce była mniejsza od t eoretycznej ilości powietrza do spalania λ < 1. Powyżej strug mieszanki pyło-powietrznej wprowadza się szeroką najkorzystniej spłaszczoną poziomo lub odchyloną w pionie strugą lub strugami powietrze dopalające. Na obwodzie wokół strug mieszanki pyło-powietrznej, strug gazu w otoczce strugi powietrza pierwotnego oraz strug powietrza dopalającego lub wokół strug mieszanki pyło-powietrznej i strug powietrza dopalającego wprowadza się strugi powietrza chłodzącego.Polish patent description No. 193507 describes a method and device for introducing solid fuel and gas into the combustion chamber, coke oven gas or natural gas or gas originating from mine methane drainage or blast furnace gas as gaseous fuel, especially into a power boiler, where in a selected burner deflection 1-3 horizontal or vertically deflected streams of a dust-air mixture are introduced in an envelope of cooling air, below which coke oven gas or natural gas or gas originating from mine methane drainage or blast furnace gas are introduced in streams in the amount of up to 9 streams in an arc, in an envelope of a stream of primary air in the shape of an arc in an air to gas ratio such that the amount of air supplied in the envelope is less than the theoretical amount of air for combustion λ < 1. Above the streams of the dust-air mixture, a wide, preferably flattened horizontally or vertically deflected stream or streams of post-combustion air are introduced. Cooling air jets are introduced around the circumference of the dust-air mixture jets, the gas jets in the envelope of the primary air jet and the after-burning air jets or around the dust-air mixture jets and the after-burning air jets.
Z polskiego opisu patentowego nr 180190 znany jest palnik wirowy do spalania tylko jednego rodzaju paliwa, pyłu węglowego, z niską emisją tlenków azotu, zawierający rurę pyłową, układ doprowadzania powietrza wtórnego, gdzie rura pyłowa osadzona jest osiowo wewnątrz układu koncentrycznych rur powietrza wtórnego, rury zewnętrznej i rury wewnętrznej profilowanej łukowo i jest wyposażona w wlot ślimakowy. Posiada rurę nośną osadzoną koncentrycznie w rurze pyłowej, gdzie na jej obwodzie o większej średnicy są osadzone łukowate łopatki wyrównujące prostownicy, których kierunek wylotu jest równoległy do osi palnika, a kierunek wlotu jest styczny do kierunku przepływu mieszaniny pyłowopo wietrznej. W części wylotowej rury nośnej jest osadzony rozdzielający podwójny układ łopatkowy zawierający przemiennie osadzone na powierzchni tulei zakończonej stożkiem, łopatki płaskie równoległe do osi palnika oraz usytuowane ukośnie do osi palnika łopatki łukowe o kącie łuku do 20° do 30° o profilowanych grubościach. Wewnętrzna rura układu rur koncentrycznych doprowadzenia powietrza wtórnego jest wyprofilowana łukowo tworząc w przekroju poprzecznym kąt od 15° do 25° i jest wysunięta poza płaszczyznę wylotu rozdzielacza łopatkowego. Na jej powierzchni jest zamocowany zawirowywacz powietrza wtórnego zewnętrznego, a zawirowywacz powietrza wtórnego wewnętrznego jest zamocowany na powierzchni rury pyłowej.From the Polish patent description no. 180190 a swirl burner is known for burning only one type of fuel, coal dust, with low emission of nitrogen oxides, containing a dust pipe, a secondary air supply system, where the dust pipe is mounted axially inside a system of concentric secondary air pipes, an external pipe and an internal pipe profiled in an arc manner and is equipped with a screw inlet. It has a carrier pipe mounted concentrically in the dust pipe, where on its circumference of a larger diameter arc-shaped leveling blades of the straightener are mounted, the outlet direction of which is parallel to the burner axis, and the inlet direction is tangential to the direction of flow of the dust-air mixture. In the outlet part of the carrier pipe a separating double blade system is mounted containing alternately mounted on the surface of a sleeve ending with a cone, flat blades parallel to the burner axis and located diagonally to the burner axis arc blades with an arc angle of up to 20° to 30° with profiled thicknesses. The inner pipe of the secondary air supply concentric pipe system is arc-shaped, creating an angle of 15° to 25° in cross-section and extends beyond the outlet plane of the vane distributor. The outer secondary air swirler is mounted on its surface, and the inner secondary air swirler is mounted on the surface of the dust pipe.
Z polskiego opisu patentowego nr PL 191828 znany jest palnik wirowy do spalania pyłu węglowego z urządzeniem do monitorowania i regulacji ilości powietrza wtórnego, gdzie powietrze wtórne do spalania doprowadzane jest przez szczeliny o kształcie zbliżonym do trapezu, wycięte symetrycznie na obwodzie cylindrycznego korpusu palnika wirowego, które są przesłaniane przesuwającym się osiowo po korpusie palnika wirowego bębnem regulacyjnym, połączonym z trzpieniem elektrycznego siłownika liniowego. Potrzebna ilość przepływającego powietrza jest określana poprzez pomiar różnicy ciśnień statycznych w korpusie palnika wirowego, pomiędzy komorą wlotową ze szczelinami palnika wirowego i dyszą powietrza przed zawirowywaczem powietrza wtórnego, w płaszczyźnie zwężki pomiarowej, za pomocą układów rurek impulsowych, połączonych z kolektorami pomiarowymi, przy czym impuls pochodzący od różnicy ciśnień powietrza wewnątrz palnika wirowego jest przekształcany na sygnał elektryczny, powodujący odpowiedni przesuw bębna regulacyjnego.From the Polish patent description no. PL 191828 is known a swirl burner for burning coal dust with a device for monitoring and regulating the amount of secondary air, where the secondary air for combustion is supplied through slots of a shape similar to a trapezium, cut symmetrically on the circumference of the cylindrical body of the swirl burner, which are covered by a regulating drum moving axially along the body of the swirl burner, connected to the pin of the electric linear actuator. The required amount of air flowing is determined by measuring the difference in static pressures in the body of the swirl burner, between the inlet chamber with the slots of the swirl burner and the air nozzle before the secondary air swirler, in the plane of the measuring orifice, by means of impulse tube systems connected to measuring collectors, whereby the impulse from the difference in air pressures inside the swirl burner is converted into an electric signal, causing the appropriate movement of the regulating drum.
Ze zgłoszenia wynalazku nr P-304459 znany jest sposób spalania paliw stałych z obniżoną emisją tlenków azotu oraz palnik do spalania paliw stałych z obniżoną emisją tlenków azotu, gdzie sposób polega na podziale mieszanki pyłowo-powietrznej na dwa strumienie różniące się udziałem części palnych i rozmiarami cząstek. Strumień centralny mieszanki ma większe cząstki i mniejszą kaloryczność, a zawirowany strumień zewnętrzny mieszanki zawiera mniejsze cząstki pyłu o większej kaloryczności, przy czym strumień wewnętrzny spala się z liczbą nadmiaru powietrza równą około 0,7, a zewnętrzny strumień mieszanki spala się z liczbą nadmiaru powietrza równą około 1,0, natomiast do dopalania doprowadza się powietrze o zwiększonej prędkości. Palnik jest zbudowany z przewodu mieszanki, w którym jest usytuowany przewód wewnętrzny osłaniający palnik, a między nimi są usytuowane pierścienie kształtowe i przewód rozdzielający zakończony dyszą, tworzące szczeliny.From the patent application no. P-304459 a method of burning solid fuels with reduced emission of nitrogen oxides and a burner for burning solid fuels with reduced emission of nitrogen oxides are known, where the method consists in dividing the dust-air mixture into two streams differing in the share of combustible parts and particle sizes. The central stream of the mixture has larger particles and lower calorific value, and the swirled external stream of the mixture contains smaller dust particles with higher calorific value, wherein the internal stream burns with an excess air number of about 0.7, and the external stream of the mixture burns with an excess air number of about 1.0, while air with increased velocity is supplied for post-combustion. The burner is constructed of a mixture duct, in which an internal duct is located, shielding the burner, and between them there are shaped rings and a separating duct terminated with a nozzle, creating gaps.
W książce M. Pronobis pt. „Modernizacja kotłów energetycznych” WNT Warszawa 2002 r. opisane są palniki niskoemisyjne ze stopniowaniem powietrza, z zewnętrznym i wewnętrznym rozdziałem powietrza. Palniki z wewnętrznym rozdziałem powietrza jak palnik HTNR firmy Babcock-Hitachi posiadają dwie koncentryczne dysze powietrza II i III, a wewnątrz dyszy w przestrzeni pyłowej zabudowaną dyszę Venturi. Palnik ten ma stabilizator płomienia umożliwiający jednoznaczne umiejscowienie punktu zapłonu paliwa. Zawirowywacze są na strugach mieszanki pyłowo-powietrznej i na strugach powietrza II i III.In the book by M. Pronobis entitled "Modernization of power boilers" WNT Warszawa 2002, low-emission burners with air staging, with external and internal air distribution are described. Burners with internal air distribution, such as the HTNR burner by Babcock-Hitachi, have two concentric air nozzles II and III, and a Venturi nozzle built inside the nozzle in the dust space. This burner has a flame stabilizer that allows for unambiguous location of the fuel ignition point. The swirlers are on the dust-air mixture jets and on air jets II and III.
Opisane palniki firmy Steinmuller posiadają rozdzieloną strugę powietrza na powietrze II do spalania płynące dyszą paliwową oraz powietrze III wyprowadzone z otworów w ścianie ekranowej paleniska usytuowanych w pewnej odległości od palnika. Palniki te posiadają również rozdzieloną strugę pyłu.The described Steinmuller burners have a split air stream into air II for combustion flowing through the fuel nozzle and air III led out of holes in the screen wall of the furnace located at a certain distance from the burner. These burners also have a split dust stream.
Z polskiego opisu wzoru użytkowego nr 61743 znany jest palnik wirowy do spalania jednego rodzaju paliwa, pyłu węglowego, z niską emisją tlenków azotu, zawierający rurę mieszanki pyłowej ze stabilizatorem oraz dysze powietrza wtórnego drugo- i trzeciorzędowego z kierownicami, wyposażony w regulowany zawirowywacz pyłu, zawirowywacze powietrza drugorzędowego, kierownice stabilizacyjne pyłu i zwężkę kryzującą, gdzie na wlocie w przestrzeni kolana w przewodzie mieszanki pyło-powietrznej są umieszczone kierownice stabilizacyjne pyłu a za nimi zwężka kryzująca, dalej przesuwny zawirowywacz pyłu. Rura nośna zabudowana centralnie w przewodzie mieszanki pyło-powietrznej jest o jednakowej średnicy. Wokół przewodu mieszanki pyło-powietrznej jest zabudowany płaszcz dodatkowego powietrza osłonowego, zakończony rozszerzoną częścią na swoim wylocie.From the Polish description of utility model no. 61743 a swirl burner for burning one type of fuel, coal dust, with low emission of nitrogen oxides, containing a dust mixture pipe with a stabilizer and secondary and tertiary air nozzles with guide vanes, equipped with an adjustable dust swirler, secondary air swirlers, dust stabilization guide vanes and a restrictor, where at the inlet in the elbow space in the dust-air mixture duct there are dust stabilization guide vanes and behind them a restrictor, then a movable dust swirler. The carrier pipe built centrally in the dust-air mixture duct is of the same diameter. Around the dust-air mixture duct there is a jacket of additional protective air, terminated with a widened part at its outlet.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do formowania strug mieszanki pyłopowietrznej, powietrza oraz gazu w wirowym palniku pyłowo-gazowym do spalania pyłu węglowego i gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego, umożliwiających równoczesne i ciągłe spalanie dwu rodzajów paliwa, z niską emisją tlenków azotu.The purpose of the invention is to develop a method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner for burning coal dust and ignition gas or coke oven gas or natural gas, enabling simultaneous and continuous combustion of two types of fuel, with low nitrogen oxide emission.
Sposób formowania strug mieszanki pyło-powietrznej, powietrza oraz gazu w wirowym palniku pyłowo-gazowym na pył węglowy i gaz rozpałkowy lub gaz koksowniczy lub gaz ziemny, w szczególności niskoemisyjnym, w którym struga mieszanki pyło-powietrznej po uprzednim zawirowaniu pyłu w przewodzie mieszanki pyło-powietrznej podawana jest do komory paleniskowej strumieniem rozchylonym, w otulinie powietrza, struga powietrza wtórnego wprowadzana jest zawirowana o regulowanej ilości strumieniem odchylonym na wlocie do komory paleniskowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że strugę mieszanki pyło-powietrznej w obszarze stożka rury nośnej poddaje się przyspieszeniu do prędkości 20-25 m/s, następnie za stożkiem poddaje się procesowi mieszania i wyrównywania obwodowego rozkładu pyłu w mieszance pyło-powietrznej oraz zawirowaniu w przewodzie mieszanki pyłopowietrznej, po czym wprowadza się do komory paleniska rozprowadzoną stożkowo, wokół strugi mieszanki pyło-powietrznej wprowadza się z prędkością 20-25 m/s równolegle do osi palnika, bez zawirowania strugę powietrza chłodząco-separującego, wprowadzaną do komory paleniska w postaci otoczki powietrznej wokół stożka strugi mieszanki pyło-powietrznej, współosiowo wokół strugi powietrza chłodząco-separującego wprowadza się do komory paleniska z prędkością 30-50 m/s zawirowaną strugę powietrza wtórnego w podstechiometrycznej ilości przy współczynniku nadmiaru powietrza w zakresie 0,5-0,8, odchyloną przy wejściu do komory paleniska zgodnie z kierunkiem tworzącej stożka ukierunkowującego, oraz współosiowo wokół zawirowanej strugi powietrza wtórnego wprowadza się bez zawirowania, z prędkością 30-50 m/s strugę powietrza do spalania gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego w ilości w stosunku do gazu zależnej od ilości i jakości spalanego gazu dla zapewnienia spalania podstechiometrycznego lub skrajnie stechiometrycznego przy nadmiarze powietrza λ w zakresie 0,8-1,0 biorąc dla całości palnika pyłowo-gazowego i strugi gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego z dysz lancy gazowej z prędkością 40-60 m/s bez zawirowania, przy czym strugi mieszaniny gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego z powietrzem do spalania gazu wprowadza się do komory paleniska równolegle do osi palnika otaczając uformowany ze strug mieszanki pyło-powietrznej, strug powietrza chłodząco-separującego i strug powietrza wtórnego płomień i utrzymując strefę podstechiometrycznego spalania przy nadmiarze powietrza λ w zakresie 0,8-1,0. Ilość powietrza chłodząco-separującego, ilość powietrza wtórnego i ilość powietrza do spalania gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego jest regulowana wspólnie za pomocą obwodowych klap powietrza.The method of forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner for coal dust and light-up gas or coke-oven gas or natural gas, in particular a low-emission burner, in which the stream of the dust-air mixture, after prior swirling of the dust in the dust-air mixture duct, is fed to the combustion chamber in a deflected stream, in an air envelope, the stream of secondary air is introduced swirled with an adjustable amount by a deflected stream at the inlet to the combustion chamber according to the invention is characterized in that the stream of the dust-air mixture in the area of the cone of the supporting pipe is subjected to acceleration to a speed of 20-25 m/s, then behind the cone it is subjected to a process of mixing and equalizing the circumferential distribution of dust in the dust-air mixture and swirling in the dust-air mixture duct, after which a stream of the dust-air mixture distributed conically around the stream of the dust-air mixture is introduced to the combustion chamber a cooling and separating air stream is introduced at a speed of 20-25 m/s parallel to the burner axis, without swirling, introduced into the combustion chamber in the form of an air envelope around the cone of the dust-air mixture stream, a swirling secondary air stream is introduced into the combustion chamber coaxially around the cooling and separating air stream in a substoichiometric amount with an excess air coefficient in the range of 0.5-0.8, deflected at the entrance to the combustion chamber in accordance with the direction of the generatrix of the directing cone, and a swirling secondary air stream is introduced coaxially around the swirling secondary air stream without swirling, at a speed of 30-50 m/s, for the combustion of light-up gas or coke oven gas or natural gas in an amount in relation to the gas depending on the quantity and quality of the combusted gas to ensure substoichiometric or extremely stoichiometric combustion with an excess air coefficient λ in the range of 0.8-1.0, taking into account for the entire dust-gas burner and streams of light-up gas or coke-oven gas or natural gas from gas lance nozzles at a speed of 40-60 m/s without swirl, wherein streams of the mixture of light-up gas or coke-oven gas or natural gas with air for gas combustion are introduced into the combustion chamber parallel to the burner axis, surrounding the flame formed from streams of the dust-air mixture, streams of cooling-separating air and streams of secondary air and maintaining the substoichiometric combustion zone with excess air λ in the range of 0.8-1.0. The amount of cooling-separating air, the amount of secondary air and the amount of air for combustion of light-up gas or coke-oven gas or natural gas are jointly regulated by means of peripheral air dampers.
Urządzenie do formowania strug mieszanki pyło-powietrznej, powietrza oraz gazu w wirowym palniku pyłowo-gazowym na pył węglowy i gaz rozpałkowy lub gaz koksowniczy lub gaz ziemny, w szczególności niskoemisyjnym, zawierającym przewód mieszanki pyło-powietrznej ze stożkiem rury nośnej i zawirowywaczem pyłu, przewód powietrza osłonowego, przewód powietrza wtórnego z zawirowywaczem powietrza, obwodowe klapy powietrza według wynalazku charakteryzuje się tym, że w przewodzie mieszanki pyło-powietrznej zabudowana jest za stożkiem rury nośnej w miejscu większej średnicy rury nośnej, przed zawirowywaczem pyłu zwężka, współosiowo wokół przewodu mieszanki pyło-powietrznej zabudowany jest przewód powietrza chłodząco-separującego zakończony stożkiem ukierunkowującym, współosiowo wokół przewodu powietrza chłodząco-separującego zabudowany jest przewód powietrza wtórnego o przekroju zapewniającym podstechiometryczną ilość powietrza przy współczynniku nadmiaru powietrza λ w zakresie 0,5-0,8, oraz współosiowo wokół przewodu powietrza wtórnego zawiera zabudowany przewód powietrza do spalania gazu z zabudowanymi u jego wylotu na obwodzie palnika, wewnątrz przewodu powietrza do spalania gazu, lancami gazu z dyszami gazowymi.The device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner for coal dust and light-up gas or coke-oven gas or natural gas, in particular a low-emission one, comprising a dust-air mixture duct with a carrier pipe cone and a dust swirler, a shielding air duct, a secondary air duct with an air swirler, and peripheral air flaps according to the invention is characterized in that in the dust-air mixture duct a restrictor is installed behind the carrier pipe cone at the location of the larger diameter of the carrier pipe and in front of the dust swirler, a cooling and separating air duct is installed coaxially around the dust-air mixture duct terminated with a directing cone, a secondary air duct is installed coaxially around the cooling and separating air duct with a cross-section ensuring a substoichiometric amount of air with an excess air coefficient λ in the range of 0.5-0.8, and coaxially around the secondary air duct it contains an air duct for combustion of gas with gas lances with gas nozzles built into its outlet on the perimeter of the burner, inside the air duct for gas combustion.
Urządzenie posiada zabudowane obwodowe klapy powietrza do wspólnego regulowania ilości powietrza chłodząco-separującego, powietrza wtórnego i powietrza do spalania gazu rozpałkowego lub gazu koksowniczego lub gazu ziemnego.The device has built-in peripheral air flaps for joint regulation of the amount of cooling and separating air, secondary air and air for combustion of light-up gas or coke oven gas or natural gas.
Sposób i urządzenie do formowania strug mieszanki pyło-powietrznej, powietrza oraz gazu w wirowym palniku pyłowo-gazowym na pył węglowy i gaz rozpałkowy lub koksowniczy lub ziemny według wynalazku umożliwiają równoczesne i ciągłe spalanie dwu rodzajów paliwa, pyłu węglowego i gazu, z niską emisją tlenków azotu poprzez redukcję emisji paliwowych tlenków azotu w żagwi płomienia pyłu węglowego i gazu.The method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner for coal dust and light-up gas or coke oven gas or natural gas according to the invention enable simultaneous and continuous combustion of two types of fuel, coal dust and gas, with low emission of nitrogen oxides by reducing the emission of fuel nitrogen oxides in the coal dust and gas flame torch.
Powietrze chłodząco-separujące podane do komory paleniskowej bez zawirowania równolegle do osi palnika pyłowego z prędkością 20-35 m/s zapewnia chłodzenie przewodu mieszanki pyło-powietrznej oraz opóźnia łączenie się strug wypływającej mieszanki pyło-powietrznej z zawirowanymi strugami powietrza wtórnego, wytwarzając otoczkę powietrza wokół stożka mieszanki pyło-powietrznej. Strugi powietrza chłodząco-separującego zacieśniają mieszankę pyło-powietrzną i nieco ograniczają jej ekspansję, po czym mieszają się z mieszanką pyło-powietrzną i biorą udział w spalaniu.Cooling and separating air supplied to the combustion chamber without swirling parallel to the axis of the dust burner at a speed of 20-35 m/s ensures cooling of the dust-air mixture duct and delays the connection of the streams of the flowing dust-air mixture with the swirled streams of secondary air, creating an air envelope around the cone of the dust-air mixture. The cooling and separating air streams tighten the dust-air mixture and slightly limit its expansion, after which they mix with the dust-air mixture and participate in combustion.
Powietrze wtórne wprowadzane sposobem według wynalazku zapewnia dodatkowe opóźnienie w łączeniu się już zmieszanych ze sobą strug mieszanki pyło-powietrznej i powietrza chłodząco-separującego z powietrzem wtórnym oraz ogranicza ilość powstających paliwowych tlenków azotu poprzez opóźnienie zapłonu i zapewnienie spalania podstechiometrycznego w płomieniu palnika dwupaliwowego.The secondary air introduced by the method according to the invention provides an additional delay in the combination of the already mixed streams of the dust-air mixture and the cooling-separating air with the secondary air and limits the amount of generated fuel nitrogen oxides by delaying the ignition and ensuring substoichiometric combustion in the flame of the dual-fuel burner.
Gaz rozpałkowy lub gaz koksowniczy lub gaz ziemny podawany przez lance gazu rozmieszczone w przewodzie powietrza do spalania gazu jak według wynalazku, przy ilości powietrza do spalania gazu zgodnie z wynalazkiem, wprowadzany z dysz lanc gazowych z prędkością 40-60 m/s rozprzestrzenia się i miesza z powietrzem do spalania gazu wprowadzanym z prędkością 30-50 m/s, zapewniając dokładne wymieszanie gazu i powietrza wprowadzanych następnie do komory paleniska sposobem według wynalazku. Powietrze do spalania gazu pełni również rolę powietrza mieszająco-dopalającego, poprawiającego stabilność spalania w palniku.Lighting gas or coke oven gas or natural gas supplied by gas lances arranged in the air duct for gas combustion as in accordance with the invention, with the amount of air for gas combustion according to the invention, introduced from the gas lance nozzles at a speed of 40-60 m/s spreads and mixes with air for gas combustion introduced at a speed of 30-50 m/s, ensuring thorough mixing of gas and air then introduced into the combustion chamber by the method according to the invention. Air for gas combustion also acts as mixing and post-combustion air, improving combustion stability in the burner.
Uformowanie strug mieszanki pyło-powietrznej, strug powietrza chłodząco-separującego, strug powietrza wtórnego oraz strug mieszanki gazu z powietrzem zgodnie z wynalazkiem, wprowadzanych do komory paleniska, zapewniają spalanie z niską emisją paliwowych tlenków azotu w żagwi płomienia pyłu węglowego i gazu.The formation of streams of the dust-air mixture, streams of cooling and separating air, streams of secondary air and streams of the gas-air mixture in accordance with the invention, introduced into the combustion chamber, ensures combustion with low emission of fuel nitrogen oxides in the coal dust and gas flame torch.
W przypadku, gdy nie jest podawany gaz do kotła energetycznego przez lance gazowe, powietrze do spalania gazu przyjmuje rolę wyłącznie powietrza trzeciego, dopalająco-mieszającego, mającego na celu uzyskanie wysokiej jakości spalanie i obniżenie emisji tlenku węgla z kotła.If gas is not supplied to the power boiler through gas lances, the gas combustion air takes on the role of only the third, post-combustion and mixing air, aimed at achieving high-quality combustion and reducing carbon monoxide emissions from the boiler.
Zabudowane obwodowe klapy powietrza służą do wspólnego sumarycznego regulowania całej ilości powietrza wprowadzanego do palnika wirowego dwupaliwowego, tj. powietrza chłodząco-separującego, powietrza wtórnego i powietrza do spalania gazu, gdzie gaz jako drugie paliwo wprowadzany jest z odrębnym powietrzem.The built-in peripheral air dampers are used for common total regulation of the entire amount of air introduced into the dual-fuel swirl burner, i.e. cooling and separating air, secondary air and air for gas combustion, where gas as the second fuel is introduced with separate air.
Sposób i urządzenie według wynalazku zapewniają aerodynamiczną samoregulację parametrów w zakresie obciążeń palnika podczas jego pracy w kotle. Stąd zgodnie z wynalazkiem nie ma potrzeby zabudowy specjalnych elementów do kontroli i kształtowania prędkości poszczególnych strug i współczynników nadmiaru powietrza.The method and device according to the invention provide aerodynamic self-regulation of parameters in the range of burner loads during its operation in the boiler. Hence, according to the invention, there is no need to install special elements for controlling and shaping the speed of individual streams and air excess coefficients.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy przez wirowy palnik pyłowo-gazowy, fig. 2 - schematycznie przedstawiony kierunek wypływu strug mieszanki pyło-powietrznej, strug powietrza chłodząco-separującego, strug powietrza wtórnego oraz strug mieszanki gazu z powietrzem do spalania gazu z poszczególnych dysz, w przekroju pionowym przez wirowy palnik pyłowo-gazowy.The subject of the invention is presented in an example embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a vertical cross-section through a swirling dust-gas burner, Fig. 2 - a schematic representation of the direction of outflow of the dust-air mixture streams, the cooling-separating air stream, the secondary air stream and the gas-air mixture stream for gas combustion from individual nozzles, in a vertical cross-section through a swirling dust-gas burner.
Urządzenie do formowania strug mieszanki pyło-powietrznej, powietrza oraz gazu zgodnie z przykładem wykonania wynalazku jest zabudowane w wirowym niskoemisyjnym palniku pyłowo-gazowym do spalania pyłu węglowego i gazu koksowniczego. Wirowy palnik pyłowo-gazowy zawiera przewód mieszanki pyło-powietrznej i w którym koncentrycznie jest zabudowana rura nośna 2 posiadająca stożek 3, zwiększająca wzdłuż stożka 3 swoją średnicę z Di do średnicy D2. Za stożkiem 3, na wewnętrznej powierzchni przewodu mieszanki pyło-powietrznej 1 w miejscu zmniejszenia przekroju przepływu mieszanki pyło-powietrznej przed zawirowywaczem pyłu 5 zabudowana jest zwężka 4. Współosiowo wokół przewodu mieszanki pyło-powietrznej i zabudowany jest przewód powietrza chłodząco-separującego 6 zakończony u wylotu w kierunku komory paleniskowej 7 stożkiem ukierunkowującym 8. Współosiowo wokół przewodu powietrza chłodząco-separującego 6 zabudowany jest przewód powietrza wtórnego 9 z zabudowanym zawirowywaczem powietrza wtórnego 10, o przekroju tak dobranym, aby zapewnić podstechiometryczną ilość powietrza przy współczynniku nadmiaru powietrza λ w zakresie 0,5-0,8.The device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas according to an embodiment of the invention is built into a low-emission vortex dust-gas burner for burning coal dust and coke oven gas. The vortex dust-gas burner comprises a duct for the dust-air mixture and in which a carrier pipe 2 having a cone 3 is built in concentrically, increasing its diameter along the cone 3 from Di to diameter D2. Behind the cone 3, on the inner surface of the dust-air mixture duct 1, at the place where the cross-section of the dust-air mixture flow is reduced, before the dust swirler 5, a restrictor 4 is built. Coaxially around the dust-air mixture duct, a cooling and separating air duct 6 is built, terminated at the outlet towards the combustion chamber 7 with a directing cone 8. Coaxially around the cooling and separating air duct 6 is built a secondary air duct 9 with a built-in secondary air swirler 10, with a cross-section selected so as to ensure a sub-stoichiometric amount of air with an excess air coefficient λ in the range of 0.5-0.8.
Współosiowo wokół przewodu powietrza wtórnego 9 posiada zabudowany przewód powietrza do spalania gazu 11 z zabudowanymi u jego wylotu, rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie palnika, w ilości 6-10 sztuk lancami gazu 12. Każda z lanc gazu 12 posiada kilkanaście rozmieszczonych na końcówce lancy gazu 12 dysz 13 do wprowadzania gazu koksowniczego.Coaxially around the secondary air duct 9 there is a built-in air duct for gas combustion 11 with 6-10 gas lances 12 installed at its outlet, evenly distributed around the circumference of the burner. Each of the gas lances 12 has a dozen or so nozzles 13 for introducing coke oven gas, distributed at the end of the gas lance 12.
Do wspólnego regulowania ilości powietrza chłodząco-separującego, powietrza wtórnego i powietrza do spalania gazu koksowniczego zabudowane są obwodowe klapy powietrza 14.Circumferential air dampers 14 are installed to jointly regulate the amount of cooling and separating air, secondary air and air for combustion of coke oven gas.
Strugę mieszanki pyło-powietrznej 15 wprowadzoną do przewodu mieszanki pyło-powietrznej 1 w obszarze stożka 3 rury nośnej 2 poddaje się przyspieszeniu do prędkości 20-25 m/s, następnie za stożkiem 3 poddaje się procesowi mieszania i wyrównywania obwodowego rozkładu pyłu w mieszance pyło-powietrznej oraz zawirowaniu, po czym wprowadza się ją do komory paleniska 7 rozprowadzoną stożkowo.The stream of the dust-air mixture 15 introduced into the dust-air mixture duct 1 in the area of the cone 3 of the supporting pipe 2 is accelerated to a speed of 20-25 m/s, then behind the cone 3 it is subjected to a process of mixing and equalizing the circumferential distribution of dust in the dust-air mixture and to swirling, after which it is introduced into the combustion chamber 7 in a conical distribution.
Wokół strugi mieszanki pyło-powietrznej 15 wprowadza się równolegle do osi palnika, bez zawirowania, z prędkością 20-35 m/s strugę powietrza chłodząco-separującego 16, która zapewnia chłodzenie przewodu mieszanki pyło-powietrznej i oraz opóźnia łączenie się strug powietrza wtórnego 17 wpływającego do komory paleniska 7 ze strugami mieszanki pyło-powietrznej 15.Around the stream of dust-air mixture 15, a stream of cooling and separating air 16 is introduced parallel to the burner axis, without swirl, at a speed of 20-35 m/s, which ensures cooling of the dust-air mixture duct and delays the combining of streams of secondary air 17 flowing into the combustion chamber 7 with streams of dust-air mixture 15.
Współosiowo wokół strugi powietrza chłodząco-separującego 16 wprowadza się do komory paleniska 7 z prędkością 30-50 m/s zawirowaną strugę powietrza wtórnego 17, w podstechiometrycznej ilości powietrza przy współczynniku nadmiaru powietrza λ w zakresie 0,5-0,8, odchyloną przy wejściu do komory paleniska 7 zgodnie z kierunkiem tworzącej 18 stożka ukierunkowującego 8.A swirled stream of secondary air 17 is introduced coaxially around the cooling and separating air stream 16 into the combustion chamber 7 at a speed of 30-50 m/s, in a substoichiometric amount of air with an excess air coefficient λ in the range of 0.5-0.8, deflected at the entrance to the combustion chamber 7 in the direction of the generatrix 18 of the directing cone 8.
Współosiowo wokół zawirowanej strugi powietrza wtórnego 17 wprowadza się bez zawirowania, z prędkością 30-50 m/s strugę powietrza do spalania gazu 19 w ilości w stosunku do gazu zależnej od ilości i jakości spalanego gazu dla zapewnienia spalania podstechiometrycznego przy nadmiarze powietrza zakresie λ = 0,8-1,0 biorąc dla całości palnika pyłowo-gazowego, oraz strugi gazu koksowniczego 20 z dysz 13 lanc gazowych 12, po czym strugi mieszaniny gazu koksowniczego z powietrzem do spalania gazu wprowadza się do komory paleniska równolegle do osi palnika. Struga mieszanki gazu koksowniczego i powietrza otacza płomień uformowany ze strug mieszanki pyło-powietrznej 15, strug powietrza chłodząco-separującego 16 i strug powietrza wtórnego 17, utrzymując strefę podstechiometrycznego spalania przy nadmiarze powietrza λ, w zakresie 0,8-1,0.Coaxially around the swirled secondary air stream 17, an air stream for gas combustion 19 is introduced without swirling, at a speed of 30-50 m/s, in an amount relative to the gas depending on the amount and quality of the combusted gas to ensure substoichiometric combustion with excess air in the range λ = 0.8-1.0, taking into account the entire dust-gas burner, and coke-oven gas streams 20 from nozzles 13 of gas lances 12, after which streams of the mixture of coke-oven gas with air for gas combustion are introduced into the combustion chamber parallel to the burner axis. The stream of the coke-oven gas and air mixture surrounds the flame formed from streams of the dust-air mixture 15, streams of cooling-separating air 16 and streams of secondary air 17, maintaining the substoichiometric combustion zone with excess air λ, in the range 0.8-1.0.
Ilość powietrza chłodząco-separującego, ilość powietrza wtórnego i ilość powietrza do spalania gazu reguluje się wspólnie za pomocą obwodowych klap powietrza 14.The amount of cooling and separating air, the amount of secondary air and the amount of air for gas combustion are jointly regulated by means of peripheral air flaps 14.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384187A PL246973B1 (en) | 2007-12-31 | 2007-12-31 | Method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL384187A PL246973B1 (en) | 2007-12-31 | 2007-12-31 | Method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL384187A1 PL384187A1 (en) | 2009-07-06 |
| PL246973B1 true PL246973B1 (en) | 2025-04-14 |
Family
ID=42986615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL384187A PL246973B1 (en) | 2007-12-31 | 2007-12-31 | Method and device for forming streams of a dust-air mixture, air and gas in a swirling dust-gas burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246973B1 (en) |
-
2007
- 2007-12-31 PL PL384187A patent/PL246973B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL384187A1 (en) | 2009-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5697306A (en) | Low NOx short flame burner with control of primary air/fuel ratio for NOx reduction | |
| US5199355A (en) | Low nox short flame burner | |
| EP0836048B1 (en) | Burner | |
| DK171450B1 (en) | Burner | |
| KR20070028506A (en) | Operation method of over air port, after air port, boiler, boiler equipment, boiler equipment and repair method of boiler equipment | |
| CN105627304A (en) | Strong-swirling-flow fuel staging ultra-low-nitrogen gas burner | |
| US5878676A (en) | Burner and furnace operated with at least one burner | |
| PL185110B1 (en) | Burner and combustion device operating in association therewith | |
| CN106895408A (en) | The low NO of multi fuelxBurner | |
| AU2013223872B2 (en) | Burner | |
| US5011400A (en) | Controlled flow split steam burner assembly with sorbent injection | |
| CN207112818U (en) | Multi fuel low-NOx combustor | |
| CA1254444A (en) | Controlled flow split stream burner assembly with sorbent injection | |
| CA2693538A1 (en) | Coal burner assembly | |
| EP0165725B1 (en) | Low pressure loss burner for coal-water slurry or fuel oil | |
| GB1585410A (en) | Burner | |
| KR100610725B1 (en) | Round burner for burning pulverized fuel | |
| US12270541B2 (en) | Combustion system for a boiler with fuel stream distribution means in a burner and method of combustion | |
| RU2541370C1 (en) | Burner for combustion of gaseous and/or liquid fuel | |
| WO2013091634A1 (en) | A method and a burner for introducing fuel into a burning zone of a kiln | |
| JP2023160352A (en) | powdered fuel burner | |
| SU1550275A1 (en) | Coal-dust swirl burner | |
| Gorelikov et al. | Pulverized coal torch combustion in a furnace | |
| KR101311008B1 (en) | Burner with center air jet | |
| UA127423U (en) | DUST GAS BURNER FOR BURNING SOLID SOLID FUEL |