Энерготехнологический котел

 

Изобретение относится к энерготехнологическим котлам, применяемым в целлюлозно-бумажной промышленности для сжигания сульфатных щелоков и может быть использовано в энергоплавильных агрегатах цветной металлургии. Котел содержит барабан-сепаратор 1, радиационно-конвективную шахту 2 включающую топку 3 и камеру охлаждения 4, огражденную экранами 5 и 6. Под топки 3 выполнен из пароперепускных труб 7 между камерами 8 и 9. Часть экрана в пределах топки выполнена по типу "труба в трубе" 10; внутренние водоохлаждаемые трубы 11 представляют собой часть газоплотного экрана, имеют ступенчатое расширение при переходе от топки 3 к камере охлаждения 4; внешние пароохлаждаемые трубы 12, из которых организованы топочные экраны, проложены от камер 8 и 9 и замыкаются на промежуточные камеры 13. Котел снабжен пароперегревателем 14 и байпасом с регулируемым клапаном 15. Изобретение позволяет снизить металлоемкость, вследствие исключения специальных пароохладителей. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энерготехнологическим котлам, применяемым в целлюлозно-бумажной промышленности для сжигания сульфатных щелоков с одновременной регенерацией химикатов: может быть использовано в энергоплавильных агрегатах цветной металлургии, в частности, фъюминг процессах.

Известны энерготехнологические котлы (ЭТК), содержащие барабан-сеперетор, к паровому пространству которого подключен пароперегреватель, топку из водоохлаждаемых газоплотных экранов, в нижней части которой расположена плавильная камера [1].

Известна также конструкция котла, в которой стенки газохода образованы парогенерирующими трубами с заключенными в них опускными водоподводящими трубами [2].

Недостатком известных ЭТК является взрывоопасность вследствие вероятного попадания котловой воды в расплав солей на поде топки при разуплотнении экранов.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция ЭТК, в которой водяные экраны соприкасающиеся с плавом, имеют паровое охлаждение с установкой промежуточных теплообменников, отводящих избыточное тепло перегреваемого пара к воде [3].

Недостатком подобной схемы является ее усложнение, поскольку требуется установка специальных теплообменников, наличие специального подвода охлаждаемой воды, а также соответствующей запорно-регулирующей арматуры, что, в целом, также снижает надежность.

Применение для стенок топки пароохлаждаемых экранов, внутри труб которых проходят водоохлаждаемые трубы - по типу "труба в трубе", - продолжением их после ступенчатого расширения являются газоплотные экраны камеры охлаждения, тем самым снижается вероятность попадания воды в расплав солей на поде топки в случае разуплотнения экранов, тем самым повысить надежность котла в целом. Кроме того использование водоохлаждаемых труб в пределах топки котла с увеличенной поверхностью, например, оребрением до размера где S_w - поверхность водоохлаждаемой трубы; S_p - поверхность пароохлаждаемой трубы; K_p - коэффициент теплопередачи тракта "газ-пар"; K_w - коэффициент теплопередачи тракта "пар-вода"; Δt_p - градиент температур пароохлаждаемая труба - пар; Δt_w - градиент температур пар - водоохлаждаемая труба.

позволит исключить высокотемпературную коррозию, возникающую, например, в содорегенерационных котлах, благодаря стабилизации температуры пара, тем самым также повысить ее надежность.

Включение пароохлаждаемого тракта топки в рассечку между паровым пространством барабана- сепаратора и пароперегревателя позволяет снизить металлоемкость котла в целом за счет исключения специальных пароохладителей.

На чертеже схематично изображен ЭТК.

ЭТК содержит барабан-сепаратор 1, радиационно-конвективную шахту 2, включающую топку 3 и камеру охлаждения 4, огражденную экранами 5 и 6. Под топки 3 выполнен из пароперепускных труб 7 между камерами 8 и 9. Часть экрана в пределах топки выполнена по типу "труба в трубе" 10; внутренние водоохлаждаемые трубы 11 представляют собой часть газоплотного экрана, имеют ступенчатое расширение при переходе от топки 3 к камере охлаждения 4, внешние пароохлаждаемые трубы 12, из которых организованы топочные экраны, расположенные между камерами 8, 9 и промежуточными камерами 13. ЭТК снабжен пароперегревателем 14 и байпасом с регулируемым клапаном 15.

Работает конструкция следующим образом.

Насыщенный пар из барабана-сепаратора 1 поступает в камеру 8 и далее направляется в кольцевое пространство между трубами 11 и 12 экранов 5 и 6. причем часть пара проходит через пароперепускные трубы 7 пода топки 3 к камере 9. Практически насыщенный пар из камер 13 направляется к пароперегревателю 14, перегревается и направляется потребителю. Регулирование температурного режима охлаждения топки 3 может осуществляться регулирующим клапаном 15. Водоохлаждаемые трубы 11 в пределах топки 3 в системе "труба в трубе" выполняют роль пароохладителя в кольцевом зазоре труб 12 и 11. Поскольку теплообменная (наружная) поверхность водоохлаждаемой трубы 11 может быть равна внутренней поверхности пароохлаждаемой трубы 12, например, путем оребрения, то температура пара в зазоре меняется слабо.

Заявляемая конструкция не требует специальных холодильников и специальных потоков охлаждающей воды для охлаждения пара, что повышает надежность конструкции в целом, пароохлаждаемая топка снижает взрывоопасность котла в случае разуплотнения экранов, уменьшаются металлоемкость конструкции, материальные затраты и затраты на обслуживание.

Формула изобретения

1.Энерготехнологический котел, содержащий радиационноконвективную шахту, состоящую из топки и камеры охлаждения, барабан-сепаратор, пароперегреватель, отличающийся тем, что топка выполнена из пароохлаждаемых газоплотных экранов, в стенках которой по типу "труба в трубе" проходят водоохлаждаемые трубы, продолжением которых являются газоплотные экраны камеры охлаждения.

2. Котел по п.1, отличающийся тем, что пароохлаждаемый тракт топки включен в рассечку между паровым пространством барабана-сепаратора и пароперегревателя.

3. Котел по п.1, отличающийся тем, что сечение водоохлаждаемых труб при переходе от топки к камере охлаждения ступенчато увеличено.

4. Котел по п.1, отличающийся тем, что площадь S_w наружной поверхности водоохлаждаемых труб в пределах топки котла выполняют увеличенной, например, оребрением до размера

где S_p - площадь поверхности пароохлаждаемой трубы;
K_p - коэффициент теплопередачи тракта газ - пар;
K_w - коэффициент теплопередачи тракта пар - вода;
Δt_p - градиент температур пароохлаждаемая труба - пар;
Δt_w - градиент температур пар - водоохлаждаемая труба.

РИСУНКИ

Рисунок 1