Котел с циркулирующим кипящим слоем

 

Использование: при создании котлов с циркулирующим кипящим слоем, Сущность изобретения: соединительные трубопроводы 17, 18, 19 с регулирующими органами П. соотве ми кон го учас другим ха, топ что по тельны переп преде обмен высоты ности тельн регули ружи т ля 5. 2 . Ьторичный 1д Ч . ,. , u-. Я sow .j fm / 10 Зола У МУМЮУМГ gy Hhtr ir ffviMtatac ЧР 1Воздух соответственно 20,21,22 подключены одними концами к верхней части горизонтального участка перепускного трубопровода 15, а другими - к патрубкам 23 вторичного воздуха , топке 1 и воздушному трубопроводу 16, что позволяет путем совершенно незначительных от общего расхода воздуха на котел перепусков воздуха внутри котла в больших пределах регулировать теплосьем и в теплообменнике-охладителе за счет изменения высоты слоя и тем самым величины поверхности теплосьема, им омываемой. Соединительные трубопроводы 17, 18, 19 с регулирующими органами располагают снаружи топки 1 и теплообменника - охладителя 5. 2 ил. Питатемная XJ Jb. Soda (Риг. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 F 23 С 11/02

Ьворицни

Ыфх

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4855264/06 (22) 07;06.90 (46) 07.07.92. Бюл. 1ч 25 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà (72) В.Ю.Шувалов (53) 662.197(088.8) (56) Т.P.Tessler, Р.Maynadier. Circulating

fluidized bed coal-fired ЬоИегз. Alston review, N 7, 1987. (54) КОТЕЛ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ СЛОЕМ (57) Использование: при создании котлов с циркулирующим кипящим слоем, Сущность изобретения: соединительные трубопроводы 17, 18, 19 с регулирующими. органами

1746 129 А1 соответственно 20, 21, 22 подключены одними концами к верхней части горизонтального участка перепускного трубопровода 15, а другими — к патрубкам 23 вторичного воздуха, топке 1 и воздушному трубопроводу 16, что позволяет путем совершенно незначительных от общего расхода воздуха на котел перепусков воздуха внутри котла в больших пределах регулировать теплосъем и в теплообменнике-охладителе за счет изменения высоты слоя и тем самым величины поверхности теплосьема, им омываемой. Соединительные трубопроводы 17, 18, 19 с регулирующими органами располагают снаружи топки 1 и теплообменника — охладителя 5. 2 ил.

1746129

И б ие относится к энергетике и на них регулирующими органами 20, 21 и 22 зо ретение т в ом16 с может быть использовано при создании кот- с воздухоперепускным трубопроводом, с лов с циркулирующим ющим кипящим слоем патрубками 23 вторичного воздуха, а также (ЦКС). с объемом топки 1 непосредственно через

В настоящее время известны три схемы 5 ее стенку, Перепускной трубопровод 15 сокотлов с ЦКС, представленные схемами стоит (см. фиг,2) иэ трех участков подъемнофирм "Лурги", "Пирфлоу" и институтом Бат- го 23, горизонтального 24 и опускного 25, теле. Наиболее близким к предлагаемому снабженныхсоответственнобеспровальныявляется котел с ЦКС фирмы "Лурги". Он ми газораспределительными решетками 26, включает бункера угля и известняка, топку с 10 27 и 28 с отдельными подводами воздуха.

ЦКС с патрубками вторичного воздуха, по- Котел с ЦКС работает следующим обраворотные камеры, соединяющие топку с зом; циклоном и циклон с конвективной частью, Твердое топливо (например, уголь) и изтеплообменник-охладитель с кипящим сло- вестняк из бункеров 7 и 8 подают в топку 1 ем (КС), соединенный с перепускным и воз- 15 с ЦКС, где осуществляется сжигание топлидушным трубопроводами с топкой, причем ва с одновременным связыванием оксидов перепускной трубопровод выполнен с подь- серы известняком. Из-за значительных скоемным, горизонтальным и опускным участ- ростей дутья в топке 1 по всей ее высоте ками и подключен к теплообменнику в зоне образуется разреженный (с малой концентКС. Котел снабжен линиями загрузки угля и 20 рацией) слой. Выносимые с газами частицы известняка, линией возврата золы. топлива и золы попадают в поворотную каНедостаткомизвестногокотлаявляется меру 2 и далее в циклон 3. Часть тепла, то, что перепускной трубопровод, соединя- выделившегося в процессе горения, отвоющий теплообменник-охладитель с топкой. дится расположенными в топке экранами. В удерживает уровень КС в теплообменнике 25 циклоне 3 происходит грубое отделение непостоянным, ограничивая возможность ре- догоревших частиц топлива и золы от газа. гулирования теплось рования теплосъема. Из циклона частицы поступают с гидрозатЦелью изобретения является повышение вор 11 и в дальнейшем через перепускной эффективности путем расширения пределов трубопровод12 при плотно закрытом запоррегулирования т п ования тепловых потоков. 30 ном органе 13 возвращаются обратно в топДля достижения цели перепускной тру- ку 1. Когда требуется максимум выработки бопровод дополнительно содержит соеди- пара, запорный орган 13 полностью открыт нительные трубопроводы с регулирующими и горячие частицы по стояку 14 поступают в органами, подключенные одними концами к теплообменник-охладитель 5 с КС, где отдаверхней части горизонтального участка пе- 35 ют теплоту расположенным в нем парогенерепускного трубопровода, а другими к пат- рирующим поверхностям, Остывшие ру ка бкам подвода вторичного воздуха, топке частицы через перепускной трубопровод 15 и воздушному трубопроводу, возвращаются в топку 1, Нагретый в реэульНа фиг.1 и ; на тате контакта с частицами в теплообменнифиг.2 — фрагмент котла в области перепуск- 40 ке 5 воздух сбрасывается в топку через ного и воздушноготрубопроводов, соединя- воздушныйтрубопровод16, Вторичный возю их теплообменник с топкой, дух подается через патрубки 23, Экономайющих тепл

Котел (фиг,1) содержит топку 1 с ЦКС, зер и пароперегреватель расположены в поворотную камеру 2, циклон 3, конвектив- конвективном газоходе 4. Окончательная ный гаэоход 4, теплообменник-охладитель 45 очистка дымовых газов происходит в элект5, электрофильтр 6; бункера загрузки угля 7 рофильтре 6, Уловленные в конвективном и известняка 8, снабжен паро- и водопрово- газоходе 4 и электрофильтре 6 недогревшие дами, линией 9 возврата золы, золоспуском частицы возвращаются по линии 9 возврата .10, Под циклон 3 установлен гидрозатвор уносу в топку, Золоспуск 10 обеспечивает

11, соединенный перепускным трубопрово- 50 удаление золы из котла. дом 12 с топкой 1 и с другой стороны через Так происходит работа котла с ЦКС по запорный орган 13 и опускной стояк 14 с схеме фирмы "Лурги" или так работает котеплообменником-охладителем 5, Тепло- тел, когда регулирующие органы 20, 21 и 22 обменник 5 перепускным 15 и воздушным на соединительных трубопроводах 17, 18 и

16 трубопроводами соединяется с топкой 55 19 полностью перекрыты и исключают пере1. Надслоевое пространство — верхняя ток газов по вышеназванным соединительчасть горизонтального участка перепуск- ным трубопроводам. ного трубопровода 15 (фиг.2) соединена Когда регулирующие органы 20 и 21 полдополнительными соединительными тру- ностью перекрывают перетоки газов по собопроводами 17, 18 и 19 с установленными единительным трубопроводам 17 и 18, а

1746129

Р15 (1 — е)р g

Рт Р15 (1 — е)р g

30

50 регулирующий орган 22 обеспечивает полное открывание запорной арматуры на трубопроводе 19, через запорный орган 13 по спускному стояку 14 зернистый материал поступает в теплообменник-охладитель 5, из него через перепускной трубопровод 15 в топку 1 с ЦКС. Через беспровальные газораспределительные решетки 26, 27 и 28 подается псевдоожижающий агент-воздух со скоростями, обеспечивающими на участках

23, 24 и 25 перепускного трубопровода 15 псевдоожижение в режиме обычного КС, что исключает спекание зернистого материала.— смеси частиц золы и недогоревшего топлива, Известно, что зависимость избыточного (по сравнению с атмосферным) давления Рт в топке.с ЦКС от расстояния h от уровня газораспределительной решетки близка к экспоненциальной, т.е. носит затухающий характер. Зависимость давления в теплообменнике 5 и на участках перепускного трубопровода 15 Р23, Р24 и Р25, где псевдоожижение осуществляется в режиме кипящего слоя, имеет линейный характер.

При полном открывании запорной арматуры на соединительном трубопроводе 19 давление в верхней части — надслоевом пространстве перепускного трубопровода 15 падает до величины давления Рт в точке С топки. Давление в надслоевом пространстве теплообменника 5 также равно давлению в точке С. Таким образом, можно записать соотношения

Ртс=Р15-(1 — Ех)рн Фх (" Е23)рм gh23 (1) Рт Ртс = Р15 = (1 Е25) рм gh25 (2)

ГДЕ Рт. Ртс И P<5 — ДаВЛЕНИЯ На.УРОВНЕ ГаЗОраспределительной решетки в топке, в точке С топки и верхней части перепускного трубопровода 15, р — плотность материала частиц зернистой среды; .ех, е23 и е25 — величины пороэность КС соответственно в охладителе и участках 23 и 25;

hx, Ь23 и h25 — соответствующие высоты слоев;

g — 9,81 м/с — ускорение свободного

2 падения.

OPN Ех Е23 = Е25, Т.Е. ПРИ ОДИНаКОВОМ режиме псевдоожижения КС в охладителе 5 и на участках 23 и 25 перепускного трубопровода 15 соотношения (1) и (2) можно переписать в следующем виде:

Таким образом, уровень КС hx в охладителе и h25 на опускном участке 25 определяется величиной давления Р>5 в верхней части перепускного трубопровода 15. Величину Р15 давления можно регулировать с помощью регулирующего органа 22 путем регулирования степени открывания запорной арматуры.

Аналогично можно регулировать" высоту

hx КС в охладителе при закрытом регулирующем органе 22 путем переключения на соединительный трубопровод 17 и 18 с установленным на нем регулирующим органом 20 или 21, Изменение высоты hx КС позволяет регулировать степень омывания поверхностей

29 теплосъема в теплообменнике 5, т,е, регулировать теплосъем, Работоспособность устройства с перепускным трубопроводом между топкой и теплообмен ни ком-охладителем, где верхняя часть перепускного трубопровода соединена с помощью соединительного трубопровода с регулирующим органом на нем с верхом топки, проверена на пилотной установке модели котла с размерами в плане топки 273 х 50 и теплообменника 273 х 50 мм, Достигнута возможность регулирования высоты слоя в теплообменнике на 300 мм.

В проекте системы перепусков зернистого материала на опытном водогрейном котле с LIKC теплопроизводительностью

10МВт заложены два перепускных тру.бопровода сечением 270 х 100 мм, верхние части этих трубопроводов двумя соединительными трубопроводами с регулирующими органами на них соединены с объемом топки на уровне патрубков вторичного дутья. Изменение высоты слоя в теплообменнике-охладителе составляет 250 мм, Использование изобретения по сравнению с известными решениями, позволяет значительно расшири ь возможности регулирования теплосъема в теплообменникеохладителе,расширить возможности регулирования температуры воздуха, подаваемого из охладителя в топку, более гибко регулировать и перераспределять потоки материала, возвращаемого из топки в циклон, при одновременно значительно расширяющихся возможностях регулирования температуры. Схема становится более гибкой и расширяет возможности повышения

1746129 эффективности ведения топочного процесса в режиме, близком к оптимальному, на различных видах топлива.

Составитель В.Шувалов .

Техред М.Моргентал . Корректор Л.Мацо

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 2383 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Котел с циркулирующим кипящим слоем, . содержащий топку с патрубками подвода вторичного воздуха и теплообмен ни к-охладител ь кипящего слоя, соединенный перепускным и воздушным трубопроводами с топкой, причем перепускной трубопровод выполнен с подъемным, горизонтальным и опускным участками и подключен к теплообмениику в зоне слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем расшире5 ния пределов регулирования тепловых потоков, он дополнительно содержит соединительные трубопроводы с регулирующими органами,. подключенные одними . концами к верхней части горизонтального

10 участка перепускного трубопровода, а другими к патрубкам подвода вторичного воздуха, топке и воздушному трубопроводу.