RU2209374C2

RU2209374C2 - Separating dust concentrator

Info

Publication number: RU2209374C2
Application number: RU2001112597/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Дубровский; М.В. Зубова; И.С. Деринг; Ж.Л. Евтихов
Original assignee: Красноярский государственный технический университет
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: systems for preparing fuel for combusting without swirlers. SUBSTANCE: apparatus provides disintegration and drying of dust until uniform fraction size with enhanced characteristics, namely without ballast incombustible vapors and steam, with increased specific surface area due to porosity and disintegration and improved caloricity due to removal of ballast matters such as water, carbon dioxide, nitrogen of fuel, low calorific volatile ingredients. Separation of nitrogen oxides in fire box is lowered as nitrogen is separated from fuel at drying in dust concentrator. Swirling is realized due to use in each section of dust concentrator overflow window 16 shifted relative to branch pipes 7 for supplying heat transfer agent entering tangentially window 16. Heat transfer agent creates vortex of aeromixture and the last is separated, namely large size particles return to inlet of section and disintegrated fine particles are fed to burners of fire box. Superfine dust is formed in upper sections when in lower sections damper 18 for supplying dust to burners of fire box is closed. EFFECT: quick igniting and burning-out of dust due to its additional disintegration and drying by means of flue gases, reduced underburning. 2 dwg

Description

Изобретение относится к подготовке топлива к сжиганию и может быть использовано на тепловых электростанциях. The invention relates to the preparation of fuel for combustion and can be used in thermal power plants.

Известен делитель-пылеконцентратор (а.с. СССР 1483175, кл. F 23 К 1/00, 1989), содержащий корпус, разделенный поперечными перегородками на секции, каждая из которых снабжена патрубками отвода концентрированной смеси, размещенными в верхней части секций, и подвода теплоносителя, причем секции сообщены между собой перепускными трубами, состоящими из верхних и нижних частей, состыкованных на уровне перегородок, первая секция снабжена входным патрубком, а последняя - сбросной трубой. Known divider-dust concentrator (AS USSR 1483175, class F 23 K 1/00, 1989), comprising a housing divided by transverse partitions into sections, each of which is equipped with branch pipes for the removal of the concentrated mixture located in the upper part of the sections, and supply coolant, and the sections are interconnected by bypass pipes, consisting of upper and lower parts docked at the level of the partitions, the first section is equipped with an inlet pipe, and the last with a waste pipe.

Недостатком известного делителя-пылеконцентратора является низкая эффективность термоподготовки ввиду отсутствия рециркуляции пыли внутри секций пылеконцентратора, что уменьшает время обработки пыли дымовыми газами. A disadvantage of the known divider-dust concentrator is the low efficiency of heat treatment due to the absence of dust recirculation inside the sections of the dust concentrator, which reduces the time of dust treatment by flue gases.

Известен делитель-пылеконцентратор (а.с. СССР 1521987, кл. F 23 К 1/00, 1989), содержащий корпус, разделенный поперечными перегородками на секции, каждая из которых снабжена тангенциальными патрубками отвода концентрированной смеси и подвода теплоносителя, размещенными соответственно в верхней и нижней частях секций, секции сообщены между собой перепускными трубами, состоящими из верхних и нижних частей, состыкованных в поперечных перегородках, первая секция снабжена входным патрубком, а последняя - сбросной трубой. Known divider-dust concentrator (AS USSR 1521987, class F 23 K 1/00, 1989), comprising a housing divided by transverse partitions into sections, each of which is equipped with tangential branch pipes for the removal of the concentrated mixture and the supply of coolant, located respectively in the upper and the lower parts of the sections, the sections are interconnected by bypass pipes, consisting of upper and lower parts docked in the transverse partitions, the first section is equipped with an inlet pipe, and the last with a discharge pipe.

Недостатком известного делителя-пылеконцентратора является отсутствие рециркуляции крупнодисперсной пыли внутри секций пылеконцентратора, что ведет к недостаточной термоподготовке ее и, как следствие, к затягиванию горения в топке. A disadvantage of the known divider-dust concentrator is the lack of recirculation of coarse dust inside the sections of the dust concentrator, which leads to insufficient heat treatment of it and, as a result, to delay combustion in the furnace.

Известен делитель-пылеконцентратор (а.с. СССР 1751605, кл. F 23 К 1/00, 1992), содержащий корпус с днищем и крышкой, разделенный поперечными перегородками на секции, расположенные одна над другой, каждая из которых снабжена тангенциальными патрубками отвода концентрированной смеси и подвода теплоносителя, размещенных в верхней и нижней частях секций, причем секции сообщены между собой перепускными трубами, состоящими из верхних и нижних частей, расположенных по обе стороны поперечных перегородок, первая секция снабжена входным патрубком, а последняя - сбросной трубой, состоящими из верхних и нижних частей, верхние и нижние части перепускных труб, входного патрубка и сбросной трубы закреплены соответственно в перегородках, днище и крышке корпуса в месте стыка частей. Known divider-dust concentrator (AS USSR 1751605, class F 23 K 1/00, 1992), comprising a housing with a bottom and a lid, divided by transverse partitions into sections located one above the other, each of which is equipped with concentrated tangential branch pipes mixture and supply of coolant located in the upper and lower parts of the sections, and the sections are interconnected by bypass pipes consisting of upper and lower parts located on both sides of the transverse partitions, the first section is equipped with an inlet pipe, and the last yaya - with a waste pipe consisting of upper and lower parts, the upper and lower parts of the bypass pipes, inlet pipe and waste pipe are fixed in the partitions, bottom and cover of the housing, respectively, at the junction of the parts.

Недостатком известного делителя-пылеконцентратора является недостаточная степень рециркуляции пыли в секциях ввиду оседания на поперечных перегородках, что уменьшает время термоподготовки. A disadvantage of the known divider-dust concentrator is the insufficient degree of dust recirculation in the sections due to settling on the transverse partitions, which reduces the heat treatment time.

Задача изобретения - увеличение времени термоподготовки пыли. The objective of the invention is to increase the time for heat treatment of dust.

Задача решается тем, что в делителе-пылеконцентраторе, содержащем корпус с днищем и крышкой, разделенный поперечными перегородками на секции, расположенные одна над другой, каждая из которых снабжена тангенциальными патрубками отвода концентрированной смеси и подвода теплоносителя, размещенных в верхней и нижней частях секций, причем секции сообщены между собой перепускными трубами, состоящими из верхних и нижних частей, расположенных по обе стороны поперечных перегородок, первая секция снабжена входным патрубком, а последняя - сбросной трубой, состоящими из верхних и нижних частей, верхние и нижние части перепускных труб, входного патрубка и сбросной трубы закреплены соответственно в перегородках, днище и крышке корпуса в месте стыка частей, согласно изобретению в каждой секции нижние части перепускных труб заведены в верхние части перепускных труб на уровне расположения патрубков отвода концентрированной смеси с образованием кольцевых зазоров, в верхних частях перепускных труб на уровне их закрепления в поперечных перегородках и днище выполнены перетечные окна, смещенные относительно тангенциальных патрубков подвода теплоносителя. The problem is solved in that in a splitter-dust concentrator containing a housing with a bottom and a lid, divided by transverse partitions into sections located one above the other, each of which is equipped with tangential branch pipes for the removal of the concentrated mixture and the supply of coolant located in the upper and lower parts of the sections, the sections are interconnected by bypass pipes consisting of upper and lower parts located on both sides of the transverse partitions, the first section is equipped with an inlet pipe, and the last is dumped the upper and lower parts, the upper and lower parts of the overflow pipes, the inlet pipe and the discharge pipe are fixed respectively in the partitions, the bottom and the housing cover at the junction of the parts, according to the invention in each section the lower parts of the overflow pipes are brought into the upper parts of the overflow pipes at the location of the branch pipes of the concentrated mixture with the formation of annular gaps, in the upper parts of the bypass pipes at the level of their fastening in the transverse partitions and the bottom, overflow windows are made, -substituted with respect to the tangential coolant inlet pipes.

Заведение в каждой секции нижних частей перепускных труб в верхние части перепускных труб на уровне расположения патрубков отвода концентрированной смеси с образованием кольцевых зазоров позволяет торцами нижних частей перепускных труб срезать пылевое кольцо, формирующееся при вращении потока внутри верхних частей перепускных труб, что обеспечивает возможность рециркуляции крупной пыли в секциях, так как срезанное кольцо пыли по кольцевому зазору между перепускной трубой и корпусом возвращается сверху вниз и поступает снова на вход через перетечные окна, выполненные в верхних частях перепускных труб на уровне их закрепления в поперечных перегородках и днище и смещенные относительно тангенциальных патрубков подвода теплоносителя. Это увеличивает время термоподготовки пыли, снижает высоту пылеконцентратора и его вес. Смещение перетечных окон относительно тангенциальных патрубков подвода теплоносителя формирует вращение потока на входе в секции, так как для прохода теплоносителя в перетечные окна он должен пройти горизонтально между корпусом и перепускной трубой, создавая вращающийся вихрь и обеспечивая тангенциальное поступление теплоносителя внутрь верхних частей перепускных труб, что закручивает поступающую смесь без применения завихрителей. Это снижает сопротивление и увеличивает срок службы пылеконцентратора. Расположение патрубков отвода концентрированной смеси на уровне совмещения с кольцевым зазором нижних частей перепускных труб с верхними обеспечивает достаточный напор аэросмеси при подаче на горелки топки, так как при выходе из кольцевого зазора пыль непосредственно поступает в патрубок отвода пыли с максимальным напором. В результате рециркуляции пыль хорошо просушивается и измельчается, что ускоряет ее горение. The establishment in each section of the lower parts of the bypass pipes to the upper parts of the bypass pipes at the level of the branch pipes of the concentrated mixture with the formation of annular gaps allows the ends of the lower parts of the bypass pipes to cut off the dust ring that forms when the flow rotates inside the upper parts of the bypass pipes, which makes it possible to recycle coarse dust in sections, since the cut dust ring along the annular gap between the bypass pipe and the housing returns from top to bottom and enters again into peretechnye through windows formed in the upper parts of the overflow pipe at the level of their attachment to the transverse partitions and the bottom and are offset relative to the tangential coolant inlet ports. This increases the heat treatment time of the dust, reduces the height of the dust concentrator and its weight. The displacement of the overflow windows relative to the tangential coolant supply pipes forms the rotation of the flow at the inlet to the sections, since for the coolant to enter the overflow windows it must pass horizontally between the casing and the bypass pipe, creating a rotating vortex and providing a tangential flow of coolant into the upper parts of the overflow pipes, which twists incoming mixture without swirlers. This reduces resistance and increases the life of the dust concentrator. The location of the outlet pipes of the concentrated mixture at the level of alignment with the annular gap of the lower parts of the overflow pipes with the upper ones provides a sufficient pressure of the air mixture when the furnace is fed to the burners, since when leaving the annular gap, the dust directly enters the dust outlet with the maximum pressure. As a result of recirculation, the dust is well dried and crushed, which accelerates its combustion.

На фиг.1 изображен делитель-концентратор, продольный разреза; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1. Figure 1 shows a divider-hub, a longitudinal section; figure 2 is a section along aa in figure 1.

Делитель-пылеконцентратор содержит корпус 1 с днищем 2 и крышкой 3, разделенный поперечными перегородками 4 на секции 5, расположенные одна над другой, каждая из которых снабжена патрубками 6 и 7 отвода концентрированной смеси и подвода теплоносителя, размещенными соответственно в верхней и нижней частях секций, причем секции 5 сообщены между собой перепускными трубами 8, состоящими из верхних и нижних частей 9 и 10, расположенных по обе стороны поперечных перегородок 4. Первая секция снабжена входным патрубком 11, а последняя - сбросной трубой 12, состоящими из верхних и нижних частей 13 и 14. В каждой секции 5 нижние части 10 перепускных труб 8 заведены в верхние части 9 перепускных труб на уровне расположения патрубков 6 отвода концентрированной смеси с образованием кольцевых зазоров 15. Верхние и нижние части 9 и 10 перепускных труб 8, входного патрубка 11 и сбросной трубы 12 закреплены соответственно в перегородках 4, днище 2 и крышке 3 корпуса 1 в месте стыка частей. В верхних частях 9 перепускных труб 8 на уровне их закрепления в поперечных перегородках 4 и днище 2 выполнены перетечные окна 16, смещенные относительно тангенциальных патрубков 7 подвода теплоносителя. Между верхними частями 9 перепускных труб 8 и корпусом 1 имеются кольцевые зазоры 17, а на патрубках 6 и 7 отвода концентрированной смеси и подвода теплоносителя установлены шибера 18. Делитель-пылеконцентратор выполнен из термостойкой стали. The dust-concentrator divider comprises a housing 1 with a bottom 2 and a cover 3, divided by transverse partitions 4 into sections 5, located one above the other, each of which is equipped with nozzles 6 and 7 of the concentrated mixture discharge and coolant inlet, located respectively in the upper and lower parts of the sections, moreover, sections 5 are interconnected by bypass pipes 8, consisting of upper and lower parts 9 and 10, located on both sides of the transverse partitions 4. The first section is equipped with an inlet pipe 11, and the latter with a waste pipe 12, consisting of upper and lower parts 13 and 14. In each section 5, the lower parts 10 of the bypass pipes 8 are led into the upper parts 9 of the bypass pipes at the level of the nozzles 6 of the outlet of the concentrated mixture with the formation of annular gaps 15. The upper and lower parts 9 and 10 of the bypass pipes 8, the inlet pipe 11 and the discharge pipe 12 are fixed respectively in the partitions 4, the bottom 2 and the cover 3 of the housing 1 at the junction of the parts. In the upper parts 9 of the bypass pipes 8, at the level of their fastening in the transverse partitions 4 and the bottom 2, overflow windows 16 are made, offset from the tangential nozzles 7 of the coolant supply. Between the upper parts 9 of the overflow pipes 8 and the casing 1 there are annular gaps 17, and on the nozzles 6 and 7 of the concentrated mixture discharge and supply of the coolant there are gates 18. The divider-dust concentrator is made of heat resistant steel.

Делитель-пылеконцентратор работает следующим образом. The divider dust concentrator operates as follows.

Аэросмесь из мельницы поступает через входной патрубок 11 в первую секцию 5, куда одновременно через патрубок 7 подаются горячие дымовые газы. Газы засасываются в верхнюю часть 9 перепускной трубы 8 через перетечные окна 16 за счет эжекционного эффекта, создаваемого потоком аэросмеси за счет разности сечений входного патрубка 11 и верхней части 9 перепускной трубы 8. Смещение перетечных окон 16 относительно патрубка 7 подвода теплоносителя способствует крутке аэросмеси в кольцевом зазоре 17, так как для прохода теплоносителя в перетечные окна 16 ему надо горизонтально пройти весь кольцевой зазор 17. В результате этого в перетечные окна 16 поток аэросмеси наступает тангенциально, что, в свою очередь, закручивает аэросмесь, подаваемую из входного патрубка 11. Таким образом, аэросмесь закручивается без завихрителя, что снижает сопротивление и повышает срок службы пылеконцентратора, так как не требуется замена лопаток завихрителя. Закрученная аэросмесь расслаивается: крупная пыль отжимается к стенкам верхней части 9 перепускной трубы 8 и срезается торцом нижней части 10 перепускной трубы 8 следующей секции 5. Срезанное пылевое кольцо через кольцевой зазор 17 возвращается сверху вниз к перетечным окнам 16, и процесс повторяется вновь до тех пор, пока пыль не измельчится и не высохнет. Часть сухой пыли удаляется из секции 5 через патрубок 6 отвода концентрированной смеси. При закрытии шибера 18 на патрубке 6 первая секция работает как сушилка и струйная мельница: измельченное и сухое топливо поступает во вторую секцию 5, в которой процесс повторяется. Топливо в виде аэросмеси более мелкого состава через перепускную трубу 8 во второй секции 5 подвергается дальнейшей сушке и измельчению. Часть пыли удаляется через патрубок 6 концентрированной смеси, а отработанный сушильный агент отводится через сбросную трубу 12. The air mixture from the mill enters through the inlet pipe 11 into the first section 5, where hot flue gases are supplied through the pipe 7 at the same time. Gases are sucked into the upper part 9 of the overflow pipe 8 through the overflow windows 16 due to the ejection effect created by the air mixture flow due to the difference in the cross sections of the inlet pipe 11 and the upper part 9 of the overflow pipe 8. The offset of the overflow windows 16 relative to the coolant supply pipe 7 contributes to the twisting of the mixture in the annular the gap 17, since for the coolant to pass into the overflow windows 16, it needs to horizontally pass the entire annular gap 17. As a result, the air mixture flows tangentially into the overflow windows 16, which, in howl turn spins Aerosmith supplied from an inlet 11. Thus, Aerosmith twisted without swirler that reduces the resistance and increases the life pylekontsentratora service, since it does not require replacement of the swirler vanes. The swirling aerosol is exfoliated: coarse dust is pressed to the walls of the upper part 9 of the bypass pipe 8 and is cut off by the end of the lower part 10 of the bypass pipe 8 of the next section 5. The cut dust ring through the annular gap 17 returns from top to bottom to the overflow windows 16, and the process is repeated again until until the dust is crushed and dry. Part of the dry dust is removed from section 5 through the pipe 6 of the outlet of the concentrated mixture. When closing the gate 18 on the nozzle 6, the first section operates as a dryer and a jet mill: the crushed and dry fuel enters the second section 5, in which the process is repeated. The fuel in the form of a smaller mixture of air mixtures through the bypass pipe 8 in the second section 5 is subjected to further drying and grinding. Part of the dust is removed through the pipe 6 of the concentrated mixture, and the spent drying agent is discharged through the waste pipe 12.

Таким образом, в зависимости от температуры теплоносителя в топку подается пыль ровного гранулометрического состава в виде полукокса с большой удельной поверхностью, что способствует быстрому выгоранию ее в коротком факеле без шлакования и недожога с уносом и провалом. Thus, depending on the temperature of the coolant, dust of even particle size distribution in the form of a semi-coke with a large specific surface area is fed into the furnace, which contributes to its quick burnout in a short flare without slagging and underburning with entrainment and failure.

Claims

A dust-concentrator divider comprising a housing with a bottom and a lid divided by transverse partitions into sections located one above the other, each of which is equipped with tangential branch pipes for the removal of the concentrated mixture and the coolant inlet, located respectively in the upper and lower parts of the sections, the sections being interconnected bypass pipes consisting of upper and lower parts located on both sides of the transverse partitions, the first section is equipped with an inlet pipe, and the last with a waste pipe consisting of upper and lower parts, the upper and lower parts of the bypass pipes, the inlet pipe and the discharge pipe are fixed respectively in the partitions, bottom and cover of the housing at the junction of the parts, characterized in that in each section the lower parts of the bypass pipes are brought into the upper parts of the bypass pipes at the location of the branch pipes of the concentrated mixture with the formation of annular gaps, in the upper parts of the bypass pipes at the level of their fastening in the pepper walls and the bottom, overflow windows are made, offset about in relative tangential coolant inlet pipes.