Introducing new products has long been the tradition of the Dusseldorf-based company Loesche. In keeping with their motto “Innovative Engineering” the first coal dust-operated LOMA® Hot Gas Generator with an output of 30 MWth was delivered to a client in Bangladesh.

1. АНАЛИЗ ПРОДУКЦИИ
Генераторы горячего газа:
энергоэффективность и экологичное
использование природных ресурсов
Hot Gas Generators:
An Energy Efficient and Environmentally
Friendly use of Resources
Philipp Stolzenburg, LOESCHE GmbH Philipp Stolzenburg, LOESCHE GmbH
Dr. Holger Wulfert, LOESCHE GmbH Dr. Holger Wulfert, LOESCHE GmbH
B ывод новых продуктов для компании Loesche,
Дюссельдорф является давней традицией. В
соответствии со своим девизом «Инновационный
Introducing new products has long been the tradition of the
Dusseldorf-based company Loesche. In keeping with their
motto “Innovative Engineering” the first coal dust-operated
инжиниринг» компания поставила для Заказчика LOMA® Hot Gas Generator with an output of 30 MWth was
в Бангладеш первый генератор горячего газа для delivered to a client in Bangladesh.
сжигания пылеугольного топлива (ПУТ) мощностью
30 МВт. Камера сгорания без огнеупорной The combustion chamber without refractory lining has a coal
футеровки с горелкой для ПУТ, которая работает без burner which is operated without a supporting flame – a first
вспомогательной горелки – новшество в технологии in hot gas generator technology.
генераторов горячего газа.
The basis for this development was a research project with a
Базисом для инновации послужил исследовательский European university.
проект с европейским университетом.
To meet all the requirements in the combustion of solid fuels
Чтобы иметь возможность проверить все параметры from different sources for large industrial plants, Loesche
при сжигании угля различного происхождения и has a 1 MW test plant which is connected to a Loesche coal
соотнести эти показатели на большие промышленные mill. All parameters, including the fineness of the coal can be
установки, компания Loesche располагает опытной analysed and optimised during the combustion of solid fuels.
установкой мощностью 1 МВт, которая связана с
угольной мельницей в режиме онлайн. Таким образом, A new energy consciousness and the scarcity of precious
анализируются и оптимизируются все параметры при energy sources has led to the development of hot gas
сжигании пылеугольного топлива, включая тонкость generators which use cheaper fuels, such as solid fuel and
помола угля. gaseous industrial by-products. The cost-saving potential lies
between 50% and 70%.
Сокращение запасов первичных энергоносителей и
требования к энергетической эффективности привели Loesche technology — always one step ahead
к созданию генератора горячего газа, который For over one hundred years Loesche GmbH has been
64 www.powertecrussia.com

2. PRODUCT REVIEW
может работать на более дешевом топливе, как successfully building machines, such as mills, classifiers,
пылеугольное топливо или побочные промышленные hot gas generators,rotary gates etc., and been involved in
газы. Потенциал экономии ресурсов лежит в plant construction around the world. Loesche develops,
диапазоне от 50% до 70%. plans and delivers plant components and complete grinding
plants to the cement, iron & steel, power station, industrial
Технологии LOESCHE — всегда на шаг впереди mineral, ore and wood industries and for nonferrous
Компания Loesche GmbH уже более ста лет успешно metallurgy applications.
разрабатывает и изготавливает генераторы горячего
газа, воздушные дина-мические сепараторы, The first Loesche hot gas generators were developed, built
промышленные мельницы, камерные лопастные and delivered in 1960, and were available both with and
затворы и другое оборудование. Loesche занимается without refractory linings. Which hot gas generator was
строительством комплексных помольных установок used depended on the desired outlet temperature for the
по всему миру. Loesche разрабатывает, проектирует downstream processes and on the dust content of the
и поставляет как единичное оборудование, так и process gas to be heated.
комплексные установки для цементной промышлен-
ности, энергетики, чёрной и цветной Since then these hot gas generators have been subject to
металлургии, горнодобывающей, горнорудной и continuous further development, always represent the latest
деревообрабатывающей промышленности. know-how and conform to the current technical standards.
They are characterised by a clean, complete burning process
Первые генераторы горячего газа были разработаны, and low emissions.
сконструированы и поставлены компанией в 1960
г., эти установки предлагаются, как с огнеупорной Loesche hot gas generators are ideally suitable for
футеровкой, так и без неё. Выбор конкретного direct drying processes and are used for example in
генератора зависит от температуры и количества conjunction with:
горячих газов, необходимых для последующих » grinding plants
тепловых процессов, а также от возможности » drum-type driers
подачи в процесс газов, содержащих твердую фазу, » fluidised-bed furnaces/driers
например золу от сжигания угольной пыли. » flash driers
» spheroidisers
Генераторы горяччх газов постоянно
совершенствуются, соответствуют современным The hot gas generators can run on a wide range of
знаниям и техническим стандартам. Они отличаются different fuels:
полнотой сжигания топлива, а также низким уровнем » Gas (such as e.g. natural gas, biogas, coke gas, blast
выбросов вредных веществ. furnace gas, lean gas, synthesis gas and LPG)
» Light crude, diesel and heavy oils, and other liquid
Генераторы горячего газа Loesche идеально подходят refinery waste
для технологии прямой конвективной сушки и » Wood dust, pulverised lignite, pulverised hard coal,
применяются, например, в комбинации с: pulverised petroleum coke
» размольно-сушильными установками,
» сушильными барабанами, Loesche combustion chambers come in two different
» сушилками с кипящим слоем, versions: The LOMA® heater, a combustion chamber made
» поточными трубными сушилками, from high temperature steel for maximum hot gas outlet
» сушилками-грануляторами и др. temperatures up to 750 °C.
Генераторы горячего газа могут работать с различными This steel combustion chamber is — thanks to its industrial,
видами топлива: economical and ecological advantages — used in most
» газ (природный, био-газ, коксовый, доменный, синтез- cases. The LOMA® heater is adapted to the relevant
газ, низкокалорийный, сжиженный, попутный combustion and technological requirements, i.e. there are
нефтяной, сбросные горючие газы), design variants depending on the fuel used and depending
» жидкое топливо (лёгкое, дизельное, мазут, горючие on the respective burner type on account of different flame
жидкие отходы) geometries.
» пылевидное топливо из бурого и каменного угля,
нефтяного кокса, древесная пыль. This high flexibility on the part of the Loesche combustion
chamber demonstrates the innovative approach of Loesche
Камеры сгорания Loesche выпускаются в двух and has been utilised around the world in more than 600
модификациях: Камера LOMA® изготавливается из plants with thermal output figures of between 0.1 MW and
жаростойкой стали, рассчитанной на максимальную 60 MW.
www.powertecrussia.com 65

3. АНАЛИЗ ПРОДУКЦИИ
температуру газа до 750 °C на выходе из.
Благодаря своим технологическим, экономическим
и экологическим преимуществам в большинстве
случаев применяется именно жаростойкая стальная
камера сгорания. Камера LOMA® проектируется под
соответствующие технические и техно-логические
требования, т.е. возможны разные конструктивные
решения в зависимости от вида топлива и в
зависимости от типа горелки и геометрии пламени.
Эта особая гибкость в конструкции камеры сгорания
Loesche подчеркивает новаторство компании и находит
применение в более чем 600 установках с тепловой
мощностью от 0,1 МВт до 60 МВт, работающих по
всему миру.
Fig. 1: Генератор LOMA® тип LF 25 с горелкой на
природном газе, Дюнкерк, Франция
Fig. 1: LOMA® heater type LF 25 with a natural gas burner,
Dunkirk, France
Fig. 2: Генератор LOMA® тип LF 16 с горелкой на мазуте,
Сан-Антонио
Fig. 2: LOMA® heater type LF 16 with a heavy oil burner, San
Antonio, USA
Генератор LOMA®
Разработанный компанией Loesche в середине
1960-х годов генератор с перфорированной
обечайкой - стальная камера сгорания, состоящая Fig. 3: Топка LOMA® тип LF 25, перфорированная
из жаростойкой стальной обечайки и муфеля - обечайка
появилась на рынке под именем «Генератор LOMA®». Fig. 3: LOMA® heater type LF 25, view into the
Уже на протяжении многих десятилетий Генератор perforated jacket
LOMA® применяется по всему миру в различных
термических процессах и помогает The LOMA® heater
реализовывать технологические процессы наиболее The perforated jacket heater developed by Loesche back
оптимально с точки зрения теплотехники. Он in 1960 - a steel combustion chamber made of high-
предназначен для нагрева: temperature steel and a burner muffle — was launched onto
» свежего воздуха the market under the name LOMA® heater. For decades the
» возвратных газов LOMA® heater has been used around the world in a wide
» очищенных отработанных газов range of thermal processes in order to provide an optimum
» получения высокотемпературного воздуха для thermal configuration of the process. It is used to heat:
доменных печей » Fresh air
» технологического газа с низким содержанием пыли. » Return gases
Предназначенные для нагрева технологические » Cleaned exhaust gases
газы с начальной температурой до 350°C подаются в » Hot blast furnace gases
генератор через спиральный корпус. » Process gas with low dust content
66 www.powertecrussia.com

4. АНАЛИЗ ПРОДУКЦИИ
Особенности Генератора LOMA® These gases to be heated can be introduced at
» камера сгорания изготовлена из жаростойкой стали, temperatures of up to 350 °C into the spiral housing.
не требуется огнеупорная футеровка (температура
на выходе до 750 °C) Features of the LOMA® heater
» после пуска возможен быстрый вывод генератора » Combustion chamber manufactured from high-
на номи-нальную мощность, потери тепла temperature steels, no refractory lining necessary (outlet
минимальны благодаря отсутствию необходимости в temperatures up to 750 °C)
подогреве огнеупорной футеровки, » Minimal heat losses on startup of the hot gas generator
» практически мгновенная регулировка мощности при due to the absence of heating of a refractory lining,
быстром изменении нагрузки therefore startup at full load possible
» после остановки высокая скорость остывания камеры » Virtually delay-free adaptation of output in the case of
сгорания предотвращает термическую перегрузку rapid load changes
последующих агрегатов » High combustion chamber cooling rate, preventing
» в случае аварийного отключения, а также во время thermal overloading of downstream components
запуска и остановки не требуется аварийный » There is no need for an EMERGENCY STACK in
дымоход EMERGENCY SHUTDOWN SITUATIONS and during
» возможность быстрого доступа внутрь камеры startup up and shutdown
сгорания в целях инспекции » Short-term accessibility for inspections
» более длительный срок службы по сравнению с » Longer service life than plants with refractory linings
системами с огнеупорной футеровкой » Short installation times, low weight, minimal space
» быстрый монтаж, небольшой вес, компактность, requirements, can be installed in existing plants, complete
возможность установки в уже существующие pre-assembly also for larger LOMA® heaters
системы, полная предварительная сборка даже для » Horizontal and vertical erection possible
камер LOMA® больших размеров » Combustion chamber virtually adiabatic - more than
» допускается как горизонтальная, так и вертикальная 99 % of the heat can be utilised for the process
установка » Operates both in vacuum and overpressure modes
» камера сгорания работает практически без » No moving parts in the combustion chamber
потерь тепла - более 99 % тепла задействуется в » Low susceptibility to faults/repairs
технологическом процессе » Optical monitoring of perforated jacket temperatures
» работает как в условиях разрежения, так и при » Customised plants for individual applications Operational
избыточном давлении reliability and economic efficiency considerations play a
» в камере сгорания отсутствуют подвижные части major role in layout, design and manufacture.
» высокая надёжность и минимальные потребности в
ремонте Methods of operation
» оптический контроль температуры перфорированной The flow of process gas entering via the spiral housing
обечайки ➂ cools the protective jacket ➄, the burner muffle ➁
» изготовление установок по индивидуальным and the perforated jackets as a result of flow control.
требованиям заказчика. The process gas passes through the ring slots ➃
and holes in the perforated jacket into the interior of
Принцип действия the combustion chamber, where it mixes with the
Поступающий в спиральный корпус ➂ поток hot smoke gases from combustion. The combustion
технологического газа за счёт обтекания охлаждает chamber geometry and flow control protect the
защитный кожух ➄, горелочный муфель ➁, а также perforated jacket against the flame and the hot smoke
перфорированную обечайку 6. Через кольцевые gases. The combustion chamber has an overall
зазоры ➃ и отверстия перфорированной обечайки pressure loss of 2 – 3 mbar.
техно-логический газ проходит во внутреннее
пространство камеры сгорания и смешивается там When process gases with a light dust content and powdery
с горячим продуктами сгорания топлива. Благодаря fuels are used, a vertical arrangement of the LOMA® heater is
геометрии камеры сгорания и направлению потоков always chosen.
перфорированная обечайка защищена от пламени
и горячих газов. Общая потеря давления в камере In processes which require a highly uniform temperature
сгорания состав-ляет 2 – 3 мбар. profile, specially shaped swirl constructions (e.g.
baffle plate) with very low pressure losses (< 1 mbar)
При использовании технологических газов с are installed in the area of the outlet ➆ or at a short
содержанием пыли и применении пылевидного distance behind this area. This results in a highly uniform
топлива обычно предпочтение отдается вертикальному temperature distribution after only a distance of 1.5 to 2
расположению генератора LOMA®. times the duct diameter.
68 www.powertecrussia.com

5. АНАЛИЗ ПРОДУКЦИИ
1. Горелка
2. Горелочный муфель
3. Спиральный корпус
4. Кольцевой зазор
5. Защитный кожух
6. Перфорированная обечайка
7 Выход горячего газа
.
1. Burner
2. Burner muffle
3. Spiral housing
4. Ring slot
5. Protective jacket
6. Perforated jacket
7 Hot gas outlet
.
Fig. 4: Генератор LOMA® Fig. 4: LOMA® heater
Для процессов, требующих равномерный Hot gas generators for lean gases
температурный профиль горячих газов, в области The Loesche steel combustion chamber in combination
выхода ➆ могут устанавливаться элементы, with a multiple-lance burner (MLB) constitutes a special
перемешивающие поток и обеспечивающие уже development for burning lean gases and is characterised by
на расстоянии, равном 1,5 – 2 диаметрам трубы, the following features:
равномерное распределение температуры. Это The multiple-lance burner comprises a number of
вызывает незначительную потерю давления individual nozzles for lean gas and combustion air,
(< 1 мбар). thereby enabling lean gas to be fully combusted without
a supporting flame. Both media strike one another within
Генераторы горячего газа для низкокалорийных газов the nozzle system at high velocity. This provides for an
Стальная камера сгорания Loesche в комбинации intensive mixing of the media, and thereby ensures that
с многосопловой горелкой (MLB) представляет the basic requirement for efficient combustion is achieved.
собой специальную разработку для сжигания The hot smoke gases emerging from the burner muffle
низкокалорийных газов и характеризуется mix in the area of the perforated jackets with the process
следующими особенностями: air to be heated and which is fed to the LOMA® heater
via the spiral housing. The high proportion of inert gases
Многосопловая горелка состоит из множества of sometimes over 75 % in lean gases results in a low
отдельных сопел для низкокалорийного flame temperature. For this reason, a start burner installed
газа и воздуха для горения, что позволяет coaxially in the main burner is used to start the LOMA®
полностью сжигать газ без применения heater. The function of this start burner (run on natural
поддержи-вающего пламени. Обе среды gas, coke gas, other burnable gases but also light crude
сталкиваются друг с другом на большой oil) is on the one hand to heat up the interior wall of the
скорости внутри системы сопел. В результате burner muffle to a specific surface temperature in order
этого достигается интенсивное смешивание, to ensure that the lean gas is safely ignited (the ignition
т.е. основное условие эффективного сжигания. temperature of e.g. CO is 605 °C).
Выходящие из горелочного муфеля горячие газы
смешиваются в зоне перфорированной обечайки On the other hand, the start burner is dimensioned in terms
с нагреваемым технологическим воздухом, of its output in such a way that the entire plant can be heated
подаваемым в генератор LOMA® через спиральный up above the dew point. The start burner is switched off
корпус. Вследствие высокого содержания в after the main burner has started. The output ranges of the
низкокалорийных газах инертных газов (частично main and start burners are designed to overlap so as to
более 75%), при их сжигании формируется пламя provide continuous operation. The main burner has a control
70 www.powertecrussia.com

6. АНАЛИЗ ПРОДУКЦИИ
с низкой температурой. Поэтому для запуска range of 1:10, the start burner has a control range of 1:5 to
генератора LOMA® используется стартовая горелка, 1:8. Every necessary operating point within the control range
установленная внутри коак-сиально основной of 1:40 to 1:70 can therefore be easily achieved.
горелке. Эта стартовая горелка, работающая на
природном, коксовом и других горючих газах, а The excellent control performance of the multiple lance
также на лёгком нефтяном топливе, обеспечивает burner is a significant benefit to the downstream processes.
разогрев внутренних стенок горелочного More than 50 of these hot gas generators developed and
муфеля до высокой температуры для надёж-ного patented by Loesche are deployed in conjunction with
воспламенения низкокалорийного газа (например, Loesche vertical roller mills and mills of other manufacturers
темпера-тура воспламенения СО составляет 605 around the world in dry-grinding plants (e.g. PCI plants) and
°C). Мощность стартовой горелки подбирается так, coal gasification plants for preparing coal for the purpose of
чтобы вся система нагревалась до температуры, smelting iron ore.
превышающей точку росы.
Main features of lean gas combustion:
После запуска основной горелки стартовая горелка » Combustion of lean gases from a calorific value of
отключается. Для обеспечения непрерывного 2800 kJ/m3 (standard conditions) without a
регулирования, рабочие диапазоны основной supporting burner
горелки и стартовой горелки перекрываются. » Thermal output of 0.5 MW to 60 MW
Диапазон регулирования основной горелки
составляет 1:10, а стартовой горелки - от 1:5
» Wide control range
до 1:8. Таким образом, достига-ется суммарный » Short flame and stable combustion
диапазон регулирования около 1:40. » Low CO and NOx content in the exhaust gas
Хорошая регулируемость многосопловой горелки
является решающим преимуществом для
технологических процессов. Более 50 генераторов
горячего газа, разработанных и запатен-тованных
компанией Loesche, используются по всему миру
Fig. 6:Генератор горячего газа на доменном газе, MLB 8
с камерой LOMA®, типа LF 20, Гент, 2004
Fig. 6: Blast furnace gas hot gas generator, MLB 8 with Fig. 5: Многосопловая горелка (MLB)
LOMA® heater type LF 20, Ghent, Belgium, 2004 Fig. 5: Multiple lance burner (MLB)
72 www.powertecrussia.com

7. АНАЛИЗ ПРОДУКЦИИ
с валковыми мельницами Loesche и мельницами
других производителей в составе установок сушки
и помола угля для снабжения пылеугольным
топливом доменных печей (PCI) или в установках
газификации угля.
Основные характеристики сжигания
низкокалорийных газов:
» Сжигание низкокалорийных газов с теплотворной
способностью от 2800 кДж/м3 (в нормальном
состоянии) без поддержи-вающий горелки
» Тепловая мощность от 0,5 МВт до 60 МВт
» Широкий диапазон регулирования
Fig. 7: MLB, вид на выходы сопел:
» Короткое пламя и стабильное горение Fig. 7: MLB, viewed towards the nozzle outlet
» Низкое содержание СО и NOx в отходящих газах Hot gas generators for solid fuels
Твердотопливные генераторы горячего газа Since 1986 the Loesche-developed steel combustion
Стальная камера сгорания (Генератор LOMA®), chamber (LOMA® heater) has been successfully used
разработанная компанией Loesche, в комбинации с in combination with multifuel burners of different
многотопливными горелками различных производителей manufacturers to burn wood dust and pulverised lignite.
успешно применяется для сжигания древесной и This steel combustion chamber is the prototype of all
буроугольной пыли ещё с 1986 года. Эта стальная these combustion chambers which are used for different
камера, созданная в стенах Loesche, послужила про- thermal processes around the world.
тотипом для всех подобных камер сгорания, которые
используются по всему миру в различных термических Since 1988 Loesche has supplied a large number of hot
процессах. gas generators with outputs of up to 60 MW to burn wood
dust from the chipboard industry. LOMA® heaters run on
Начиная с 1988 г. Loesche поставила множество pulverised lignite are also successfully used. In order to
генераторов горячего газа мощностью до 60 МВт burn solid fuels, a vertical arrangement of the combustion
для сжигания древесной пыли, образующейся при chamber should wherever possible be adopted so as to
производстве ДСП. Генераторы LOMA®, работающие avoid slag caking.
на буроугольной пыли, применяются с не меньшим
успехом. In view of the increasing scarcity and thus increasing
cost of rare energy sources, such as light crude oil and
Чтобы предотвратить образование отложений natural gas, customers are increasingly expressing
при сжигании твёрдых видов топлива, следует a desire to use hard coal, brown coal or petroleum
по возможности устанавливать камеру сгорания coke to generate process heat. Loesche has taken up
вертикально. this challenge by instigating an appropriate research
programme in conjunction with university institutes, since
По причине сокращения запасов и соответственно pure steel combustion chambers for burning hard coal
удорожания таких энергоносителей, как легкие сорта and petroleum coke are barely available on the market.
нефтяного топлива и природный газ, заказчики всё The purpose of this programme has been to gain initial
чаще выражают желание использовать каменный и experience of burning solid fuels with a 400 kW dust-fired
бурый уголь, а также нефтяной кокс для LOMA® heater.
выработки технологического тепла.
The Loesche Technology centre also houses an HGG
В ответ на это компания Loesche организовала test rig for solid fuels with a heater output of 1 MW. What
в сотрудничестве с немецкими университетами is unique about this test rig is that it is directly coupled
исследовательскую программу, так как стальных to a Loesche mill. This rig enables Loesche to analyse
камер сгорания, пригодных для сжигания каменного customer-specific coal of all kinds and origins under real
угля и нефтяного кокса, на рынке практически не conditions and to determine the combustion parameters.
было. Первые исследования по сжиганию твёрдого On the basis of the positive research results and the
74 www.powertecrussia.com

8. PRODUCT REVIEW
пылевидного топлива в стальной камере сгорания ensuing development of large-scale plants, it has been
LOMA® проводились на опытной установке мощностью possible to successfully implement in Asia the first LOMA®
400 кВт. hot gas generator run on pulverised hard coal with an
output of 30 MW (pulverised hard coal as the primary fuel,
В техническом центре Loesche построена испытательная heavy oil as the secondary fuel).
уста-новка генератора горячего газа для твёрдого
топлива мощно-стью 1 МВт. Уникальность установки Loesche hot-gas generators for solid fuels are
заключается в том, что этот испытательный стенд characterised by the following features:
соединён с опытно-промышленной угольной мельницей » High degree of mixing between dust and combustion air
Loesche. » Total combustion
» Pulsation-free flame
Эта система даёт компании возможность в реальных » Monitored flame temperature
условиях анализировать уголь различного типа и » No caking on the combustion chamber walls
происхождения, которым располагает заказчик и » Gases and oils can be used as the second fuel
определять оптимальные техниче-ские параметры » Complete redundancy with secondary fuel
помола и сжигания угля. » No heat-up phase required
» Pulsation-free dosing
На основе положительных результатов исследований
и нача-той затем разработки промышленной установки
в Азии удалось успешно реализовать проект первого
генератора горячего газа LOMA® мощностью 30
МВт, работающего на каменноугольной пыли
(каменноугольная пыль в качестве первичного топлива,
мазут — в качестве вторичного). Генераторы горячего
газа Loesche для сжигания твердого пылевидного
топлива отличаются следующими особенностями:
» высокая степень смешения угольной пыли и воздуха
для горения
» полное сгорание
» стабильное пламя
» контролируемая температура пламени
» отсутствие нагара на стенках камеры сгорания
» возможность использования газов и жидкого топлива
в качестве вторичного топлива
» полноценное дублирование за счет вторичного
топлива и повышение надежности
» не требуется фаза разогрева
» плавное дозирование.
Fig. 8: Вид камеры сгорания LOMA® изнутри во время
сжигания каменноугольной пыли
Fig. 8: View into a LOMA® combustion chamger during
burning of pulverised hard coat
www.powertecrussia.com 75