Способ и система сжигания - RU2007134755A

Реферат

1. Способ сжигания пылевидного углеводородного топлива, при котором инжектируют в горелку топливно-воздушный поток, создавая зону низкого давления; направляют поток высокотемпературных газообразных продуктов горения из камеры сгорания в зону низкого давления горелки; смешивают высокотемпературные газообразные продукты горения с инжектируемым топливно-воздушным потоком для нагревания инжектируемого топливно-воздушного потока и инжектируют нагретый топливно-воздушный поток из горелки в камеру сгорания, причем топливно-воздушный поток быстро дегазируется и сгорает в пламени, имеющем высокую температуру; определяют параметр горения и контролируют процесс горения на основании определенного параметра горения, с целью получения, по меньшей мере, одного из следующих показателей: требуемого уменьшения NOx и требуемого расстояния от горелки до фронта пламени.

2. Способ по п.1, в котором стадия контроля сгорания включает контроль давления в зоне низкого давления.

3. Способ по п.2, в котором стадия контроля давления в зоне низкого давления включает в себя контроль третичного воздуха, подаваемого в зону низкого давления, для того, чтобы контролировать давление в зоне низкого давления.

4. Способ по п.3, в котором подающий трубопровод предназначен для подачи третичного воздуха, расположен на первых 2/3 горелки, измеренной от ее входа для топливно-воздушного потока.

5. Способ по п.1, в котором стадия контроля сгорания включает в себя контроль расхода потока высокотемпературных газообразных продуктов горения, поступающих из камеры сгорания в зону низкого давления горелки.

6. Способ по п.1, в котором стадия контроля сгорания включает в себя контроль, по меньшей мере, одного из таких показателей, как расход потока и отношение воздуха к топливу в инжектируемом топливно-воздушном потоке.

7. Способ по п.1, в котором топливно-воздушный поток является концентрированным топливно-воздушным потоком.

8. Способ по п.7, в котором концентрированный поток имеет весовое отношение воздуха к топливу в диапазоне от 0,4 до 2,2.

9. Способ по п.7, в котором концентрированный поток нагревают до температуры от 700 до 1200°С, на расстоянии между 250 и 1950 мм, измеренном от входа горелки для высокотемпературных газов.

10. Способ по п.7, в котором концентрированный поток имеет весовое отношение воздуха к топливу в диапазоне от 0,7 до 1,8.

11. Способ по п.7, в котором концентрированный поток инжектируют в горелку со скоростью от 10 до 60 м/с.

12. Способ по п.7, в котором концентрированный поток инжектируют в горелку со скоростью от 15 до 50 м/с.

13. Способ по п.1, в котором площадь поперечного сечения инжектируемого топливно-воздушного потока на входе в горелку является частью площади поперечного сечения горелки.

14. Способ по п.1, в котором площадь поперечного сечения инжектируемого топливно-воздушного потока на входе в горелку составляет меньше 50% площади поперечного сечения горелки.

15. Способ по п.1, в котором топливом является, по меньшей мере, один из: уголь и нефтяной кокс.

16. Способ по п.7, который дополнительно включает разделение топливно-воздушного потока на концентрированный топливно-воздушный поток и на разбавленный топливно-воздушный поток и подачу разбавленного потока в камеру сгорания.

17. Способ по п.16, в котором стадия контроля сгорания включает в себя контроль подачи разбавленного потока в камеру сгорания.

18. Способ по п.16, в котором разделение первичного топливно-воздушного потока на концентрированный поток и разбавленный поток выполняется в изогнутом трубопроводе.

19. Способ по п.18, в котором угол изгиба изогнутого трубопровода находится между 60 и 120°.

20. Способ по п.16, в котором первичный поток содержит от 10 до 35% стехиометрического воздуха.

21. Способ по п.1, в котором определение параметров сгорания включает в себя:, по меньшей мере, один из датчик давления, датчик температуры и химический датчик для определения состава газа.

22. Способ по п.1, в котором стадия определения выполняется датчиком, который помещен в горелке или в камере сгорания или замурован в стенке горелки или камеры сгорания.

23. Способ по п.1, который дополнительно включает инжектирование, по меньшей мере, одного дополнительного топливно-воздушного потока.

24. Способ по п.23, который дополнительно включает нагревание, по меньшей мере, одного дополнительного топливно-воздушного потока за счет дополнительного противотока высокотемпературных газообразных продуктов горения из камеры сгорания.

25. Способ по п.23, в котором, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток является избыточным для горения воздухом, причем избыточный для горения воздух составляет от 0 до 30% от всего воздуха, подаваемого в камеру сгорания.

26. Способ по п.25, в котором стадия контроля сгорания включает в себя контроль подачи избыточного для горения воздуха.

27. Способ по п.23, в котором, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток является вторичным разбавленным топливно-воздушным потоком.

28. Способ по п.27, который дополнительно включает подачу вторичного потока в камеру сгорания, прилегающую к периферии выхода горелки для первого топливно-воздушного потока.

29. Способ по п.27, в котором стадия контроля сгорания включает в себя контроль подачи вторичного потока.

30. Способ по п.27, в котором вторичный поток является одним из прямых потоков или вихревых потоков.

31. Способ по п.30, который дополнительно включает разделение вторичного вихревого потока на внутренний вторичный поток и наружный вторичный поток.

32. Способ по п.31, в котором сила закручивания находится между 0,1 и 2,0.

33. Способ по п.23, в котором первый топливно-воздушный поток является первым концентрированным топливно-воздушным потоком, и в котором, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток является вторым концентрированным топливно-воздушным потоком.

34. Способ по п.33, в котором второй концентрированный топливно-воздушный поток нагревают.

35. Способ по п.1, в котором стадия контроля сгорания включает в себя контроль сгорания с целью максимизировать уменьшение NOx без недопустимого ошлакования.

36. Система сжигания для пылевидного углеводородного топлива, причем устройство содержит горелку, предназначенную для получения топливно-воздушного потока; камеру сгорания, которая соединяется с горелкой для того, чтобы направлять в горелку поток высокотемпературных газообразных продуктов горения для нагревания топливно-воздушного потока и для получения нагретого топливно-воздушного потока из горелки для сгорания; датчик для определения параметра сгорания и контроллер для контроля сгорания на основании определенного параметра сгорания с целью получения, по меньшей мере, одного из следующих показателей: требуемого уменьшения NOx и требуемого расстояния от горелки до фронта пламени.

37. Система по п.36, в которой контроллер управляет давлением в зоне низкого давления.

38. Система по п.37, в которой контроллер управляет подачей третичного воздуха в зону низкого давления для того, чтобы контролировать давление в зоне низкого давления.

39. Система по п.36, в которой контроллер управляет расходом потока высокотемпературных газообразных продуктов горения, поступающих из камеры сгорания в зону низкого давления горелки.

40. Система по п.36, в которой контроллер управляет, по меньшей мере, одним из таких показателей, как расход потока и отношение воздуха к топливу в инжектируемом топливно-воздушном потоке.

41. Система по п.36, в которой топливно-воздушный поток является концентрированным топливно-воздушным потоком.

42. Система по п.36, в которой параметр сгорания включает в себя, по меньшей мере, один из: датчик давления, датчик температуры и химический датчик для определения состава газа.

43. Система по п.36, в которой, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток инжектируется в камеру сгорания.

44. Система по п.43, в которой, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток нагревается за счет дополнительного противотока высокотемпературных газообразных продуктов горения из камеры сгорания.

45. Система по п.43, в которой, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток является вторичным разбавленным топливно-воздушным потоком.

46. Система по п.43, в которой первый топливно-воздушный поток является первым концентрированным топливно-воздушным потоком, и в которой, по меньшей мере, один дополнительный топливно-воздушный поток является вторым концентрированным топливно-воздушным потоком.

47. Система по п.46, в которой второй концентрированный топливно-воздушный поток нагревают.

48. Система по п.36, в которой контроллер контролирует сгорание с целью максимизации уменьшения NOx без недопустимого ошлакования.