Система подготовки топлива Советский патент 1992 года по МПК F23K1/00 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях при подготовке в сжиганию высокоплавких бурых углей в системе пылеприготовления с мельницей-вентилятором, оснащен ной инерционным сепаратором пыли.

Известна система подготовки топлива котла с газовой сушкой топлива,содержащая бункер сырого угля, питатель сырого угля, газозаборную шахту, мельницу-вентилятор с инерционным сепаратором и пылеп- роводы подачи готовой пыли в горелки котла. Недостатком известной системы пылеприготовления является то, что в ней достаточно сложно осуществить глубокую предварительную подсушку угля, до поступления ее в мельницу-вентилятор, за счет перераспределения тепла сушильного агента, затрачиваемого на испарение влаги топлива

между мельницей-вентилятором и газозаборной шахтой. Из опыта эксплуатации пы- лесистемы с мельницами-вентиляторами, известно, что для влагосъема,приходящего- ся на нисходящий участок сушки в газозаборной шахте, при подаче кусков угля крупностью 15-20 мм,составляет не более 25% от всего количества испаренной влаги. Поэтому основная доля влаги удаляется из угля в процессе его размола в мельнице- вентиляторе при более низких температурах сушильного агента (по сравнению с температурой в газозаборной шахте) и интенсифицировать процесс сушки пыли за счет увеличения температуры сушильного агента не предоставляется возможным по причине ограничения температуры аэросмеси за мельницей-вентилятором, по условиям взрывопожаробезопасности не более 20°С.

О

ю ел

Поэтому для интенсификации процесса сушки угля увеличивают температуру сушильного агента на нисходящем участке сушки в газозаборной шахте (до 950- 1000°С) или длину нисходящего участка сушки, либо используют предварительную газовую сушку мелкого сырого угля ( а до 6 мм) во взвешенном состоянии.

Однако использование вышеуказанных технических мероприятий не всегда экономически целесообразно. Так, увеличение температуры сушильного агента в газозаборной шахте снижает надежность работы газозаборной шахты (обгорание обмуровки), а увеличение длины нисходящего участка сушки в ГЗШ и применение устройства для предварительной подсушки наряду с дополнительными затратами и усложнением схемы не всегда технически реализуются в габаритах главных корпусов ТЭС.

Существенным недостатком известной системы пылеприготовления является и то, что достаточно низкая температура азрос- меси за мельницей (150-220°С), не позволяет при ограниченном времени протекания процесса нагрева и сушки выделить летучие вещества из крупных кусков угля, что в свою очередь не позволяет интенсифицировать процесс выгорания пыли на начальном участке факела и снизить образование топливных окислов азота, за счет связывания атомарного азота в нейтральные молекулы NZ при минимальном содержании кислорода в сушильном агенте.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа система подготовки топлива к котельному агрегату, содержащая бункер сырого угля, питатель сырого угля, мельницу с сепаратором, конвективный газоход .переходящий в шахту, основные и вспомогательные горелки. Недостатком известной системы подготовки топлива является то, что в существующих пылесистемах с мельницами-вентиляторами, в которых применяются неохлаждаемые газозаборные шахты, не предоставляется возможным резко интенсифицировать процесс сушки сырого угля на нисходящем участке газообразной шахты, за счет сжигания мелкой (готовой) угольной пыли в дополнительных горелках.

Кроме того, доля влагосьема на нисходящем участке газозаборной шахты за счет повышения температуры сушильного агента увеличивается незначительно из-за ограниченного в нем времени пребывания крупных кусков сырого угля. Известная система пылеприготовления не позволяет также осуществить частичную газификацию

угля в пылесистеме и связать при этом часть топливного азота, выходящего с летучими веществами в молекулы N2 и тем самым снизить образование вредных окислов азота

при сжигании готовой угольной пыли в топке котла, в связи с тем, что в дополнительную горелку подается мелкая угольная пыль, которая воспламеняется и частично выгорает в газозаборной шахте, с последующим

0 догоранием в топке.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности подготовки топлива путем высокотемпературной обработки глубокой угольной пыли в газозабор5 ной шахте котла.

Указанная цель достигается тем, в известной системе подготовки топлива с мельницей-вентилятором, инерционным сепаратором часть грубой угольной пыли из

0 поворотной камеры сепаратора подается по пылепроводу возврата, в верхнюю часть газозаборной шахты для глубокой сушки и высокотемпературной обработки. Глубокая сушка и высокотемпературная обработка

5 угольной пыли в газозаборной шахте осуществляется топочными газами котельного агрегата при температуре 700-800°С. Поскольку в газозаборную шахту возвращается прогретая (до температуры 150-220°С

0 за мельницей) угрубленная угольная пыль с влажностью значительно ниже влажности сырого угля, то в области температур газов 700-800°С, на участке газозаборной шахты до ввода сырого угля происходит дополни5 тельная ее подсушка, нагрев с частичным выделением летучих. Содержащаяся в возврате мелкая пыль частично выгорает, обеспечивая при этом снижение содержания кислорода в сушильном агенте. Выходящий

0 с летучими топливный азот в условиях малых концентраций кислорода не образует вредных окислов, связываясь в молекулы N2. При смешивании высоконагретой до (550-650°С), сухой грубой пыли с подавае5 мым в шахту сырым углем интенсифицируется процесс влагосъема на нисходящем участке сушки.

Термическая обработка грубой пыли в газозаборной шахте и увеличение глубины

0 подсушки сырого угля на нисходящем участке сушки обеспечивает в свою очередь повышение эффективности размола топлива и мельнице-вентиляторе.

Для регулирования температуры су5 шильного агента в газозаборной шахте пре- дусматривается подача о нее рециркулирующих газов через сопла,расположенные до и после трубопровода возврата пыли. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, чго заявляемая система подготовки топлиоа отличается тем, что инерционный сепаратор подключен к газозаборной шахте, через вихрезую часть поворотной камеры сепаратора, а шахта снабжена соплами подвода газов рециркуляции,расположенными до п после трубопровода.

Таким образом, заявляемая система подготовки топлиоа соответствует критерию изобретения и новизна.

Анализ известных технических решений в данной области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков с существенными отличительными признаками заявляемой системы подготовки топлива и признать заявляемое решение соответствующим критерию существенные отличия.

На чертеже показан общий вид системы подготовки топлива.

Система подготовки топлива содержит бункер сырого угля 1, питатель сырого угля 2 с течкой сырого топлива 3, примыкающей к газозаборной шахте 4, соединяющей топку котла 5 с мельницей-вентилятором 6. На мельнице-вентиляторе 6 установлен инерционный сепаратор 7, включающий поворотную камеру 8, шибера регулировки тонины помола 9, сепарационную камеру 10 и течку возврата 11. К верхней крышке сепаратора 7 со стороны сепарационной камеры 10 примыкает пыледелитель 12 с поярусно расположенными пылепроводами 13, примыкающими к горелкам 14 и коробам воздуха 15. Поворотная камера 8, инерционного сепаратора 7 соединяется через верхнюю часть поворотной камеры сепаратора пы- лепроводом возврата пыли 16 с верхней частью газозаборной шахты 4. Пылепровод возврата пыли 16 оснащен регулирующим шибером 17. К газозаборной шахте 4 подключены сопла подвода газов рециркуляции 18 и 19, расположенные до и после трубопровода 16 с рециркуляционными шиберами 20 и 21.

Система подготовки топлива работает следующим образом. В газозаборную шахту 4 из топки котла 5 поступают топочные газы с температурой 800-1000°С. К этим газам для регулирования температуры через сопло 19 добавляются холодные газы рециркуляции. После ввода газов рециркуляции по пылепроводу 16 в газозаборную шахту 4 подается до 70% угрубленной угольной пыли (с частью отработавшего в мельнице-вентиляторе сушильного агента 15-20%), отбираемой из верхней части поворотной камеры 8 инерционного сепаратора пыли 7, На участке газозаборной шахты (до ввода топлива) осуществляется глубокая сушка, высокотемпературный нагреэ возвращенной из сепаратора угрубленной угольной пыли при 600- 700°С. При этом часть тонкой пыли,содержащаяся з возврате.выгорает и тем самым снижается содержание кислорода в сушильном агенте, а грубая пыль высыхает и частично газифицируется. Для регулирования температуры сушильного агента перед мельницей-вентилятором в газозаборную шахту 4, перед вводом сырого топлива прс0 дусмотрена дополнительная подача холодных газов рециркуляции через сопло 18. Далее, при подаче сырого угля из бункера 1 питателем 2 по течке сырого угля 3 в газозаборную шахту 4, на нисходящем участке га5 зозаборной шахты происходит предварительная подсушка сырого топлива теплом сушильного агента и нагретой угольной пылью. Окончательная подсушка и размол углл осуществляется в

0 мельнице-вентиляторе 6. Из мельницы-вентилятора 6 продукты размола поступают в поворотную камеру 8 инерционного сепаратора пыли 7. За счет центробежных сил при изменении направления движения пылега5 зовый поток в поворотной камере 7 (до 70% наиболее грубой пыли) по пылепроводу 16 направляется в верхнюю часть газозаборной шахты, а остальное количество пыли, вместе с основной частью отработавшего

0 сушильного агента, поступает в сепарационную камеру 10 сепаратора пыли 7. Из сепарационной камеры 10 готовая пыль и отработавший сушильный агент направляется в пыледелитель 12 и по пылепроводу 13

5 в горелки 14 котла 5, а попавшая в. нее из поворотной камеры 8 грубая пыль по течке возврата 11 направляется на домол в мельницу-вентилятор. Для изменения количества возвращаемой из сепаратора в

0 газообразную шихту угольной пыли на трубопроводе 16 установлен регулирующий шибер 17.

Нагрев угольной пыли высокореакционных бурых углей, зо счет выхода азота топ5 лиза и связывания его в нейтральные молекулы N2 позволяет снизить образование окислов азота при сжигании ее в топке котла.

Внедрение предлагаемой системы под0 готовки топлива на котлах БКЗ-500 позволяет получить только за счет уменьшения ущерба, наносимого окружающей среде, го- довой экономический эффект 174,5

5 тыс.руб./год.

Формула изобретения Система подготовки топлива, содержащая газозаборную шихту с течкой подачи сырого топлива, мельницу-вентилятор и инерционный сепаратор с поворотной камерой, причем сепаратор подключен трубопроводом к верхней части газозаборной шахты, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности подготовки топлива, сепаратор подключен к газозаборной

шахте через верхнюю часть поворотной камеры, а шахта снабжена соплами подвода газов рециркуляции, расположенными до и после трубопровода.

Использование: для подготовки топлива путем размола в мельницах вентилятора. Сущность изобретения: сепаратор 7 подключен к газозаборной шахте 4 через верхнюю часть поворотной камеры 8, а шахта 4 снабжена соплами 18 и 19 подвода газов рециркуляции, что позволяет часть тонкой пыли направлять в шахту 4, где она сгорает. 1 ил.