Горелка на твёрдом топливе

Изобретение относится к области энергетики. Горелка (10) на твердом топливе содержит канал (12) подачи горючего материала с помощью подаваемого воздуха, муфель (20) горелки, причем муфель (20) горелки разделен на муфель (22) основной нагрузки и муфель (21) частичной нагрузки, причем муфель (21) частичной нагрузки имеет от 5 до 10% объема муфеля (22) основной нагрузки, причем муфель (21) частичной нагрузки имеет в основном коническую форму, симметричную оси вращения с осью вращения (25), при этом муфель (22) основной нагрузки имеет в основном форму, симметричную оси вращения, с осью вращения (25), при этом ось вращения (25) муфеля (22) основной нагрузки является удлинением оси вращения (25) муфеля (21) частичной нагрузки и при этом муфель (22) основной нагрузки непосредственно примыкает к муфелю (21) частичной нагрузки. Канал (30) подачи воздуха для горения выполнен по крайней мере из трех частей, так что первый канал (31) для подачи воздуха для горения и второй канал (32) для подачи воздуха для горения выполнены для его подачи в муфель (21) частичной нагрузки, а третий канал (33) подачи воздуха для горения выполнен для его подачи в муфель (22) основной нагрузки, первый канал (31) подачи воздуха для горения и второй канал (32) подачи воздуха для горения выполнены как кольцевой паз вокруг оси вращения (25), первый канал (31) расположен ближе к оси вращения (25), чем второй канал (32) подачи воздуха для горения, соотношение площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из первого канала (31) подачи воздуха для горения и площади поперечного сечения на выходе воздуха из второго канала (32) подачи воздуха для горения составляет от 1:8 до 1:10. Горелка позволяет достигнуть регулировочного соотношения 1:8 или выше. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение касается горелки на твердом топливе, содержащей канал для подачи горючего материала с помощью подаваемого воздуха, муфель горелки и, по крайней мере, один канал для подачи воздуха для горения.

Подобные горелки на твердом топливе используются, например, в генераторах горячего газа технологических установок. Примерами этого могут служить размалывающие сушильные установки для размалывания угля, цементного клинкера, доменного шлака, сырьевых смесей или других влажных, в частности, минеральных размельчаемых материалов. Также и в калийной, сахарной и гипсовой промышленности используются генераторы горячего газа, обогреваемые угольной пылью бурого или каменного угля. Подобные горелки могут применяться также в других обогревательных системах как, например, в нагревательных котлах для производства пара.

Известны различные технологии для горелок, использующих жидкое топливо, газ и твердые горючие материалы. В связи с высокой стоимостью горючих материалов и с учетом наличия ресурсов возникает желание заменять дорогие энергоносители как природный газ и жидкое топливо твердыми горючими материалами. Благодаря разработкам улучшенных систем сжигания твердого топлива на основе изобретений могут рассматриваться твердые горючие материалы как, например, пылеобразный каменный и бурый уголь, пылеобразная биомасса или их смеси.

Подобная горелка известна, например, по патенту DE 19706077 А1. У этой горелки подается размельченный горючий материал, называемый как горючая пыль, под давлением в камеру сгорания и сжигается при подаче воздуха для горения. На выходе располагается на горелке муфель, канал для подачи сжигаемого газа и смесительный блок, который устанавливается на муфеле горелки.

Другая горелка известна по патенту DE 10232373 А1, которая представляет собой дальнейшее усовершенствование горелки по патенту DE 19725613 А1 для сжигания твердого топлива. Такой тип горелки обозначается изготовителем как импульсная горелка.

В случае таких горелок подается угольная пыль вместе с газообразной несущей средой, которая может быть преимущественно воздухом, и вдувается с помощью вдувающего штуцера в реакционную камеру. Вдувной штуцер проходит от головки горелки до точки максимального диаметра конической реакционной камеры и имеет на выходном конце направляющий кожух.

Воздух для сжигания топлива подается по радиальной лопаточной решетке, расположенной в головной части реакционной камеры. Лопаточная решетка и часть реакционной камеры окружены кожухом для сбора воздуха, в котором воздух для сжигания топлива должен успокоиться и из которого воздух для сжигания топлива должен попадать через лопаточную решетку в реакционную камеру. Горелка производит благодаря образованию потоков большую зону турбулентных колебательных движений. В результате этого горючая пыль после своего выхода из направляющего кожуха до лопаток, направляющих воздух, которые установлены в зоне головки горелки, транспортируется обратно и нагревается вибрирующим винтообразным пламенем до примерно 1000 C° и воспламеняется. Поток пламени сам воспроизводит очень сильный импульс и вызывает очень быструю рециркуляцию газа. При дальнейших разработках было уделено особое внимание повышению стабильности пламени и скорости движения пламени.

Подобные и другие предлагаемые на рынке горелки на твердом топливе имеют диапазон регулирования 1:4. Как будет показано на следующем примере является такой диапазон регулирования, однако, для многих областей применения горелки недостаточным. Вследствие этого, возвращаются в настоящее время все чаще к горелкам на газообразном или жидком топливе, которое, однако, в результате сжигания дорогостоящих энергоносителей оказывается дорогим при эксплуатации. Желанием устранить этот недостаток является использование так называемых горелок двойного назначения, в которых, в зависимости от требуемой мощности, используется твердое топливо или в тех областях, в которых использование твердого топлива невозможно, используются газ или жидкое топливо. В случае горелок двойного назначения достигаются многие рабочие режимы также благодаря одновременному сжиганию твердого топлива с газообразным или жидким топливом.

Еще одной областью применения горелок являются генераторы горячего газа. Генераторы горячего газа используются, например, в установках для сухого размалывания при размалывании угля, чтобы получить горячий технологический газ. Размолотый уголь может, например, применяться при газификации угля или при производстве стали или чугуна в процессе впрыскивания угольной пыли.

В установках для размалывания угля, например, маятниковая центробежная роликовая мельница, валковая кольцевая мельница или вертикальная валковая мельница типа Леше используется влажный уголь при подаче горячих газов из процесса сухого размельчения и размалывается до угольной пыли. В подсоединенном разделительном агрегате, например, в фильтре отделяется размалываемая угольная пыль из смеси угольной пыли и газа. Другие области применения генераторов горячего газа составляют сушильные установки для большого количества органических и минеральных материалов.

Необходимые диапазоны регулирования горелки или же генератора горячего газа определяются параметрами последующих установок, потребляющих тепло. Это потребление зависит, в частности, от наличия влаги в размельчаемом и просушиваемом материале, необходимой пропускной способности аппаратуры, потребляющей тепло, в данном случае размалывающего агрегата, и окружающей температуры.

Далее наиболее подробно поясняется на примере наиболее успешный диапазон регулирования при сухом размалывании каменного угля в вертикальной валковой мельнице типа Леше.

Возможная минимальная и максимальная пропускная способность такой валковой мельницы составляет между 40% и 100%. Это означает, что мельница имеет регулировочное соотношение 1:2,5.

Если минимальная пропускная способность получается при очень низкой влажности размалываемого материала и относительно высокой внешней температуре, то требуется только относительно небольшая тепловая энергия для сушки. Максимальный расход тепловой энергии получается при максимальной пропускной способности мельницы, при максимально допустимой влажности размалываемого и просушиваемого материала, а также при относительно низкой наружной температуре.

Так при размалывании каменного угля при минимальной пропускной способности 32 т/час, при влажности 5% и наружной температуре 35 C° необходимо примерно 1, 695 MW для просушивания. При максимальной нагрузке, а именно при максимальной пропускной способности 80 т/час, при влажности 15%, а также при наружной температуре только 5 C° необходима тепловая энергия 13,8 MW.

Таким образом получается необходимое регулировочное соотношение 13,8:1,695, чтобы достигнуть экстремальных точек эксплуатации и расположенных между ними промежуточных точек эксплуатации, которое соответствует примерно соотношению 1:8,14. Такое высокое регулировочное соотношение не может быть достигнуто с помощью известных горелок на твердом топливе. Они имеют большей частью, как уже указывалось, максимальное регулировочное соотношение 1:4. Вследствие этого, используются генераторы горячего газа преимущественно с горелками на газовом или жидком топливе. Такие горелки работают, например, на установках для газификации угля на синтетическом газе и в случае установок с впрыскиванием угольной пыли для доменных процессов на колошниковом газе.

Для того, чтобы заменить горелки на жидком топливе или же на газообразном топливе на горелки на твердом топливе необходимо достигнуть регулировочное соотношение в пределах 1:8 до 1:10.

Задача заявленного изобретения состоит в том, чтобы создать горелку на твердом топливе и способ ее работы, которая позволяла бы достигнуть регулировочного соотношения 1:8 или выше.

Эта задача решается с помощью горелки на твердом топливе благодаря признакам пункта 1 формулы и способа работы горелки на твердом топливе благодаря признакам пункта 10 формулы.

Другие преимущества вариантов выполнения изобретения описаны в зависимых пунктах формулы со ссылкой на чертежи.

Согласно изобретению заявленная горелка на твердом топливе выполнена конструктивно таким образом, что муфель горелки разделен на основной рабочий муфель и вспомогательный рабочий муфель, причем вспомогательный рабочий муфель имеет от 5% до 10% объема основного рабочего муфеля. Сам вспомогательный рабочий муфель выполнен конструктивно в основном в виде конической симметричной формы вращения, которая имеет ось вращения. Основной рабочий муфель имеет аналогично основную симметричную форму вращения с осью вращения. Ось вращения основного рабочего муфеля и ось вращения вспомогательного рабочего муфеля расположены на продолжении относительно друг друга. Иначе говоря, можно говорить в данном случае о наличии одной единственной оси. Далее, основной рабочий муфель примыкает непосредственно к вспомогательному рабочему муфелю.

В основе заявленного изобретения заложена идея, что горелка указанного выше типа выполняется для рабочей точки большей частью при 100% нагрузке горелки. Если настроенная на такой режим работы горелка эксплуатируется при меньшей нагрузке, то уменьшается количество подаваемого воздуха для горения, так и уменьшается количество подаваемого горючего материала. При этом известно, что примерно при 30% до 40% от максимальной нагрузки горелки, которая настроена на максимальную нагрузку, скорости в головке горелки уменьшаются настолько, что нормальное самостоятельное горение уже не может более поддерживаться, и горелка прекращает свою работу, так как пламя исчезает. Этот эффект объясняется тем, что скорости потока воздуха для горения и горючего материала уменьшаются настолько, что не происходит достаточного смешивания воздуха для горения с порошкообразным горючим материалом, а также тем, что исчезает поддержание работы муфеля горелки, так как пламя удаляется слишком далеко от нее. Дополнительно к этому эффекту, играет значение недостаточное согласование соотношения воздух для горения - горючий материал.

Вследствие этого, основная идея заявленного изобретения состоит в том, чтобы горелку для полной нагрузки и для частичной нагрузки спроектировать по типу двухступенчатой системы, спланировать и выполнить. В соответствии с заявленным изобретением муфель горелки разделен на муфель основной нагрузки и на муфель частичной нагрузки. Муфель частичной загрузки имеет ярко выраженный меньший объем, чем муфель основной нагрузки. В результате этого достигается преимущество в том, что, если горелка, например, работает только на 20% от своей максимальной мощности, то пламя может отступать обратно в муфель частичной нагрузки и, поскольку он имеет меньший объем, оно может защищаться стенкой муфеля. Благодаря меньшему объему оказываются также достаточными скорости выходящих потоков воздуха для сгорания, а также сжигаемого материала, так что пламя не гасится. Однако, если горелка работает на полную мощность или близко к этому режиму, то может пламя горелки распространяться от муфеля частичной нагрузки в муфель основной нагрузки и занимать все пространство в муфеле горелки, которое обозначается как реакционное пространство. В этом случае часть пламени, которая находится за пределами муфеля частичной нагрузки, защищается муфелем основной нагрузки.

В этой связи находится головка горелки, то есть, зона, в которую, по крайней мере, подается горючий материал к муфелю горелки или же к камере сгорания, вблизи или в начале муфеля частичной нагрузки. Иными словами, состоит муфель горелки из малообъемного муфеля частичной нагрузки, который расширяется в направлении устья горелки и переходит к объемному муфелю частичной нагрузки. Это может достигаться, например, в форме двух цилиндров, расположенных концентрически на одной и той же оси вращения, или конструкций, аналогичных конической форме, при этом предусматривается переход от муфеля частичной нагрузки к муфелю основной нагрузки, в основном, в радиальном направлении.

Подача воздуха для горения выполнятся, по крайней мере, тремя частями. При этом первая часть подаваемого воздуха для горения и вторая часть подаваемого воздуха для горения выполнены для подачи воздуха для горения в муфель частичной нагрузки. Третья часть для подачи воздуха для горения предусматривается для подачи воздуха для горения в муфель полной нагрузки.

Благодаря делению подачи воздуха для горения на три различных потока может достигаться хорошее и целенаправленное сжигание горючего материала, так как может сохраняться определенное соотношение воздуха для горения к горючему материалу. Так, может, например, когда горелка работает только на 30% своей максимальной загрузки и пламя горения находится в основном в муфеле с частичной нагрузкой, может подаваться воздух для горения по различным каналам для подачи воздуха для горения, в основном, в муфеле частичной нагрузки. Это обеспечивает хорошее смешивание горючего материала с воздухом для горения, что, в свою очередь, обеспечивает эффективное сгорание и, с другой стороны, предотвращает погашение пламени. Другое преимущество, достигаемое благодаря делению потока, заключается в том, что отдельные подачи воздуха для горения по каналам оказываются соответственно меньшими. В результате этого, каналы подачи воздуха для горения осуществляют его подачу с большими скоростями, что положительно влияет на стабильность пламени.

Это создает особое преимущество в зоне меньшей нагрузки или мощности, так как в определенные моменты могут подаваться целенаправленно только незначительные количества воздуха для горения.

Важной основой для сжигания твердых материалов является поддержание температуры в области горения в так называемой точке образования золы. Если эти температуры будут превышены, то будут возникать наслоения в муфеле горелки, которые будут уменьшать эффективность горелки или будут препятствовать работе горелки уже через короткое время. Вследствие этого, горелки на твердом топливе работают с коэффициентом Лямбда 1,4 и 2,0.

Как результат, для сохранения коэффициента Лямбда количества воздуха для горения должны согласовываться как по месту, так и по времени в зависимости от получаемого тепла при горении с различными пылеобразными материалами. Такая согласованная по месту и по времени подача воздуха для горения может достигаться благодаря использованию в соответствии с заявленным изобретением разделения потока воздуха для горения.

Если горелка в соответствии с заявленным изобретением работает при, например, 30% загрузке от максимальной загрузки, то необходимо обеспечить, чтобы необходимый коэффициент Лямбда находился в области пламени. Это может опять достигаться благодаря тому, что объем потока воздуха для горения для третьего канала подачи воздуха для горения поддерживается относительно небольшим и большая часть воздуха для горения направляется через первый и/или второй канал подачи воздуха для горения непосредственно в муфель частичной нагрузки, так как в таком рабочем состоянии пламя находится в основном в муфеле частичной нагрузки. Иначе говоря, большая часть воздуха для горения направляется в муфель частичной нагрузки.

В общем могут первый и второй канал для подачи воздуха для горения располагаться произвольно в районе муфеля частичной нагрузки. Предпочтительным является то, что первый канал подачи воздуха для горения и второй канал подачи воздуха для горения выполнены конструктивно как кольцевой зазор вокруг оси вращения, причем первый канал подачи воздуха для горения выполнен на оси вращения ближе, чем второй канал подачи воздуха для горения. Благодаря такой конструкции достигается то, что воздух для горения свободно и равномерно может подаваться в муфель частичной нагрузки. Предполагая, что горючий материал вдувается относительно близко к оси вращения, то получается хорошее смешивание воздуха для горения с горючим материалом. С другой стороны, в результате этого подается к горючему материалу достаточное количество воздуха для горения.

Другое преимущество такой конструкции заключается в том, что, поскольку первый канал подачи воздуха для горения находится ближе к оси вращения, чем второй канал подачи воздуха для горения, принцип, который был уже описан в отношении муфеля для основной нагрузки и муфеля частичной нагрузки, выполняется также и в этом случае. Если горелка работает на нижнем пределе своей мощности, например, при 10% своей максимальной мощности, то необходимый воздух для горения скорее подается по первому каналу подачи воздуха для горения, который находится ближе к оси вращения, так как в таком рабочем состоянии также и пламя оказывается меньше. Если горелка будет, однако, работать при 30% или 80% своей максимальной мощности, то воздух для горения может также подаваться по второму каналу подачи воздуха для горения в муфель частичной нагрузки, что вызывает достаточную подачу воздуха для горения при соответствующих состояниях нагрузки.

В этой связи достигается преимущество, когда отношение площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из первого канала подачи воздуха для горения к площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из второго канала подачи воздуха для горения составляет от 1:8 до 1:10. Это означает, что площади поперечного сечения первого канала подачи воздуха для горения выполнены меньше, чем площади поперечного сечения второго канала подачи воздуха для горения. Это опять делает возможным, чтобы объемный поток при предполагаемой одинаковой скорости выходящего воздуха для горения первого канала подачи воздуха для горения оказывался меньше, чем из второго канала подачи воздуха для горения. В результате этого опять достигается то, что пламя оптимально защищается и может в достаточном количестве подаваться воздух для горения в зависимости от уровня нагрузки горелки.

В принципе площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из третьего канала подачи воздуха для горения могут выполняться любого размера. Однако выгодным оказывается то, когда отношение сумм площадей поперечного сечения на выходе воздуха для горения из первого канала подачи воздуха для горения и из второго канала подачи воздуха для горения к площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из третьего канала подачи воздуха для горения составляет от 1:7 до 1:11. Иначе говоря, выбор размеров поперечного сечения площадей на выходе воздуха для горения должен быть таким, чтобы при предполагаемой одинаковой скорости потока через поперечное сечение на выходе воздуха для горения из третьего канала подачи воздуха для горения, который направляет воздух для горения в муфель основной нагрузки, можно было направлять значительно больше воздуха для горения, чем по обоим каналам подачи воздуха для горения, которые направляют воздух для горения в муфель частичной нагрузки.

В результате этого достигается такое положение, что при состоянии нагрузки, например, 70% или более, в частности, в муфеле полной нагрузки имеется достаточное количество воздуха для горения, чтобы добиться, по возможности, оптимального сгорания горючего материала. В результате этого поддерживается также удлинение пламени горелки при работе при полной нагрузке, которая может, например, находиться в диапазоне 30% и 100% максимальной нагрузки.

Для того, чтобы иметь возможность еще улучшить подачу различных количеств воздуха для горения в зависимости от состояния нагрузки пламени горелки предусматривается установка насосов для подачи воздуха для горения к каналам подачи воздуха для горения и максимальные параметры скорости первого и второго каналов подачи воздуха для горения оказываются в 1,8 до 2,5 раз выше, чем максимальные параметры скорости подачи из третьего канала подачи воздуха для горения. Благодаря таким параметрам достигается то, что подается, с одной стороны, достаточное количество воздуха для горения в зависимости от различных режимов работы горелки, однако, также имеется достаточно высокий коэффициент Лямбда, чтобы предотвратить достижение точки размягчения шлака. Различные максимальные

параметры скорости влияют также на образование вихрей воздуха для горения, в результате чего достигается лучшее сжигание.

В одном предпочтительном варианте выполнения заявленного изобретения выполнены второй и/или третий канал подачи воздуха для горения в форме двух или более соответственно независимых каналов подачи воздуха для горения с независимыми поперечными сечениями. Это оказывается особенно выгодным в случае горелок с максимальной мощностью более, чем 10 MW. В основе такой идеи лежит то обстоятельство, что, аналогично как и указывалось выше, также в случае горелок, которые выполнены, например, с максимальной мощностью более, чем 100 MW, чтобы выгодным образом делить и дальше каналы подачи воздуха для горения, так что соответственно была бы возможной как оптимальная подача количества воздуха для горения, так и была выгодной позиция канала, подающего воздух для горения в муфель горелки. Это обстоятельство позволяет достигнуть высокого коэффициента Лямбда и, с другой стороны, достаточно высокого смешивания внутри муфеля горелки, так что происходит хорошее сжигание.

В этом отношении предпочтительно, чтобы второй и/или третий каналы подачи воздуха для горения были разделены в соотношении примерно 30:70 поперечных площадей для выхода воздуха для горения, при этом выход соответственно для меньшего потока воздуха для горения предусматривается ближе к осям вращения. Иначе говоря, например, второй канал подачи воздуха для горения делится на два отдельных канала подачи воздуха для горения, при этом другая расположенная ближе к оси вращения часть второго канала подачи воздуха для горения имеет 70% от общей площади поперечного сечения для выхода воздуха для горения. Таким же образом может делиться на две части также и третий канал подачи воздуха для горения, при этом одна часть имеет 30% и другая часть 70% от общей площади поперечного сечения для выхода воздуха для горения. Этим доказано, что подобное деление наилучшим образом удовлетворяет различным производственным режимам. При этом также учитывается, что в районе стенки муфеля горелки оказывает положительное влияние поток охлаждающего воздуха, уменьшая термическую нагрузку на муфель горелки. Этот эффект достигается благодаря тому, что расположенные снаружи площади поперечного сечения имеют большие размеры, чем те, которые расположены внутри, также в данном случае могут протекать большие количества воздуха. Обе части второго или третьего канала подачи воздуха для горения могут также работать при различных максимальных параметрах скоростей.

В одном предпочтительном варианте выполнения заявленного изобретения устанавливаются на выходе, по крайней мере, первого и второго канала подачи воздуха для горения винтообразные устройства для оказания влияния на потоки воздуха для горения в виде образования закругленных вихрей вокруг оси вращения внутри муфеля горелки частичной и основной нагрузки. В результате этого получается вихревая или турбулентная камера сгорания. Иначе говоря, возникает газовый поток, который вращается по спирали вокруг осей вращения или винтообразно. Полученный таким образом вихреобразный профиль газового потока направляет частички горючего материала на основании возникающего центробежного ускорении по круговой траектории по наружным стенкам камеры горения. В результате этого увеличивается время нахождения частичек горючего материала в муфеле горелки или же в зоне горения камеры сгорания, которая образуется муфелем горелк, в результате чего может достигаться лучшее полное сжигание топлива.

Далее заявленное изобретение касается способа работы горелки на твердом топливе. Такая горелка имеет, по крайней мере, первый канал подачи воздуха для горения, второй канал подачи воздуха для горения и третий канал для полдачи воздуха для горения. Кроме того, имеет она муфель горелки, который состоит из муфеля частичной нагрузки и муфеля полной нагрузки, при этом первый и второй канал подачи воздуха для горения выполнены для полдачи воздуха для горения в муфель частичной нагрузки. Третий канал подачи воздуха для горения выполнен для подачи воздуха для горения в муфель полной нагрузки. В соответствии с заявленным изобретением генератор горячего газа на твердом топливе готов к работе в непрерывном режиме между, примерно, 10% до 100% своей максимальной мощности. Далее предусматривается, что подача воздуха для горения регулируется таким образом, что пламя находится до, примерно, 30% от максимальной мощности генератора горячего газа на твердом топливе в основном внутри муфеля частичной нагрузки.

Так же и в основе заявленного способа основная идея состоит в том, что в случае горелок на твердом топливе указанного типа оказывается невозможным добиться рабочих режимов, которые осуществлялись бы при, примерно, 40% от максимальной мощности. Причиной этого является то, что в диапазоне нагрузки от 20% до 30% от максимальной нагрузки скорости потоков как воздуха для горения, так и подачи горючего материала оказываются настолько низкими, что происходит прерывание или же исчезновение пламени. Это вызывается тем, что пламя настолько далеко удаляется от муфеля горелки, что не имеется уже больше возможности поддерживать его в муфеле горелки.

Вследствие этого заявленным изобретением предусмотрено, что подача воздуха для горения регулируется таким образом, что пламя при значении 30% от максимальной мощности муфеля горелки, который образован муфелем полной нагрузки и муфелем частичной нагрузки, в основном возвращается в муфель частичной нагрузки. Этот муфель имеет небольшой объем по сравнению с муфелем большего объема. В результате этого, пламя в муфеле частичной нагрузки сохраняется лучше. С другой стороны, при меньших объемах потока воздуха для горения, а также при меньших объемах подаваемого горючего материала достигается достаточно хорошее смешивание и тем самым хорошее сжигание, так что пламя не гасится. В результате этого представляется возможным эксплуатировать горелку на твердом топливе непрерывно между 10% или менее до 100% от ее максимальной мощности.

Представляется предпочтительным предусмотреть, чтобы при эксплуатации горелки на твердом топливе при 10% от ее максимальной мощности функционировали бы второй и третий каналы подачи воздуха для горения с, примерно, 10% их максимального параметра скорости, и чтобы первый канал подачи воздуха для горения функционировал бы с, примерно, 70% его максимального параметра скорости.

Наряду с площадью поперечного сечения каналов на выходе воздуха для горения определяется скорость, с которой выдувается воздух для горения, а именно объем воздуха для горения за единицу времени. Это является решающим для влияния на режим горелки. Скорость потока является определяющей величиной, чтобы влиять на объем воздуха для горения, поступающего за единицу времени, так как площади поперечного сечения для выходящего воздуха для горения установлены конструктивно.

В рамках заявленного изобретения следует понимать под максимальной скоростью выходящего воздуха для горения, в частности, скорость потока, которая возникает, когда горелка работает при 100% своей максимальной мощности.

В результате работы второго и третьего каналов подачи воздуха для горения при, примерно, 10% их максимального параметра скорости и первого канала подачи воздуха для горения при, примерно, 70% его максимального параметра скорости достигается то, что при работе в режиме 10% от максимальной мощности горелки относительно небольшое пламя обеспечивается в основном благодаря первому каналу подачи воздуха для горения. Если этот канал подачи воздуха для горения расположен относительно близко от оси вращения и от выхода подаваемого воздуха для горения из канала подачи топлива, то в этом случае пламя обеспечивается в достаточной степени воздухом для горения и дополнительно сохраняется. Если первый канал подачи воздуха для горения выполнен конструктивно таким образом, что он направляет свой воздух для горения в муфель частично нагрузки, то благодаря заявленному способу достигается также такое регулирование, что прежде всего воздух для горения поступает в муфель частичной нагрузки. В результате этого дополнительно обеспечивается сохранение пламени, которое втягивается в муфель частичной нагрузки.

При работе горелки в диапазоне между, примерно, 10% и, примерно, 30% от максимальной мощности горелки на твердом топливе предпочитается повысить параметр скорости первого канала подачи воздуха для горения при непрерывной его работе от 70% до 100% и эксплуатировать при этом параметре. Дополнительно или альтернативно к этому может непрерывно повышаться максимальный параметр скорости от 10% до 20% из второго канала подачи воздуха для горения. Благодаря этому одному или обоим мероприятиям достигается то, что хотя подается достаточно большое количество воздуха для горения к пламени, так что оно может гореть при 30% своей максимальной мощности, однако, подача воздуха для горения осуществляется в основном по каналам подачи воздуха для горения в муфель частичной нагрузки. Тем самым достигается то, что пламя в основном находится в муфеле частичной нагрузки. Здесь пламя защищается в достаточной степени и не гасится, так что работа горелки обеспечивается только при 10% до 30% максимальной мощности горелки на твердом топливе.

Представляется выгодным при работе в диапазоне между 30% и 100% максимальной мощности горелки на твердом топливе постоянно повышать максимальный параметр скорости из канала подачи воздуха для горения от 20% до 100% его максимального значения. Благодаря такому выполнению работы учитывается повышенное требование подачи воздуха для горения к пламени. Второй канал подачи воздуха для горения находится на кромке муфеля частичной нагрузки, так что благодаря повышению объема потока воздуха для горения через второй канал подачи воздуха для горения, с одной стороны, надежно обеспечивается пламя дополнительным воздухом для горения в области муфеля частичной нагрузки и, с другой стороны, обеспечивается распространение пламени в муфель основной нагрузки.

В основном может при работе, начиная с 30% от максимальной мощности, также повышаться скорость потока воздуха для горения благодаря третьему каналу подачи воздуха для горения. При этом является предпочтительным, когда скорость потока воздуха для горения при работе в диапазоне между 40% и 100% максимальной мощности горелки на твердом топливе постепенно повышается от 10% до 100% своего максимального параметра скорости.

Благодаря такому выполнению, начиная с 40% от максимальной мощности, существенная часть воздуха для горения подается по третьему каналу подачи воздуха для горения. В результате этого воздух для горения поступает непосредственно в муфель основной нагрузки. Поскольку, как уже было упомянуто, начиная с 30% от максимальной мощности пламя горения распространяется в муфель основной нагрузки, то оказывается необходимым направлять достаточное количество воздуха для горения. Благодаря явно большему увеличению максимально возможного количества подаваемого воздуха для горения по третьему каналу подачи воздуха для горения достигается то, что, в частности, в верхнем диапазоне мощности воздух для горения поступает непосредственно в муфель основной нагрузки. Тем самым достигается надежное сжигание топлива.

Заявленное изобретение поясняется ниже более подробно на примерах его выполнения со ссылкой на схематические чертежи. На чертежах изображено:

На Фиг. 1: показан разрез по упрощенной конструкции горелки в соответствии с заявленным изобретением;

На Фиг. 2: показан разрез по горелке в соответствии с заявленным изобретением с изображенной подачей воздуха для горения;

На Фиг. 3: показана диаграмма для пояснения принцип работы горелки в соответствии с заявленным изобретением;

На Фиг. 4: показан разрез по муфелю частичной нагрузки горелки в соответствии с заявленным изобретением;

На Фиг. 5: показан вид в увеличенном масштабе каналов для муфеля частичной нагрузки согласно Фиг. 4.

На Фиг. 1 показан разрез по схематическому эскизу горелки 10 в соответствии с заявленным изобретением. В случае изображенной горелки речь идет о горелке 10 на твердом топливе. Подача твердого материала выполняется по каналу 12 подачи твердого горючего материала, расположенному в головной части горелки, по которому вдувается, например, угольная пыль с помощью подаваемого воздуха в муфель 20 горелки.

Муфель 20 горелки выполнен конструктивно у горелки 10 в соответствии с заявленным изобретением из двух частей. Она часть состоит из муфеля 21 частичной нагрузки и вторая часть из муфеля 22 основной нагрузки, который примыкает к муфелю 21 частичной нагрузки. Муфель 21 частичной нагрузки и муфель 22 основной нагрузки выполнены симметрично оси вращения и расположены таким образом, что их соответствующая ось вращения 25 является осью симметрии. Муфель 21 частичной нагрузки имеет, примерно, от 5% до 10% объема муфеля основной нагрузки.

В соответствии с заявленным изобретением предусматривается, что в данном случае схематически изображенная горелка 10 на твердом топливе имеет высокое регулировочное соотношение 1:10. Это достигается благодаря тому, что состоящий из двух частей муфель 20 горелки из зоны частичной нагрузки I и зоны основной нагрузки II расположен в реакционной камере. Реакционная камера является внутренним объемом муфеля 20 горелки. Если горелка 10 работает при низкой нагрузке или мощности, например, при 10% от своей максимальной нагрузки, то рабочие параметры настраиваются таким образом, что пламя горелки находится в основном в зоне частичной нагрузки I. Если горелка 10 усиливает свою работу и достигает, например, 70% своей максимальной нагрузки или максимальной мощности, то простирается затем существующее пламя горелки от зоны I частичной нагрузки дальше в зону II основной нагрузки.

Такое положение пламени достигается благодаря регулированию каналов 30 подачи воздуха для горения. На Фиг. 1 показаны три канала 31, 32, 33. Первый и второй каналы 31, 32 подачи воздуха для горения подают свой воздух для горения в муфель 21 частичной нагрузки. Третий канал 33 подачи воздуха для горения расположен таким образом, что воздух для горения подается непосредственно в муфель 22 основной нагрузки.

В случае горелок на твердом топливе, известных из уровня техники, было невозможно достигнуть режима работы при нагрузке 30% или менее от максимальной нагрузки. В соответствии с заявленным изобретением удалось найти, что этого удалось достигнуть на основании недостаточной поддержки пламени благодаря муфелю 20 горелки. Аналогично известно из уровня техники, что подача воздуха для горения осуществлялась недостаточно, так что происходил разрыв и исчезновение пламени, так как не подавалось достаточно воздуха для горения в необходимые места.

В противоположность этому было разработано изобретение, в котором был выполнен муфель 20 горелки, состоящий из двух частей. В результате этого оказалось возможным в режиме низкой или частичной нагрузки, которая составляет до, примерно, 30% от максимальной нагрузки горелки 10, предусмотреть пламя в основном только в зоне I частичной нагрузки. Для того, чтобы, однако, добиться высокой мощности выполняется зона II основной нагрузки со значительно большим объемом, так что предоставляется достаточно места для достаточного сгорания с достаточным количеством топлива.

На Фиг. 2 показан другой эскиз разреза по горелке 10 в соответствии с заявленным изобретением, на котором изображены также различные каналы во внутреннем пространстве горелки или же муфеля 20 горелки.

Муфель горелки 10 выполнен также в виде двух частей и имеет муфель 21 частичной нагрузки, а также муфель 22 основной нагрузки. Муфель 21 частичной нагрузки имеет в основном коническую форму. Он простирается от головки горелки в направлении муфеля 22 основной нагрузки. Угол конуса составляет в данном случае, предпочтительно между 15° и 25°.

К муфелю 21 частичной нагрузки примыкает муфель 22 основной нагрузки. Этот муфель имеет сначала в основном конусообразную форму, которая затем переходит в цилиндрическую форму. Обе части муфеля 20 выполнены симметрично вокруг оси вращения 25.

В центре по оси 25 находится в начале головки горелки на муфеле 21 частичной нагрузки стартовая горелка 13. Вокруг стартовой горелки 13 предусматривается кольцевой зазор, который предназначен в качестве канала 12 подачи горючего материала. С помощью этого кольцевого зазора может, например, вдуваться угольная пыль с помощью несущей среды, например, воздуха в камеру сгорания или же реакционную камеру. Естественно, могут также вдуваться другие твердые размельченные горючие материалы.

Вокруг кольцевого паза канала 12 подачи горючего материала предусматривается другой концентрический кольцевой паз. Этот паз соединяется с первым каналом 31 подачи воздуха для горения. В районе выхода воздуха из первого канала подачи воздуха для горения в зону I частичной нагрузки в головке горелки предусмотрены спиралеобразные устройства 41, чтобы придавать выходящему воздуху для горения направляющий импульс.

Примыкая к кольцевому пазу для первого канала 31 подачи воздуха для горения предусматривается второй кольцевой паз, который соединяется со вторым каналом 32 подачи воздуха для горения. Также и этот кольцевой паз заканчивается в муфеле 21 частичной нагрузки. На переходе кольцевого паза для второго канала 32 подачи воздуха для горения в зону I частичной нагрузки аналогично предусматриваются спиралеобразные устройства 42, чтобы придавать вихревое движение протекающему воздуху для горения.

Далее предусматриваются еще отверстия для подачи воздуха из третьего канала 33 подачи воздуха для горения в район муфеля 22 основной нагрузки. При этом существенным в этом положении является то, что отверстия проходят непосредственно в муфель основной нагрузки, то есть направлены в зону II основной нагрузки, а не в зону I частичной нагрузки. Тем самым может часть воздуха для горения, которая подается по третьему каналу 33 подачи воздуха для горения, направляться непосредственно в муфель основной нагрузки.

Ниже со ссылкой на Фиг. 3 поясняется подробно функционирование горелки 10 в соответствии с заявленным изобретением. При этом эти пояснения основываются на положении первого, второго и третьего каналов 31, 32, 33 в соответствии с Фиг. 2.

На диаграмме на Фиг. 3 на оси абсцисс показана мощность Р горелки 10 в процентах согласно заявленному изобретению. На оси ординат показано соотношение скорости на выходе к определенному максимальному параметру скорости на выходе каналов 31, 32, 33 подачи воздуха для горения. При этом значение 1 представляет собой действительную скорость на выходе, соответствующую определенному максимальному параметру скорости на выходе.

С помощью скорости на выходе и выходного поперечного сечения соответствующего канала 31, 32, 33 подачи воздуха для горения может рассчитываться соответствующий объем потока воздуха для горения. Максимальные параметры скорости для каналов 31, 32, 33 подачи воздуха для горения могут рассчитываться в зависимости от использованных горючих материалов, например, бурого угля или каменного угля, а также от цели применения горелки.

На диаграмме показаны три различные кривые, которые обозначены как «a», «b» и «c». Кривая «a» касается первого канала 31 подачи воздуха для горения, кривая «b» касается второго канала 32 подачи воздуха для горения и кривая «c» касается третьего канала 33 подачи воздуха для горения. В дополнение к подаваемому воздуху для горения по различным каналам 31, 32, 33 подачи воздуха для горения показывается общее количество воздуха для горения. Это количество может быть выведено на основании желаемого коэффициента Лямбда и желаемой нагрузки горелки. Общая подача воздуха для горения разделается затем по различным каналам 31, 32, 33 подачи воздуха для горения.

При нагрузке 10% от максимально возможной мощности горелки работает первый канал 31 подачи воздуха для горения при 70% своего параметра скорости. Второй канал 32 подачи воздуха для горения и третий канал 33 подачи воздуха для горения работают соответственно при 10% своего максимального параметра скорости. Этот режим работы при 10% максимального параметра скорости обозначается также как подача холодного воздуха. Это означает, что подается большая часть воздуха для горения в зону I частичной нагрузки. Последствием этого является то, что подается также относительно небольшое количество горючего материала в комбинированный муфель 20 горелки и пламя находится в основном в зоне I частичной нагрузки.

При увеличении нагрузки горелки от 10% до 30% максимальной мощности постепенно возрастает подача воздуха для горения по первому каналу 31 подачи воздуха для горения до его максимальной величины. Второй канал 32 подачи воздуха для горения постепенно повышает до 20% свой максимальный параметр скорости, причем третий канал 33 подачи воздуха для горения продолжает работать при 10% своего максимального параметра скорости. Такое постепенное повышение подачи воздуха для горения по первому и второму каналу 31, 32 подачи воздуха для горения вызывает тот эффект, что в зоне I частичной нагрузки оказывается повышенный объем воздуха для горения. Этот повышенный объем воздуха для горения вызывается пламенем, которое горит на основе твердого топлива. Разумеется, что при повышении нагрузки от 10% до 30% возрастает и подача горючего материала за единицу времени. Благодаря выполнению заявленного изобретения сохраняется пламя горелки 10 и в дальнейшем в основном в зоне I частичной нагрузки и может, таким образом, поддерживаться в дальнейшем муфелем 21 частичной нагрузки.

Если горелка должна увеличить диапазон 30% нагрузки до полной нагрузки, то первый канал 31 подачи воздуха для горения включается далее на полную нагрузку, то есть работает на максимальном параметре скорости. Второй канал 32 подачи воздуха для горения постепенно увеличивает подачу воздуха. Это означает, что параметр скорости постепенно повышается с 20% максимального параметра скорости до 100% максимального параметра скорости, так что 100% максимального параметра скорости имеется при 100% мощности горелки 10.

Скорость выхода воздуха из третьего канала 33 подачи воздуха для горения сохраняется до, примерно, 40% максимальной нагрузки горелки при 10% параметра скорости. Начиная от 40% максимальной нагрузки горелки, она аналогично постепенно увеличивается пока при 100% максимальной нагрузке горелка не достигнет максимальный параметр скорости.

Благодаря такому регулированию, в частности, второго и третьего канала 32, 33 подачи воздуха для горения простирается пламя горелки сначала, начиная с 30% максимальной мощности горелки также в зону II основной нагрузки. Начиная с 30% или же 40% достигает пламя такой силы, что уже больше не существует опасности того, что оно из-за прерывания потока воздуха для горения может прерваться или же погаситься. Иначе говоря, перемещается пламя, начиная с 30% максимальной мощности успешно из муфеля 21 частичной нагрузки в муфель 22 основной нагрузки.

Следующая функциональная особенность воздуха для горения, поступающего по третьему каналу 33 подачи воздуха для горения, состоит в том, что при этом могут также охлаждаться стенки в зоне сжигания топлива в муфеле 20. В результате этого, могут быть поставлены заниженные требования к материалу муфеля 20 горелки.

Благодаря способу, согласно заявленному изобретению, можно горелку 10 на твердом топливе согласно заявленному изобретению эксплуатировать непрерывно с 10% мощности до 100% мощности. Это означает возможность зоны регулирования 1:10.

Тем самым оказывается возможным применять горелки на твердом топливе для генераторов горячего газа в установках для сухого размельчения, как это было описано в качестве примера в начале описания.

На Фиг. 4 показан детальный вид по разрезу горелки 10 в соответствии с заявленным изобретением и на Фиг. 5 изображена в увеличенном масштабе головка горелки на муфеле 21 частичной нагрузки, показанной на Фиг. 4.

Ниже рассматривается детально конструкция каналов подачи воздуха для горения, а также далее расположенные в этом районе элементы горелки 10 в соответствии с заявленным изобретением со ссылкой на обе фигуры 4 и 5. Область, которая обозначена на Фиг. 4 как А, представлена на Фиг. 5 в увеличенном масштабе.

Как уже указывалось, выполнена горелка 10 в основном симметричной относительно оси вращения. В центре в области оси вращения 25 расположена стартовая горелка 13 с каналом 52. Эта горелка работает, например, на газе или жидком топливе. Она предназначена для того, чтобы заставить работать горелку 10 в соответствии с заявленным изобретением. Для этого стартовая горелка 13 сначала работает продолжительное время, пока в муфеле 20 не поднимется достаточно высокая температура, чтобы могла стартовать собственно горелка 10 на твердом топливе.

Вокруг стартовой горелки 13 простирается кольцевой паз, который соединяется с каналом 12 подачи топлива. По этому каналу может, например, вдуваться угольная пыль с подаваемым воздухом в зону I частичной нагрузки.

С другим кольцевым пазом, выполненным вокруг кольцевого паза для канала 12 подачи горючего материала, соединяется первый канал 31 подачи воздуха для горения. Перед входом в зону I частичной нагрузки муфеля 21 частичной нагрузки располагаются в кольцевом пазу винтообразные устройства 41, которые могут также обозначаться как винтовые лопатки, которые могут придавать вдуваемому воздуху для горения закручивание винтовой формы вокруг центральной оси 25.

Аналогичным образом располагается вокруг кольцевого паза для первого канала 31 полдачи воздуха для горения другой кольцевой паз для второго канала 32 подачи воздуха для горения. Также и в этом месте предусматриваются рядом с выходом винтообразные устройства 42, или же винтовые лопатки, чтобы закручивать воздух для горения, который выходит в этом месте.

К муфелю 21 частичной нагрузки примыкает муфель 22 основной нагрузки. В этот муфель входит третий канал 33 подачи воздуха для горения. Этот канал в данной показанной форме его выполнения не имеет нового кольцевого паза, но имеет канал 60 для третьего канала подачи воздуха для горения, который проходит в распределитель 61 воздуха для третьего канал 33 подачи воздуха для горения. Этот канал соединяется с выходными отверстиями 62 для третьего канала 33 подачи воздуха для горения. Эти отверстия ведут в зону II основной нагрузки, то есть во внутреннюю или реакционную камеру муфеля 22 основной нагрузки. Иначе говоря, распределитель 61 воздуха с помощью маски, которая имеет выходные отверстия 62, соединяется с внутренней камерой муфеля 22 основной нагрузки. Через отверстия 62 для третьего канала 33 подачи воздуха для горения может аналогично придаваться воздуху для горения вихревое движение.

В муфель 20 входит сбоку воспламеняющая горелка 51. Она применяется для включения в работу стартовой горелки 13.

Обычно может в качестве воздуха для горения подаваться по первому, второму и третьему каналу 31, 32, 33 нормальный наружный воздух. Если горелка 10 в соответствии с заявленным изобретением применяется в генераторе горячего газа, в частности для установок для размельчения угля, то оказывается предпочтительным подавать по третьему каналу 33 подачи воздуха для горения смесь из нормального воздуха и обедненный кислородом воздух или же рециркулирующий воздух. Это оказывается необходимым, так как горячие технологические газы, которые используются при сухом размалывании в установках для размельчения угля, должны иметь максимальное содержание кислорода 10%, чтобы избежать взрыва пыли.

С помощью конструкции горелки в соответствии с заявленным изобретением и способа ее работы в соответствии с заявленным изобретением оказывается возможным создать горелку на твердом топливе и эксплуатировать ее, которая имеет регулировочное соотношение 1:10.

1. Горелка (10) на твердом топливе, содержащая канал (12) подачи горючего материала с помощью подаваемого воздуха, муфель (20) горелки, причем муфель (20) горелки разделен на муфель (22) основной нагрузки и муфель (21) частичной нагрузки, причем муфель (21) частичной нагрузки имеет от 5 до 10% объема муфеля (22) основной нагрузки, причем муфель (21) частичной нагрузки имеет в основном коническую форму, симметричную оси вращения с осью вращения (25), при этом муфель (22) основной нагрузки имеет в основном форму, симметричную оси вращения с осью вращения (25), при этом ось вращения (25) муфеля (22) основной нагрузки является удлинением оси вращения (25) муфеля (21) частичной нагрузки и при этом муфель (22) основной нагрузки непосредственно примыкает к муфелю (21) частичной нагрузки,

отличающаяся тем, что

канал (30) подачи воздуха для горения выполнен по крайней мере из трех частей, что первый канал (31) для подачи воздуха для горения и второй канал (32) для подачи воздуха для горения выполнены для его подачи в муфель (21) частичной нагрузки, что третий канал (33) подачи воздуха для горения выполнен для его подачи в муфель (22) основной нагрузки, что

первый канал (31) подачи воздуха для горения и второй канал (32) подачи воздуха для горения выполнены как кольцевой паз вокруг оси вращения (25) и что первый канал (31) расположен ближе к оси вращения (25), чем второй канал (32) подачи воздуха для горения, и что

соотношение площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из первого канала (31) подачи воздуха для горения к площади поперечного сечения на выходе воздуха из второго канала (32) подачи воздуха для горения составляет от 1:8 до 1:10.

2. Горелка на твердом топливе по п. 1,

отличающаяся тем, что

соотношение суммы площадей поперечного сечения на выходе воздуха для горения из первого (31) канала подачи воздуха для горения и второго канала (32) подачи воздуха для горения и площади поперечного сечения на выходе воздуха из третьего канала (33) подачи воздуха для горения составляет от 1:7 до 1:11.

3. Горелка на твердом топливе по одному из пп. 1 или 2.

отличающаяся тем, что

устанавливают насос для подачи воздуха для горения к каналам (31, 32, 33) подачи воздуха для горения и что максимальный параметр скорости первого (31) и второго (32) каналов подачи воздуха для горения в 1,8 до 2,5 раз больше, чем максимальный параметр скорости третьего канала (33) подачи воздуха для горения.

4. Горелка на твердом топливе по одному из пп. 1-3,

отличающаяся тем, что

второй (32) и/или третий (33) каналы для подачи воздуха для горения в случае горелки с максимальной мощностью более чем 10 MW выполнены соответственно как два или более независимых каналов (32, 33) подачи воздуха для горения с независимыми поперечными сечениями.

5. Горелка на твердом топливе по п. 4,

отличающаяся тем, что

второй (32) и/или третий (33) каналы подачи воздуха для горения распределены между собой в соотношении примерно 30:70 поперечного сечения площади на выходе воздуха для горения, причем выход для соответственно меньшего потока воздуха для горения расположен ближе к оси вращения (25).

6. Горелка на твердом топливе по одному из пп. 1-5,

отличающаяся тем, что

на выходе первого и второго каналов (31, 32) подачи воздуха для горения установлены винтообразные устройства (41, 42) для воздействия на траекторию движения потоков воздуха для горения вокруг оси вращения (25) внутри муфеля (21) частичной нагрузки и муфеля (22) основной нагрузки.

7. Способ работы горелки (10) на твердом топливе, содержащей по крайней мере первый канал (31) подачи воздуха для горения, второй канал (32) подачи воздуха для горения и третий канал (33) подачи воздуха для горения, муфель (21) частичной нагрузки и муфель (22) основной нагрузки, причем первый (31) и второй (32) каналы подачи воздуха для горения выполнены для подачи воздуха для горения в муфель (21) частичной нагрузки и третий канал (33) подачи воздуха для горения выполнен для подачи воздуха для горения в муфель (22) основной нагрузки, отличающийся тем, что горелка (10) на твердом топливе функционирует в своем непрерывном режиме работы между 10% и 100% своей максимальной мощности (Р) и что каналы (31, 32, 33) подачи воздуха для горения регулируются таким образом, что пламя до примерно 30% максимальной мощности (Р) горелки (10) на твердом топливе находится в основном в муфеле (21) частичной нагрузки.

8. Способ по п. 7,

отличающийся тем, что

при работе горелки (10) на твердом топливе при 10% максимальной мощности (Р) второй (32) и третий (33) каналы подачи воздуха для горения функционируют примерно при 10% максимального параметра скорости и что канал (33) подачи воздуха для горения функционирует при 70% максимального параметра скорости.

9. Способ по одному из пп. 7 или 8,

отличающийся тем, что

при работе горелки (10) на твердом топливе между примерно 10% и примерно 30% максимальной мощности (Р) первый канал (31) подачи воздуха для горения повышает постепенно свой максимальный параметр скорости от 70 до 100%.

10. Способ по одному из пп. 7-9,

отличающийся тем, что

при работе горелки (10) на твердом топливе между примерно 10% и примерно 30% максимальной мощности (Р) второй канал (32) подачи воздуха для горения повышает постепенно свой максимальный параметр скорости от 10 до 20%.

11. Способ по одному из пп. 7-10,

отличающийся тем, что

при работе горелки (10) на твердом топливе между примерно 30 и 100% максимальной мощности (Р) второй канал (32) подачи воздуха для горения повышает постепенно свой максимальный параметр скорости от 20 до 100%.

12. Способ по одному из пп. 7-10,

отличающийся тем, что

при работе горелки (10) на твердом топливе между примерно 40 и 100% максимальной мощности (Р) третий канал (33) подачи воздуха для горения повышает постепенно свой максимальный параметр скорости с 10 до 100%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для сжигания низкосортных углей и отходов их переработки в энергетических пылеугольных котлах.

Изобретение относится к устройствам сжигания твердого пылевидного топлива и может быть использовано в процессах различного технологического назначения в энергетике, ЖКХ, металлургии, в паровых котлах, сушильных установках и т.д.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при организации сжигания угольной пыли в топках котлов, камер сгорания и печах. Вихревая пылеугольная горелка содержит центральный канал 2 для размещения растопочного устройства, вокруг которого последовательно расположены кольцевые каналы: растопочного воздуха 3, по меньшей мере один кольцевой канал 4 подачи аэросмеси и два кольцевых канала вторичного воздуха - внутренний 6 и внешний 7, а в выходной части канала 4 аэросмеси установлены рассекатели потока 11, имеющие форму секторных участков утолщения внешней обечайки канала 4 аэросмеси с односторонним косым срезом входной части и расположенные равномерно по окружности канала 4 аэросмеси, в кольцевых каналах вторичного воздуха установлены лопаточные завихрители воздуха 14 и 15.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может найти применение в любой отрасли промышленности, связанной со сжиганием угольного топлива в вихревых топках.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в любой энергетической установке по переработке угля в другие виды топлива. Способ сжигания угля, подвергнутого механической и плазменной обработке, включает механическую активацию, воспламенение и сжигание, уголь предварительно дробят и разделяют на мелкодисперсную и крупнодисперсную фракции, из которых мелкодисперсную фракцию угля подвергают механической активации и доводке тонины до размера частиц зерна 40 мкм и менее, затем полученный уголь микропомола вводят тангенциально за счет инжекции в первую газификационную ступень и воспламеняют с помощью стартового плазмотрона, причем ввод осуществляют в направлении, противоположном направлению тангенциального впрыска плазменной струи из стартового плазмотрона, крупнодисперсную фракцию угля, воздушный поток и продукты сгорания угля микропомола из первой газификационной ступени одновременно вводят во вторую газификационную ступень по касательной к ее продольной оси и в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси второй газификационной ступени, пылеугольную смесь воспламеняют с помощью продуктов сгорания угля микропомола, используя теплоту сгорания угля микропомола, при этом эффективность процесса газификации и сжигания пылеугольной смеси во второй газификационной ступени обеспечивают за счет импульсного включения дополнительного управляющего плазмотрона, причем впрыск плазменной струи из дополнительного управляющего плазмотрона осуществляют вдоль оси второй газификационной ступени, перпендикулярно плоскости ввода пылеугольной смеси и в направлении, совпадающем с направлением осевого перемещения продуктов сгорания пылеугольной смеси внутри второй газификационной ступени.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка (1) для топлива в форме частиц, в частности из биомассы, с первичной трубой (3) и расположенной в первичной трубе (3) центральной трубой (2), причем первичная труба (3) и центральная труба (2) образуют зазор (4) для обеспечения направления потока из топлива в форме частиц и газообразного средства для горения от конца со стороны входа к отверстию первичной трубы (3) со стороны выхода, центральная труба (2), в продольном направлении горелки (1), заканчивается перед первичной трубой (3), при этом предусмотрено по меньшей мере одно устройство для центрирования потока внутри первичной трубы (3) в области конца первичной трубы (3) со стороны выхода.

Изобретение относится к энергетике. Вихревое горелочное устройство сжигания твердого пылевидного топлива, содержащее патрубок подвода первичного воздуха, камеру сгорания, патрубок подвода вторичного воздуха, отверстия для подвода вторичного воздуха, перегородку, дополнительно содержит форсунку подачи топливной пыли, электрический нагреватель, камеру смешения пылевидного топлива с окислителем и конфузорно-диффузорный переход, причем отверстия для подвода вторичного воздуха выполнены на входе в цилиндрический участок камеры сгорания, головная часть камеры сгорания совместно с форсункой подачи топливной пыли и участком смешения пылевидного топлива с окислителем представляет собой вихревой эжектор прямоточного типа, электрический нагреватель выполнен в виде цилиндрического стержня и установлен осесимметрично внутри форсунки подачи топливной пыли, конфузорно-диффузорный переход выполнен перед цилиндрическим участком камеры сгорания.

Техническое решение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для безмазутной растопки котлов. Горелочное устройство содержит трубу с горелочным насадком, установленные горизонтально, на входной вертикальной стенке которой размещены под острым углом к стенке тангенциальные патрубки подачи высоконапорного воздуха и аксиальное сопло подачи пыли высокой концентрации, а также обечайку и электронагреватели, установленные между трубой и обечайкой.

Группа изобретений относится к теплоэнергетике и касается технологии получения, транспортировки, раздельного и совместного сжигания механоактивированного угля микропомола и угля штатной системы пылеприготовления в вихревой растопочной горелке при растопке пылеугольного котла и стабилизации горения с целью замещения дорогостоящего мазута или природного газа.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка для пылевидного или в форме частиц топлива, с проточным каналом для транспортировки, по меньшей мере одного газового потока, в камеру горения, причем проточный канал имеет кольцеобразное поперечное сечение и устройство для завихрения, придающее завихрение газовому потоку в окружном направлении.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка на твердом топливе содержит канал подачи горючего материала с помощью подаваемого воздуха, муфель горелки, причем муфель горелки разделен на муфель основной нагрузки и муфель частичной нагрузки, причем муфель частичной нагрузки имеет от 5 до 10 объема муфеля основной нагрузки, причем муфель частичной нагрузки имеет в основном коническую форму, симметричную оси вращения с осью вращения, при этом муфель основной нагрузки имеет в основном форму, симметричную оси вращения, с осью вращения, при этом ось вращения муфеля основной нагрузки является удлинением оси вращения муфеля частичной нагрузки и при этом муфель основной нагрузки непосредственно примыкает к муфелю частичной нагрузки. Канал подачи воздуха для горения выполнен по крайней мере из трех частей, так что первый канал для подачи воздуха для горения и второй канал для подачи воздуха для горения выполнены для его подачи в муфель частичной нагрузки, а третий канал подачи воздуха для горения выполнен для его подачи в муфель основной нагрузки, первый канал подачи воздуха для горения и второй канал подачи воздуха для горения выполнены как кольцевой паз вокруг оси вращения, первый канал расположен ближе к оси вращения, чем второй канал подачи воздуха для горения, соотношение площади поперечного сечения на выходе воздуха для горения из первого канала подачи воздуха для горения и площади поперечного сечения на выходе воздуха из второго канала подачи воздуха для горения составляет от 1:8 до 1:10. Горелка позволяет достигнуть регулировочного соотношения 1:8 или выше. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх