Патент на изобретение №2347142

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ГОРЕНИЯ ПАРОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть применено на тепловых электростанциях, использующих энергетические бурые угли открытых разрезов. В способе регулирования режима горения паропроизводительной установки предварительную термическую подготовку топлива в паропроизводительной установке производят, по меньшей мере, в три последовательные стадии, на первой из которых из топлива удаляют влагу, на второй – балластные летучие вещества (например, СО₂), на третьей – низкокалорийные летучие вещества (например, СО), при этом режим процесса термоподготовки (температура и время) на каждой стадии контролируют с помощью комплексного термического анализа путем организации отбора проб парогазовых и нелетучих продуктов термоподготовки топлива и после определения их количественных и качественных характеристик производят точное распределение соотношения топлива и воздуха с помощью устройства регулирования. 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть применено на тепловых электростанциях, использующих энергетические бурые угли открытых разрезов.

Известен способ регулирования режима горения паропроизводительной установки (патент RU №2134379, кл. F23N 5/00, F23N 5/08, опубл. БИ №22 от 29.02.1996), при котором определяют пространственное распределение температуры и профиль концентрации по меньшей мере одного возникающего в процессе сжигания продукта реакции и регулируют состав подводимой к процессу сжигания реакционной смеси, состоящей из основного топлива, воздуха и дополнительного топлива. Регулирование режима горения осуществляют с помощью соединенной с параметрическими датчиками из камеры сгорания системы обработки данных, подключенной к устройству регулирования, снабженному приборами визуальной индикации для отражения текущей параметрической информации, и подключенному через модули регулирования к устройствам подачи основного топлива, воздуха и дополнительного топлива.

Недостатком известного способа является запаздывание решений оптимизации процесса, так как решение производится по результатам анализа продуктов сгорания топлива.

Известен способ регулирования режима горения паропроизводительной установки (патент RU №2252364, кл. F23N 5/00, F23N 5/08, опубл. БИ №14 от 20.05.2005), при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе сжигания, и управляют составом подводимой к процессу сжигания реакционной смеси в зависимости от пространственного распределения температуры и профиля концентраций продуктов сгорания в камере сгорания посредством заданных значений подводимого к процессу сжигания топлива, воздуха и добавки к основному топливу дополнительного топлива, при этом пространственное распределение температуры и профиля концентрации компонентов продуктов сгорания топлива реконструируют томографически по параметрическим данным, а в качестве добавки к основному топливу в виде дополнительного топлива используют термоуголь, полученный на этой же паропроизводительной установке из основного топлива при подаче основного и дополнительного топлива на сжигание с предварительным параллельным их термическим анализом в условиях, идентичных условиям камеры сгорания по температуре и газовой среде, сопровождающимся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов горения, причем сжигание основного топлива и получение термоугля производят в результате совмещенного процесса в рамках горелочного устройства, в котором дополнительное топливо в виде термоугля получают одновременно со сжиганием основного топлива.

Недостатком известного способа регулирования режима горения паропроизводительной установки является реализация процесса термоподготовки топлива в одну стадию, а это приводит к тому, что выделяющиеся газообразные продукты деструкции обогащаются водяными парами и балластными летучими веществами, что, как следствие, приводит к ухудшению условий воспламенения топлива в топочной камере и снижению эффективности процесса предварительной термической обработки угля.

Известен способ регулирования режима горения паропроизводительной установки (патент RU №2212586, кл. F23N 5/00, опубл. БИ №26 от 20.09.2003), при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе сжигания и управляют составом подводимой к процессу сжигания реакционной смеси в зависимости от пространственного распределения профиля концентрации продуктов сгорания в топочной камере посредством заданных значений подводимого к процессу сжигания топлива, воздуха и добавки к основному топливу дополнительного топлива. При этом пространственное распределение температуры и профиля концентрации компонента продуктов сгорания топлива реконструируют томографически по параметрическим данным, в качестве добавки к основному топливу в виде дополнительного топлива используют термоуголь, получаемый на этой же паропроизводительной установке из основного топлива при подаче основного и дополнительного топлива на сжигание с предварительным их термическим анализом в условиях, идентичных условиям камеры сгорания по температуре и газовой среде, сопровождающимся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов сгорания. Причем сжигание основного топлива и получение термоугля производится в результате совмещенного процесса реализованного в рамках горелочного устройства, оснащенного газоходом отвода из горелки газового балласта, образующегося при получении термоугля, а горелочное устройство выполнено в виде муфеля, в котором снаружи происходит образование термоугля, а внутри совместно сжигается основное топливо и полученный термоуголь. В качестве приборов индикации используются приборы комплексного термического анализа.

Недостатком известного способа регулирования режима горения паропроизводительной установки является реализация процесса термической подготовки топлива в одну стадию, а это приводит к тому, что выделяющиеся газообразные продукты деструкции обогащаются водяными парами и балластными летучими веществами, что, как следствие, приводит к ухудшению условий воспламенения топлива в топочной камере и снижению эффективности процесса предварительной термической обработки угля. При этом существенно увеличиваются энергетические затраты на осуществление термической подготовки угля в одну стадию, так как приходится поддерживать значительный температурный режим обработки основного топлива (около 850°С) путем нерационального использования качественного термоугля, хотя для организации процесса испарения влаги достаточно обеспечить температурный режим обработки угля на уровне 350-400°С, для выделения балластных летучих веществ необходимо поддерживать температуру процесса порядка 600-650°С. При одностадийной термической обработке угля также отсутствует возможность регулирования процесса термоподготовки в зависимости от качества исходного топлива.

Задача изобретения – повышение эффективности процесса предварительной термической подготовки угля перед сжиганием, увеличение доли термоугля, обеспечение возможности регулирования процесса термической подготовки в зависимости от качества исходного топлива.

Задача решается тем, что в способе регулирования режима горения паропроизводительной установки, при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе горения, и управляют составом подводимой к процессу горения реакционной смеси посредством заданных значений подводимого к процессу горения топлива и воздуха с предварительной термической подготовкой топлива, сопровождающейся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на термоподготовку и сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов горения, причем получение термоугля производится за счет сжигания основного топлива в результате совмещенного процесса, в котором топливо в виде термоугля получают одновременно со сгоранием части основного топлива, согласно изобретению предварительную термическую подготовку топлива в паропроизводительной установке производят, по меньшей мере, в три последовательные стадии, на первой из которых из топлива удаляют влагу, на второй – балластные летучие вещества (например, СО₂), на третьей – низкокалорийные летучие вещества (например, СО), при этом режим процесса термической подготовки (температура и время) на каждой стадии контролируют с помощью комплексного термического анализа путем организации отбора проб парогазовых и нелетучих продуктов термической подготовки топлива и после определения их количественных и качественных характеристик производят точное распределение соотношения топлива и воздуха с помощью устройства регулирования.

Скорость термохимического превращения угольной пыли (например, за счет термической деструкции и частичной газификации твердого нелетучего остатка) в процессе ее термической подготовки зависит от средней температуры процесса, которая может быть повышена ступенчатым подводом продуктов сгорания к потоку угольной пыли. Экспериментально доказано, что значительно более высокая скорость термического разложения угля обеспечивается, если топливо в этом процессе продолжают нагревать (неизотермические условия). Известно, что уголь, нагреваемый в процессе термической подготовки от 600 до 850°С, имеет в два раза более высокую реакционную способность, чем при поддержании постоянной температуры 850°С. Этот эффект объясняется тем, что при термическом разложении, активированном повышением температуры, образуются промежуточные соединения, которые существенно изменяют механизм реакции по сравнению с условиями, имеющимися при постоянной температуре.

Для практического обоснования эффективности организации ступенчатого подвода тепла в процессе предварительной термической подготовки твердого органического топлива выполнено сравнение двух возможных вариантов реализации данного процесса. Для обоих вариантов принято ограничение по максимальной температуре угольной пыли после смешения с высокотемпературными продуктами сгорания.

В первом варианте вся угольная пыль смешивается сразу со всеми продуктами сгорания. Для выполнения условия по ограничению температуры угля к высокотемпературным продуктам сгорания подмешивают некоторое количество газов рециркуляции с температурой газов, покидающих котельный агрегат.

Во втором варианте высокотемпературные продукты сгорания разделяются на несколько частей, которые ступенчато подмешивают к потоку угольной пыли таким образом, чтобы температура ни в одной точке процесса не превышала заданного максимального значения.

Скорости химических реакций при термической подготовке твердого топлива (на примере ирша-бородинского угля) описываются следующими уравнениями:

где , – соответственно скорость реакции водяного пара и диоксида углерода с нелетучим (коксовым) остатком топлива, кг(м²·с); , – соответственно концентрация водяного пара и диоксида углерода, кг/нм³; Т_тп – температура процесса термоподготовки, К.

Эффективность сравниваемых вариантов определяется отношением скоростей реакций, протекающих при термической подготовке топлива.

Для водяного пара:

Для углекислого газа:

где индекс 1 относится к варианту смешения всех продуктов сгорания с угольной пылью в начале процесса, а индекс 2 – к ступенчатому подводу продуктов сгорания.

Температура процесса термической подготовки пылевидного твердого органического топлива определяется как среднеарифметическая величина температур смеси на входе и выходе из каждой расчетной ступени термоподготовки.

Приняв температуру гетерогенной смеси на входе в устройство термической подготовки (ступень устройства термической подготовки) – t’, определим температуру гетерогенной смеси на выходе из устройства (ступени устройства термической подготовки) – t путем составления теплового баланса схемы термической подготовки, с учетом термического разложения топлива и химического механизма реагирования твердых нелетучих остатков с высокотемпературными газообразными продуктами сгорания части топлив.

Определим температуру t при термохимической подготовке пылевидного твердого органического топлива высоковлажными газообразными продуктами:

где n – число ступеней предварительной термической подготовки твердого органического топлива; k – индекс рассчитываемой ступени; G_у, G_к+1, G_г, , G_CO, G_гп – соответственно расход угля, продуктов сгорания для повышения температуры гетерогенной смеси перед (k+1)-й ступенью, первоначальный расход продуктов сгорания, диоксида углерода, оксида углерода и пиролизного газа, кг/с; с’_y, с_г,кс, с’_г, , с’_CO, c’_гп, – соответственно теплоемкость угля, дымовых газов за камерой сгорания, дымовых газов, диоксида углерода, оксида углерода и пиролизного газа при температуре t’, кДж/(кг·град); с_у, с_г, , с_CO, c_гп – соответственно теплоемкость угля, дымовых газов, диоксида углерода, оксида углерода, пиролизного газа при температуре t, кДж/(кг·град); Q₁, Q₂ – тепловые эффекты реакций термохимического превращения угля, кДж; g_п – количество водяного пара, кг/кг; – весовой расход угля в смеситель в долях от суммарного количества угля, подведенного в камеру сгорания; – теоретический объем газообразных продуктов сгорания единицы массы топлива, м³/кг.

На фиг.1 и 2 изображена схема реализации способа регулирования режима горения паропроизводительной установки. На фиг.3 показано изменение температуры процесса предварительной термической подготовки твердого органического топлива (T_тп, °С) в зависимости от величины изменения массы прореагировавшего топлива (m, в долях), при условии ограничения максимальной температуры гетерогенной смеси 1000°С: a – подвод всех продуктов сгорания в начале процесса; б – ступенчатый подвод продуктов сгорания в равном соотношении; в – ступенчатый подвод продуктов сгорания в неравном соотношении (по нарастающей). На фиг.4 представлены результаты расчета динамики процесса термической подготовки ирша-бородинского угля при организации ступенчатого подвода продуктов сгорания в камеру смешения.

Ступенчатый подвод тепла в процессе термической подготовки угольной пыли повышает скорость процессов термического разложения и химического реагирования нелетучего остатка с водяными парами и углекислым газом. Так при трех ступенях подвода тепла и термохимического превращения 50% органической массы топлива скорость процесса увеличивается в 2,5-2,8 раза для кузнецких и канско-ачинских углей. При этом эффективность ступенчатого подвода тепла будет еще выше, если температуру процесса на каждой ступени термоподготовки поддерживать не постоянной, а повышать ее по мере увеличения номера ступени (см. кривая в на фиг.3). Предлагается на первой ступени температуру процесса поддерживать на уровне 350-400°С, на второй – 600-650°С и на третьей – 800-850°С. Такая организация процесса термоподготовки обеспечивает наибольшую его неизотермичность, что позволяет повысить эффективность термической подготовки еще на 15-20%, снизить затраты топлива на получение высокотемпературных продуктов сгорания, рационально осуществить схему практической реализации процесса с учетом физико-химических свойств топлива. Предполагается, что в первой ступени протекает процесс глубокой сушки топлива с выделением балластных летучих веществ (преимущественно углекислого газа). Во второй ступени осуществляется термическое разложение топлива, сопровождаемое выделением низкокалорийных газообразных летучих веществ (оксида углерода, метана, водорода и т.д.). В третьей ступени термоподготовки осуществляется глубокая деструкция топлива с выделением основной массы высококалорийных парогазовых компонентов (смолы и т.д.).

Для определения времени процесса термической подготовки угольной пыли выражения (1) и (2) перепишем в следующем виде

Откуда находим время протекания процессов

где , ^– соответственно время процесса термохимического превращения угольной пыли при взаимодействии ее с водяным паром и углекислым газом, с; , – соответственно начальные концентрации водяного пара и углекислого газа в высокотемпературных продуктах сгорания, кг/нм³.

Выражения (5), (6), (9) и (10) позволяют рассчитать динамику процесса термической подготовки твердого органического топлива и соответственно автоматизировать процесс регулирования режимов работы устройства для термической подготовки угля в зависимости от качества исходного топлива.

Представленные на фиг.4 результаты расчета динамики процесса термической подготовки ирша-бородинского угля при организации ступенчатого подвода продуктов сгорания в камеру смешения в виде зависимости относительной величины выхода летучих веществ (V/V^г) от времени термоподготовки (, с), показывают, что время пребывания твердого топлива в устройстве термоподготовки и соответственно эффективность процесса термохимического превращения угля главным образом зависит от числа ступеней n_i подвода продуктов сгорания. При этом получена следующая универсальная зависимость определения времени термоподготовки от количества ступеней подвода тепла

где ₁, ₂, ₃, …, _i, _i+1 – время пребывания твердого топлива в устройстве по термоподготовке, с; n₁, n₂, n₃, …, n_i, n_i+1 – число ступеней подвода продуктов сгорания в устройстве термоподготовки.

Таким образом, предлагаемые меры позволяют обеспечить повышение эффективности процесса предварительной термической подготовки угля перед сжиганием, увеличение доли термоугля, возможность регулирования процесса термоподготовки в зависимости от качества исходного топлива, что позволяет в целом решить задачу изобретения.

Представленная на фиг.1 и 2 схема реализации способа регулирования режима горения паропроизводительной установки содержит топку 1 паропроизводительной установки, основную горелку 2, сбросные горелки 3 и 4 и устройства 5, 6, 7 предварительной термоподготовки топлива перед его сжиганием, соединенные последовательно между собой пылепроводами 8, 9 и подключенные на входе к источнику 10 угольной пыли, на выходе – пылепроводом 11 к бункеру термоугля 12, с которого осуществляется подача термоугля на основную горелку 2. Каждое из устройств 5, 6, 7, основная горелка 2 и сбросные горелки 3 и 4 соединены с источником 13 воздуха.

Устройства 5, 6 и 7 имеют индивидуальную подачу угольной пыли и воздуха, которая регулируется устройством 14 регулирования, соединенным с прибором 15 визуальной индикации текущей информации. Устройства 5, 6 и 7 термоподготовки оснащены соответственно автоматическими регуляторами 16, 17 и 18 подачи угольной пыли, с помощью которых варьируется время пребывания и количество угольной пыли в каждом из устройств. Расход термоугля в пылевое сопло 19 основной горелки 2 варьируется с помощью регулятора 20. Воздух от источника 13 воздуха подается на каждую стадию термоподготовки в устройства 5, 6 и 7 с помощью регуляторов 21, 22 и 23 соответственно. Количество подаваемого воздуха определяет температуру в каждом из устройств 5, 6 и 7. В воздушное сопло 24 основной горелки 2 воздух подается с помощью регулятора 25. Все регуляторы соединены с устройством 14 регулирования, которое в свою очередь связано с прибором 26 комплексного термического анализа (КТА), к которому подключены заборники 27, 28, 29 и 30 угольной пыли, установленные соответственно на линии подачи угольной пыли от источника 10 и пылепроводах 8, 9, 11. К прибору 26 комплексного термического анализа подключены также заборники 31, 32 и 33 газообразных продуктов термоподготовки угля с каждой стадии термоподготовки соответственно в устройствах 5, 6 и 7.

Забор пыли и газа необходим для экспериментально-расчетного определения необходимого температурно-временного режима обработки угольной пыли в устройствах 5, 6 и 7.

Газоходом 34 пылевой циклон 35 соединен с газоходом 36, в который из циклонов 37, 38 и 39, подключенных к устройствам по термоподготовке соответственно 5, 6 и 7, по газоходам 40, 41 и 42 соответственно поступают пылепарогазовые продукты термической подготовки угля.

Сбросная труба 43 циклона 35 соединена со всасом мельничного вентилятора 44, напорный патрубок которого подсоединен к линии 45 сброса парогазового балласта в сбросную горелку 4, состоящую из подводящего пылегазового патрубка 46 и воздушного сопла 47, подсоединенного к источнику 13 воздуха. Пылевой патрубок 48 циклона 35 через пылепровод 49 с помощью воздушного эжектора 50 подключен к пылевому соплу 51 сбросной горелки 3, воздушное сопло 52 которой соединено с источником 13 воздуха.

Реализация способа регулирования режима горения паропроизводительной установки осуществляется следующим образом.

Пылеугольная взвесь от источника 10 пыли подается последовательно в устройства 5, 6 и 7 термоподготовки и далее в пылевое сопло 19 основной горелки 2 топки 1 паропроизодительной установки. В каждое из устройств 5, 6 и 7 подается также воздух от источника 13 воздуха через регуляторы соответственно 21, 22 и 23. В воздушное сопло 24 основной горелки 2 воздух от источника 13 подается через регулятор 25. Пыль от источника 10 пыли в устройство 5 подается через регулятор 16. Выходящая из устройства 5 термообработанная угольная пыль поступает в циклон 37, где осуществляется отделение угольной пыли от парогазовых продуктов термоподготовки. Из циклона 37 угольная пыль подается в устройство 6 термоподготовки через регулятор 17. Из устройства 6 термообработанная угольная пыль, пройдя разделение с парогазовыми продуктами в циклоне 38, поступает в устройство 7 термоподготовки через регулятор 18. В пылевое сопло 19 основной горелки 2 топки 1 термообработанная угольная пыль подается через регулятор 20 из бункера 12 термоугля, в который поступает угольная пыль по пылепроводу 11 из циклона 39, связанного с устройством 7 термоподготовки.

Каждая стадия процесса термической подготовки угольной пыли осуществляется в самостоятельных устройствах, задачей которых является организация процесса деструкции топлива, обеспечивающего необходимый уровень сушки и термического разложения угля в зависимости от качества исходного топлива и режима работы паропроизводительной установки. Так первая стадия осуществляется в устройстве 5 термоподготовки, вторая – в устройстве 6, третья – в устройстве 7. В устройстве 5 из топлива преимущественно испаряется влага и балластные летучие компоненты (СО₂), что обеспечивается необходимым температурным уровнем (350-400°С) и временем (0,5-0,6 сек) термоподготовки. Контроль за полнотой испарения влаги из топлива осуществляется с помощью прибора 26 комплексного термического анализа. В устройстве 6 поддерживается более высокая температура термоподготовки, составляющая 600-650°С при времени термоподготовки до 0,8-1 сек для осуществления более глубокой деструкции топлива с разрывом наиболее лабильных химических связей, сопровождающейся выделением преимущественно балластных (СО₂) и низкокалорийных (СО) летучих газообразных компонентов. В устройстве 7 термоподготовки, где поддерживается еще более высокая температура обработки угольной пыли – 800-850°С при времени обработки 0,8-1 сек происходит глубокая деструкция угля, сопровождающаяся выделением газообразных летучих компонентов (СО, Н₂, СН₄ и т.д.). Образующиеся парогазовые летучие компоненты из устройств 5, 6 и 7 термоподготовки через циклоны соответственно 37, 38, 39 отводятся по газоходам 40, 41, 42, 36 и 34 в циклон 35, откуда с помощью мельничного вентилятора 44 по газоходу 45 подаются в сбросную горелку 4.

Необходимый температурный уровень процесса термоподготовки угольной пыли на каждой стадии достигается посредством сжигания части топлива с помощью воздуха, дозируемого индивидуально через регуляторы 21, 22 и 23, режим работы которых задается устройством 14 регулирования на основе данных прибора 26 комплексного термического анализа. Подача угольной пыли задается также индивидуально на каждую из стадий термоподготовки в устройства 5, 6 и 7 регуляторами 16, 17 и 18 от устройства 14 регулирования на основе данных прибора 26 комплексного термического анализа по результатам анализа угольной пыли из заборников угольной пыли 27, 28, 29 и 30. Визуальная информация выводится на прибор 15 визуальной индикации.

Регуляторы 16, 17 и 18 подачи угольной пыли являются одновременно регуляторами распределения угольной пыли соответственно в устройствах 5, 6 и 7. Так при изменении положения регулятора 16 будет происходить перераспределение соотношения угольной пыли, направляемой на термическую подготовку (основной поток), и подаваемой на сжигание в устройство 5 термоподготовки для получения необходимого количества тепла в виде газообразных продуктов сгорания для поддержания необходимой температуры процесса термоподготовки. В результате перемешивания в устройстве 5 основного потока угольной пыли с высокотемпературными продуктами сгорания осуществляется организация процесса термоподготовки угольной пыли при вращательном ее движении в корпусе устройства 5. Продукты термоподготовки затем поступают в циклон 37, где происходит их разделение на нелетучий остаток и парогазовые продукты термической деструкции. Парогазовые продукты термодеструкции через сбросной газоход 40 поступают в газоход 36.

Аналогичный процесс будет происходить и при изменении положения регулятора 17 в устройстве 6, на которое будет подаваться с помощью пылепровода 8 термически подготовленная на первой стадии в устройстве 5 угольная пыль. Продукты второй стадии термоподготовки из устройства 6 затем поступают в циклон 38, где происходит их разделение на нелетучий остаток и парогазовые продукты термодеструкции. Парогазовые продукты термической деструкции через сбросной газоход 41 также поступают в газоход 36.

Из циклона 38 нелетучие продукты термоподготовки с помощью пылепровода 9 подаются на третью стадию термической подготовки угля в устройство 7. Распределение количества топлива, подаваемого на термоподготовку для получения высокотемпературного газа-теплоносителя, осуществляется с помощью регулятора 18. В устройстве 7 термоподготовки происходит процесс, аналогичный протекающим в устройствах 5 и 6, но при более высокой температуре. Продукты третьей стадии термоподготовки из устройства 7 поступают в циклон 39, где происходит окончательное их разделение на нелетучий остаток (термоуголь) и парогазовые продукты термической деструкции. Парогазовые продукты термодеструкции через сбросной газоход 42 также поступают в газоход 36.

Так как эффективность работы циклонов 37, 38 и 39 составляет порядка 90-95%, то в газоход 36 парогазовые продукты деструкции поступают с небольшим количеством (5-10%) мелкой фракции нелетучих продуктов термоподготовки. Из газохода 36 пылепарогазовые продукты всех трех стадий термической подготовки за счет разрежения, создаваемого мельничным вентилятором 44, по газоходу 34 подаются в циклон 35, где осуществляется разделение мелких фракций нелетучих продуктов термоподготовки угольной пыли и парогазовых компонентов. Мелкие фракции угольной пыли из циклона 35 через пылевой патрубок 48 с помощью воздушного эжектора 50 через газоход 49 подаются в пылевое сопло 51 сбросной горелки 3, куда через воздушное сопло 52 подводится воздух от источника 13 воздуха. Парогазовые продукты термоподготовки с помощью мельничного вентилятора 44 через газоход 45 подаются в пылегазовый патрубок 46 сбросной горелки 4, куда через воздушное сопло 47 подается для дожигания воздух от источника 13.

Основной поток нелетучего остатка термоподготовки (термоуголь) из циклона 39 по пылепроводу 11 подается в бункер 12 термоугля, из которого воздухом от источника 13 воздуха с помощью регулятора 20 подается в пылевое сопло 19 основной горелки 2 топки 1, куда через воздушное сопло 24 подается воздух от источника 13 воздуха, расход которого в свою очередь изменяется регулятором 25.

Поскольку термоуголь является более калорийным топливом с постоянным составом, то вся паропроизводительная установка работает в стабильном режиме и не требует изменения режима при попадании топлива низкого качества.

Кроме того, термоуголь вследствие его высокой реакционной способности выгорает интенсивнее, что исключает затягивание факела в верхнюю часть топочной камеры и, как следствие, приводит к снижению зашлаковки поверхностей нагрева, расположенных на выходе из топки.

Таким образом, организация трехстадийной термической подготовки топлива перед сжиганием, при которой осуществляется постадийный контроль количественных и качественных характеристик парогазовых и нелетучих продуктов термоподготовки угля с последующим и также постадийным регулированием соотношения топлива и воздуха, позволяет повысить эффективность процесса предварительной термической подготовки угля перед сжиганием, увеличить долю термоугля, обеспечить возможность регулирования процесса термоподготовки в зависимости от качества исходного топлива.

Формула изобретения

Способ регулирования режима горения паропроизводительной установки, при котором определяют температуру и концентрацию продуктов, участвующих в процессе горения, и управляют составом подводимой к процессу горения реакционной смеси посредством задания расходов, подводимых к процессу горения топлива и воздуха с предварительной термической подготовкой топлива для получения термоугля, сопровождающейся определением на приборах индикации технических, теплофизических и реакционных характеристик поступающего на термическую подготовку и сжигание топлива, а также состава и количества образующихся газообразных продуктов горения, причем получение термоугля производится за счет сжигания основного топлива в результате совмещенного процесса, в котором топливо в виде термоугля получают одновременно со сгоранием части основного топлива, отличающийся тем, что предварительную термическую подготовку топлива в паропроизводительной установке производят, по меньшей мере, в три последовательные стадии, на первой из которых из топлива удаляют влагу, на второй – балластные летучие вещества (например СО₂), на третьей – низкокалорийные летучие вещества (например СО), при этом режим процесса термической подготовки (температура и время) на каждой стадии контролируют с помощью комплексного термического анализа путем организации отбора проб парогазовых и нелетучих продуктов термической подготовки топлива и производят точное распределение соотношения топлива и воздуха с помощью устройства регулирования.

РИСУНКИ