Способ розжига топки с кипящим слоем Советский патент 1992 года по МПК F23C11/02 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании твердого топлива в топках с кипящим слоем.

Известен способ розжига топки с кипящим слоем, согласно которому подачу воздуха осуществляют периодически, чередуя ее с подачей порциями материала слоя, причем объем каждой порции составляет 3-5% от объема камеры сгорания, Над слоем инертного материала создают зону воспламенения и длительность подачи воздуха согласуют с временем проникновения пламени в нижнюю часть слоя.

Недостатком этого способа является высокая металлоемкость, так как для его реализации требуются дополнительные бункер и дозирующее устройство для подачи инертного материала. Кроме того, этот

способ не исключает образования агломератов из материала слоя вследствие его локального перегрева в моменты прекращения подачи воздуха.

Известен также способ розжига топки с кипящим слоем путем нагрева материала слоя до температуры воспламенения топлива и последующей подачи на смешение последнего с материалом слоя при одновременном подводе сжижающего агента с постоянным расходом и скоростью не менее начальной скорости псевдоожижения и отвода дымовых газов. Благодаря тому, что нагрев материала слоя и смешанного с ним твердого топлива осуществляется непосредственно в топке, исключается необходимость в дополнительных устройствах. При температурах выше температуры восп каЈ

Х|

СЛ

ю о

ламенения топлива слой находится в псев- доожиженном состоянии, что снижает возможность его агломерации.

Однако при реализации этого способа возможно выделение в газовую фазу продуктов пиролиза и неполного горения (Н2, СО, СН-з). Особенно это характерно для периода нагрева смеси топлива с материалом слоя до воспламенения. Кроме того, что выброс этих веи1еств в атмосферу представляет собой -экологическую опасность, их выделение может привести к серьезной аварии. Смесь с воздухом содержащая суммарно 5-6% Н2, СО и Chk взрывоопасна.

Наиболее близким к предлагаемому является способ розжига топки с кипящим слоем путем нагрева материала слоя до температуры воспламенения топлива и последующей подачи на смешение последнего с материалом слоя при одновременной подаче ожижающего агента с постоянным расходом и скоростью не менее, начальной скорости псевдоожижения, причем в процессе розжига содержание кислорода в воздухе на начало растопки поддерживают в диапазоне 25-50%, что обеспечивает взры- вобазопасное состояние.

Однако высокая концентрация кислорода в топке, если он там полностью вы- горает, не может гарантировать взрывобезопасность в конвективной части котла.

Цель изобретения - повышение взрыво- безопзсности и экологической чистоты.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу розжига топки с кипящим слоем путем нагрева материала слоя до температуры воспламенения топлива и последующей подачи на смешение последнего с материалом слоя при одновременном подводе ожижающего агента с постоянным расходом и скоростью не менее начальной скорости псевдоожижения, и отвода дымовых газов, расход ожижающего агента после смешения топлива со слоем увеличивают до номинального значения, при поддержании концентрации кислорода в дымовых газах 2-4 об.%. Благодаря тому, что этот кислород связывает горючие газы, выделяющиеся при нагреве топлива, их концентрация снижается. Таким образом, не достигается ее взрывоопасный предел и уменьшаются выбросы вредных газов в атмосферу.

Операция розжига топки с кипящим слоем заключается в нагреве материала слоя до режимной температуры 800-1000°С.

Эксперименты проводили на установке с площадью воздухораспределительной решетки 0,05 м2 и высотой 1,7 м. В качестве

материала слоя использовали шамотную крошку фракции 1-2 мм. Топливом служит канско-ачинский бурый уголь фракции 0,5- 3,0 мм.

Пример 1. Материал слоя и топливо

смешивают в холодном состоянии, затем ра - зогревают. В момент достижения слоем температуры воспламенения топлива подают расход воздуха 70 м/ч. В этот период

содержание кислорода в отходящих газах составляет около 8 об.%. Затем температура слоя самопроизвольно растет, а содержание кислорода уменьшается, Когда оно достигает2%, расход воздуха плавноувеличивают и доводят его до номинального-180 м /ч. В газах на выходе из топки горючие компоненты отсутствуют, время розжига 42 мин.

Пример 2. Опыт осуществляют аналогично примеру 1, но при минимальной концентрации кислорода 2%, а максимальной - 4%. Т.е. этот пример соответствует формуле изобретения. Режимная температура (800°С) достигнута после 4 циклов увеличения расхода воздуха. Горючие компоненты в газах отсутствуют, время розжига 28 мин.

Пример 3. Опыт проводят аналогии но, но диапазон концентраций кислорода

смещен в большую сторону (4-6%). Горючие компоненты в газах отсутствуют, время розжига 32 мин.

Пример 4. Опыт проводили по примеру 2, но диапазон концентраций кислорода смещен в меньшую сторону (1-2%). На выходе из топки в газах содержалось 3% горючих компонентов, время розжига 27 мин.

Представленные примеры показывают,

что при содержании кислорода в дымовых газах более 2 об.% горючие газы на выходе из топки практически отсутствуют. Однако увеличение концентрации кислорода более 4 об.% приводит к росту продолжительности операции розжига, что нецелесообразно. Следовательно, предлагаемый способ позволяет реализовать процесс розжига топки с кипящим слоем во взрывобезопас- ном режиме без выброса в атмосферу горючих газов и за сравнительно короткое время.

Формула изобретения Способ розжига топки с кипящим слоем путем нагрева материала слоя до температуры воспламенения топлива и последую щей подачи на смешение последнего с материалом слоя при одновременном подводе ожижающего агента с постоянным расходом и скоростью не менее начальной

скорости псевдоожижения и отвода дымо-го агента после смешения топлива со слоем

вых газов, отличающийся тем, что, сувеличивают до номинального значения при

целью повышения взрывобезопасности иподдержании концентрации кислорода в

экологической чистоты, расход ожижающе-дымовых газах 2-4 об.%.

Использование: при сжигании твердого топлива в топках с кипящим слоем. Сущность изобретения: расход сжижающего агента после смешения топлива со слоем увеличивают до номинального значения при поддержании концентрации кислорода в дымовых газах 2-4 об.%. При реализации данного способа достигается дополнитель ный эффект за счет сокращения продолжительности операции оозжига, к тому же реализация способа позволяет организовать процесс розжига топки с кипящим слоем во взрывобезопасном режиме и за сравнительно короткое время.