Котел с циркулирующим слоем

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в энергетических котлах, сжигающих твердое топливо. Цель изобретения - упрощение конструкции котла и повышение его экономичности. Котел содержит экранированную топку 1 и два уловителя циркулирующих частиц. Первый уловитель выполнен в виде золоулавливающего пучка б, расположенного на фестоне топочного экрана 3 или на первых рядах труб радиационно-конвективной поверхности 4 нагрева. Второй уловитель 7, более эффективный, установлен за радиационно-конвективными поверхностями 4.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 23 С 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Д

M (Я

Ю бд

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841948/06 (22) 21.06.90 (46) 30.10.92. Бюл. ¹ 40 (71) Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им, И,И,Г1олзунова и Производственное объединение "Сибзнергомаш" (72) Е,M.Ïóçûðåí, А.М.Сидоров и А.В.Стропус (56) Расчеты аппаратов кипящего слоя, Справочник. Л,: Химия, 1986, с. 242, рис, 426.

Авторское свидетельство СССР № 1180643, кл. F 23 С ".1/02, 1979, ЯЛ „„177252З А1 (54) КОТЕЛ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ СЛОЕМ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в энергетических котлах, сжигающих твердое топливо.

Цель изобретения — упрощение конструкции котла и повышение его экономичности.

Котел содержит экранированную топку 1 и два уловителя циркулирующих частиц. Первый уловитель выполнен в виде золоулавливающего пучка 6, расположенного на фестоне топочного экрана 3 или на первых рядах труб радиационно-конвективной поверхности 4 нагрева, Второй уловитель 7, более эффективный, установлен за радиационно-конвективными поверхностями 4.

1772523

Первый уловитель 6 циркулирующих частиц каналом 10 возврата циркулирующих частиц подключен к топке 1, причем в канале В возврата частиц из-под второго уловителя 7 установлен регулятор 9 расхода, обеспечивающий регулирование тепловосприятия радиаИзобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в котлах, сжигающих твердое топливо.

Иэ известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому обьекту (прототипом) является котел с циркулирующим слоем, содержащий топку, примыкающую к газоходу, в котором последовательно установлены по меньшей мере два уловителя циркулирующих частиц, подключенных каналами возврата с регулятором расхода к топке. Уловители циркулирующих частиц выполнены в виде охлаждаемых золотоулавливаемых пучков . радиационно-конвективнай поверхности нагрева котла, под которыми установлены сборные бункера с перепускными окнами и виброоснованием.

Недостатками этого котла являются низкая экономичность из-за узкого диапазона регулирования нагрузки, т,к. регулирование только общего расхода циркулирующих частиц влияет на выгорание угля в топке и не позволяет воздействовать на перераспределение тепловыделения в радиационно-конвективных поверхностях нагрева котла, а также сложность конструкции, т.к, при улавливании частиц только в золоулавливающем пучке из-за резкого роста турбулентности значительно снижается в третьем и последующих рядах эффективность улавливания частиц и требуется устанавливать большое число улавливающих рядов; сложны бункера с виброоснованием.

Целью изобретения является упрощение конструкции котла и повышение его экономичности, Поставленная цель достигается тем, что в котле с циркулирующим слоем, содержащем топку, примыкающую к газоходу, в котором последовательно установлены по меньшей мере два уловителя циркулирующих частиц, подключенных каналами возврата с регулятором расхода к топке, причем первый по ходу газа уловитель частиц выполнен в виде радиационно-конвективного пучка труб, по изобретению второй уловитель частиц выполнен в виде неохлаждаемого золоуловителя, в канале которого ционно-конвективных поверхностей 4 нагрева, Каналы возврата частиц могут быть выполнены с примыканием к стенке топки 1, выполненной в виде экрана из труб, снабженных со стороны каналов наклоненными вверх отбойными элементами 11. 1 з.п,ф-лы, 1 ил. э установлен упомянутый регулятор расхода, дополнительно каналы возврата расположены с примыканием к стенке топки, выполненной в виде экрана из труб, снабженных со стороны каналов наклоненными вверх отбойными элементами.

Совокупность известных и новых признаков позволяет упростить конструкцию котла и повысить его экономичность.

Вместо многорядного улавливающего охлаждаемого пучка за радиационно-конвективными поверхностями нагрева устанавливается неохлаждаемый уловитель, При этом из-за снижения объема дымовых газов и отсутствия охлаждающих труб второй уловитель уменьшается по габаритам, упрощается по конструкции и одновременно повышается его эффективность улавливания частиц. Две ступени улавливания дают два потока частиц и позволяют независимо регулировать топочный процесс (потоком частиц через первый уловитель) и тепловосприятие радиационно-конвективной поверхности нагрева (потоком частиц через второй уловитель) и таким образом расширить диапазон регулирования нагрузки котла, а также его экономичность. Распо-. ложение каналов возврата с примыканием к обратной стороне топочных экранов увеличивает их тепловосприятие, уменьшая их габариты.

На чертеже показан продольный разрез котла с циркулирующим слоем.

Котел содержит топку 1, образованную фронтовым 2, задним 3 и боковыми экранами. Топка примыкает к гаэоходу с радиационно-конвективными поверхностями нагрева 4 (обычно это пароперегреватель) и конвективной шахтой 5. На выходе иэ топки

1 экран 3 (в схеме задний экран) разведен в фестон и на нем расположен золоулавливающий лучок — первый уловитель 6, который может быть выполнен также и на первых рядах труб радиационно-конвективной поверхности нагрева 4. Первый уловитель 6 может быть выполнен, например, установкой передних образующих шахматного пучка труб фестона или на первых рядах труб радиационно-конвективной поверхности 4

1772523

20

30

55 I/-образных ребер, секционированных по высоте отбойными элементами, Второй уловитель 7 циркулирующих частиц установлен в потоке охлажденных газов, где их объем уменьшается примерно в два раза по сравнению с объемом газов за топкой, поэтому он может выполняться неохлаждаемым, имеет небольшие габариты и повышенную эффективность улавливания по сравнению с первым уловителем 6.

Второй уловитель 7 каналом 8 возврата циркулирующих частиц через регулятор расхода 9 подключен к каналу возврата 10 циркулирующих частиц. На чертеже канал возврата 10 циркулирующих частиц примыкает к обратной стороне заднего экрана 3, имеющего установленные с наклоном вверх от экрана отбойные элементы 11, и саединяетуловители циркулирующих частиц 6, 7 через побудитель движения (на схеме эжектор 12) с топкой 1. Это дополнительно упрощает конструкцию котла, т.к. за счет повышения тепловосприятия можно уменьшить поверхность топочных экранов, а остальные три стенки канала возврата 10 закрепить непосредственно на экране 3. Канал возврата 10 циркулирующих частиц мажет выполняться и в виде самостоятельной конструкции. Кроме основных указанных элементов котел имеет бункер топлива 13 с питателем 14, ваздухораспределительную решетку 15, вентилятор 16 и др, Предлагаемый котел работает следующим образом.. Дробленое топливо, подаваемое питателем 14 из бункера топлива 13, выгорает в топке 1 в потоке воздуха, нагреваемого вентилятором 16 через ваздухараспределительную решетку 15. За счет потока циркулирующих частиц, который фарл ируется из золы угля и частиц серапаглотителя и теплоотвода к фронтовому 2, заднему 3 и боковым экранам, в тапке 1 поддерживается изотермический режим низкотемпературного сжигания с пониженным выделением вредных окислов серы и азата, что делает этот способ сжигания предпочтительным среди существующих.

Обычно параметры топочного процесса поддерживаются на уровне: температура

800...980 С, скорость газов 3...8 м/с, уносимый размер частиц до 1...3 мм, расходная запыленность потока топочных газов на выходе из топки 2...20 кг/м, з

Далее поток топочных газов предварительно очищается ат крупных частиц в первом улолителе 6 циркулирующих частиц, выполненном в виде золоулавливающего пучка. Из-за большого размера уносимых частиц здесь легко улавливается большая часть (75 — 95%) циркулирующих частиц. Это снижает теплаемкость запыленного потока газа в 2„,10 раз, т.е. почти до уровня чистых дымовых газов, чта аблегчае их сх 1<3æäQние, а также защищает последующие конструкции от износа частицами.

Запыленность потока газов мелкил и частицами перед вторым улавигелем 7 циркулирующих частиц при этом будет больше, чем при пылеугальном сжигании, Объемное тепловое излучение запыленного потока и его степень черноты растут с увеличением концентрации частиц и уменьшением их размера. Доля радиационной составляющей при температуре 900...500 С в данных условиях оказывается большей или близкой к вкладу конвективнай составляющей, Поэтому регулятором расхода 9, который установлен в канапе возврата 8 л1елк х частиц, можно эффективна регулирааать восприятие радиационно-канвективных поверхностей нагрева 4 и перегрев пара. Так как основная масса циркулирующих частиц (70—

95%) улавливается первым уловителем 6, такое регулирование мало влияет на сам топочный процесс, чта существенно расширяет диапазон регулирования нагрузки котла и соответственно его экономичность, После разделения потоков дымовые газы охлаждаются в канвективнай шахте 5, проходят санитарную очистку ат летучей золы и сбрасываются в атмосферу, а циркулирующие частицы па каналу возврата 10 эжектором 12 возвращаются в топку 1, Циркулирующие частицы при выполнении канала возврата 10 примыка ащим к обратной стенке экрана 3 дапапrièòeëьна охлаждаются. Эффективность их охлаждения и теплавасприятие экрана возрастают при перемешивании нисходящего патока отбойными элементами 11.

Использование предлагаемого котла с циркулирующим слоем па сравнению c применением прототипа обеспечивает: упрощение конструкции котла, а также возможность реконструкции существующих энергетических пылеугольнцх и газамазутных котлов, т.к. использование двухступенчатого уловителя циркулирующих частиц в виде охлаждаемого эолоулавливающега пучка и инерционного уловителя лабиринтного типа позволяет расположить ега непосредственно в газоходах котла; дополнительное упрощение конструкции котла при выполнении канала возврата циркулирующих частиц примыкающим к экрану топки; повышение экономичности, т,к. применением регулятора расхода, который установлен в тракте возврата мелких частиц, 1772523 можно эффективно регулировать тепловоси риятие радиационно-конвективных поверхностей нагрева и тем самым глубоко регулировать работу котла без существенного влияния на топочный процесс.

Составитель Е. Пузырев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С. Пекарь

Редактор

Заказ 3832 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Ф о рмула изобретения

1. Котел с циркулирующим слоем, содержащий топку. примыкающую верхней частью к газоходу, в котором последовательно установлены по меньшей мере два уловителя циркулирующих частиц, подключенные каналами возврата с регулятором расхода А топке, причем первый по ходу газов уловитель частиц выполнен в виде радиационно-конвективного пучка труб, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности и упрощения

5 конструкции, второй уловитель частиц выполнен в виде неохлаждаемого золоуловителя, на линии возврата которого установлен регулятор расхода.

2. Котел по п.1, о т л и ч à ю шийся тем, 10 что канал возврата первого уловителя частиц расположен с примыканием к стенке топки, выполненный в виде экрана из труб, снабженных со стороны этого канала наклоненными отбойными элементами, 15