Жаротрубный котел скоростного горения твердого топлива

Изобретение относится к области коммунальной энергетики, в частности к котельной технике, и предназначено для форсированного сжигания твердого кускового топлива в жаротрубном котле, в том числе для сжигания угольных штыбов, а также для работы в условиях Крайнего Севера. Твердотопливный жаротрубный котел содержит винтовой питатель-смеситель топлива, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную котловой водой, жаровую трубу, цилиндрическую огневую поворотную камеру, шлаковую шахту, сопловую систему подачи и распределения воздуха, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, при этом питатель-смеситель топлива размещается в водяном объеме котла под жаровой трубой горизонтально с узлом прохода через заднюю стенку котла и шлаковую шахту, заканчивается он у фронтовой стенки жаровой трубы стокером (выгрузителем) в виде обратного винтового витка, а своей верхней открытой частью питатель-смеситель сообщается с огневым пространством жаровой трубы по ее нижней образующей. 2 ил.

 

Изобретение относится к области коммунальной энергетики, в частности, к котельной технике, и предназначено для форсированного сжигания твердого кускового топлива в жаротрубном котле, в том числе для сжигания угольных штыбов, а также для работы в условиях Крайнего Севера.

Известно, что для обеспечения интенсивного горения твердого топлива необходимо его подготовить перед вводом в топочное устройство котла путем предварительного измельчения до требуемой фракции, разморозить, если требуется, подсушить и разогреть, оптимально - до состояния начала газификации. Если измельчение и размораживание угля ведут вне топочного объема, то сушка, разогрев и газификация угля идут в топочном объеме, как естественное начало процесса горения топлива, и поэтому чем менее подготовлено топливо, тем меньше площадь, занимаемая зеркалом активного горения.

Задачей изобретения является создание высокоэффективного жаротрубного котла скоростного горения твердого топлива, включая угольные штыбы, путем ввода в жаровую трубу котла уже подготовленное для интенсивного горения топливо.

Наиболее близким по своей сущности и конструкции к предлагаемому изобретению является известный твердотопливный жаротрубный котел для сжигания кускового топлива, предусматривающий слоевое сжигание угля с использованием устройства шурующих планок маятникового типа для поперечного перемешивания слоя и продвижения его вдоль жаровой трубы в сторону шлаковой шахты, содержащий жаровую трубу, огневую поворотную камеру, отводящие дымогарные трубы, шлаковую шахту, систему соплового распределения воздуха (RU №2623594, кл. F23В 30/10, F23J 1/00) - прототип.

Недостатком известного жаротрубного котла является отсутствие встроенного устройства ввода в жаровую трубу максимально подготовленного для горения топлива с целью его форсированного сжигания, что не позволяет полностью использовать для горения объем жаровой трубы известного котла.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что жаротрубный котел содержит винтовой питатель - смеситель топлива, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную котловой водой, жаровую трубу, цилиндрическую огневую поворотную камеру, шлаковую шахту, сопловую систему подачи и распределения воздуха, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, при этом питатель - смеситель топлива размещается в водяном объеме котла под жаровой трубой горизонтально с узлом прохода через заднюю стенку котла и шлаковую шахту, заканчивается он у фронтовой стенки жаровой трубы стокером (выгрузителем) в виде обратного винтового витка, а своей верхней открытой частью питатель - смеситель сообщается с огневым пространством жаровой трубы по ее нижней образующей.

На фиг. 1 и 2 схематично изображены продольный и поперечный (А - А) разрезы жаротрубного котла, который содержит питатель - смеситель топлива (1), горизонтальную цилиндрическую емкость котловой воды (2), жаровую трубу (3) с огневой поворотной камерой (4) с отводящими дымогарными трубами (5) и охлаждаемая шлаковая шахта(6), горизонтальный прогон (7), жесткие тяги (8), шурующие планки (9 и 10), сопла, подающие воздух на горение топлива (11) и на дожигание уноса (12), привод прогона (13), стокер (14), люки обслуживания (15).

Изобретение имеет следующие основные отличия от прототипа и известных технических решений:

- наличие питателя смесителя, который путем перемешивания исходного угля с уже горящим топливом, попадающим туда из жаровой трубы через открытый фланец питателя-смесителя при маятниковым покачивании шурующих планок, позволяет получить на входе в жаровую трубу подсушенное и подогретое до стадии газификации готовое к воспламенению топливо;

- наличие стокера позволяет загрузить подогретое и газифицирующее топливо в начало жаровой трубы под струи первичного воздуха для его воспламенения.

Котел работает следующим образом.

Предварительно выполняются все необходимые операции по пароводяному тракту, включая водяное охлаждение системы шурующих планок: сетевой водой для водогрейного котла, питательной водой для парового котла или котловой водой с использованием циркуляционного насоса.

Розжиг котла производят на дровах, загружаемых через люки обслуживания, или на другом легко воспламеняющемся твердом топливе, при этом растопочное топливо обдувают воздухом через сопла 11. По мере разогрева котла на растопочном топливе питатель-смеситель (1) на малых оборотах плавно заполняется исходным топливом, при этом увеличивают расход растопочного топлива, поскольку часть его проваливается в питатель-смеситель, перемешиваясь с исходным топливом, и разогревает его. После полного заполнения питателя-смесителя разогретая до состояния газификации топливная смесь из питателя-смесителя вводится в жаровую трубу стокером. Одновременно включают в работу системы шурующих планок маятникового типа для регулируемого продвижения смеси топлива по жаровой трубе; топливная смесь перемешивается с горящим растопочным твердым топливом и, попадая под струи первичного воздуха, интенсивно загорается, поскольку уже подготовлена для этого. Затем увеличивают подачу воздуха через сопла 11 для обдува горящего топлива и включают подачу воздуха через сопла 12 для дожигания уноса и химнедожога. Интенсивное горение топлива постепенно распространяется на всю длину жаровой трубы от фронтовой стенки до шлаковой шахты. Шурующие планки обеспечивают поперечное перемешивание и продольное перемещение горящего топлива по жаровой трубе до шлаковой шахты, а питатель-смеситель со стокером обеспечивают сушку, разогрев, газификацию и ввод топлива в жаровую трубу котла.

Дымовые газы от сгоревшего топлива через огневую поворотную камеру с поворотом на 180° вводятся в систему дымогарных труб, где охлаждаются, передав тепло котловой воде, и покидают котел.

Перед поворотом газов в поворотной камере они обдуваются вторичным воздухом из сопел 12, в результате поворота горячих газов происходит их поперечное перемешивание, при этом дожигается мелкий унос и химнедожог (оксид углерода), что увеличивает КПД сжигания топлива.

Заявляемое изобретение позволяет экономично сжигать также угольные штыбы (состав мелкой фракции 0-2 мм в штыбах до 20%), поскольку угольная мелочь в питателе-смесителе газифицируется быстрее крупных фракций, то в жаровой трубе по этой причине при обдувании воздухом она успевает выгореть до уноса в дымогарные трубы.

При работе в условиях Крайнего Севера, где уголь со склада может поступать на сжигание смерзшийся (в стационарных размораживающих устройствах с целью обеспечения выгрузки размораживают только стенки вагона или автомашины с углем), существует проблема сжигания смерзшегося угля. В этой связи при использовании заявляемого изобретения предварительное размораживание и разогрев смерзшегося угля обеспечивается его прогревом в питателе-смесители со сливом образовавшейся влаги наружу, для чего под стокером предусматривают дренаж.

Таким образом, заявляемое изобретение решает задачу создания высокоэффективного жаротрубного котла скоростного горения твердого топлива, включая угольные штыбы, путем ввода в жаровую трубу котла уже подготовленное для интенсивного горения топливо.

Жаротрубный котел скоростного горения твердого топлива, содержащий винтовой питатель-смеситель топлива, горизонтальную цилиндрическую емкость, заполненную котловой водой, жаровую трубу, цилиндрическую огневую поворотную камеру, шлаковую шахту, сопловую систему подачи и распределения воздуха, дымогарные трубы и систему шурующих планок маятникового типа, отличающийся тем, что питатель топлива размещается в водяном объеме котла под жаровой трубой горизонтально с узлом прохода через заднюю стенку котла и шлаковую шахту, при этом он заканчивается у фронтовой стенки жаровой трубы стокером в виде обратного винтового витка, а своей верхней открытой частью питатель-смеситель сообщается с огневым пространством жаровой трубы по ее нижней образующей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для сжигания низкосортных углей и отходов их переработки в энергетических пылеугольных котлах.

Изобретение относится к области пылеприготовления и может быть использовано в устройствах, изменяющих концентрацию и распределение пылегазовых потоков в системах подготовки твердых топлив, например, к сжиганию.

Изобретение относится к энергетике. Делитель-концентратор образован размещенными одна над другой цилиндрическими обечайками с уменьшающимися диаметрами по ходу потока, каждая из которых соединена патрубком с топочной камерой и содержит подведенный к верхней обечайке трубопровод, а в нижней обечайке которого коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка с завихрителем и рассекатель.

Изобретение относится к области энергетики. Делитель-концентратор пылегазового потока содержит цилиндрический корпус, в котором коаксиально расположены цилиндрическая полая вставка и завихритель, в верхней выходной части цилиндрического корпуса размещены основной и сбросной отводы, внутри цилиндрического корпуса установлен трубопровод с расположенным внутри него завихрителем, нижняя часть трубопровода присоединена к цилиндрической полой вставке, а верхняя часть трубопровода заканчивается выходным конусообразным расширением напротив сбросного отвода, причем между верхней частью трубопровода и нижним концом сбросного отвода установлен полый конусный отражатель, состоящий из сваренных между собой по основанию конусов, расположенных коаксиально трубам сбросного отвода и трубопровода.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для подготовки твердого топлива к сжиганию на тепловых электрических станциях (ТЭС). Установка подготовки твердого топлива к сжиганию содержит технологически соединенные между собой тракт сырого топлива, бункер сырого топлива, обезвоживающее устройство, соединенное с трактом горячего воздуха, бункер запаса топлива, измельчающее устройство, тракт топливоподачи, соединенный с бункером запаса топлива.
Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно к способу оптимизации процесса сжигания угольного топлива в вихревой топке энергетической установки. Способ включает использование в режиме запуска энергетической установки угля микропомола с размерами частиц не более 10 мкм, получаемого в трехкамерном дезинтеграторе, в стационарном режиме - угля обычного помола, получаемого в двухступенчатой мельнице с помольными шарами и активатором.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания пылевидного топлива содержит устройство сжатия воздуха, устройство подготовки воздуха с камерой подготовки воздуха, устройство плазмохимической обработки пылевидного топлива, включающее плазмотрон, и камеру горения, а также трубопроводы, связывающие их.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания пылевидного топлива содержит устройство 1 сжатия воздуха, устройство 2 подготовки воздуха с камерой 3 подготовки воздуха, устройство 4 плазмохимической обработки пылевидного топлива, включающее плазмотрон 5 и камеру 6 горения, а также трубопроводы, связывающие их.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания пылевидного топлива, заключающийся в том, что разделяют воздух методом адсорбирования азота на цеолите, формируют первый поток воздуха, обогащенный кислородом, и второй поток воздуха, обогащенный азотом, выделенным с поверхности цеолита методом его нагрева, затем второй поток воздуха разделяют на основной и дополнительный потоки, дополнительный поток смешивают с пылевидным топливом и смесь подают в начало камеры зажигания, причем часть смеси дополнительного потока воздуха и пылевидного топлива подают через плазмотрон в камеру зажигания, где формируют факел газификации части пылевидного топлива в условиях недостатка кислорода, от первого потока воздуха отделяют часть и посредством трубы отбора воздуха подают в камеру зажигания за выходной срез плазмотрона, после плазмотрона формируют факел зажигания части газифицированного в плазмотроне пылевидного топлива, которым воспламеняют смесь дополнительного потока воздуха и пылевидного топлива, продукты горения из камеры зажигания смешивают с основным потоком воздуха и при недостатке кислорода подают в камеру горения, оставшуюся часть первого потока, обогащенную кислородом, подают в камеру подготовки воздуха, где обрабатывают лазерным излучением твердотельного лазера с длиной волны 762±0,5 и/или 1268±0,5 нм, которая вызывает переход молекул кислорода из основного электронного состояния в возбужденное синглетное состояние O 2 ( b 1 ∑ g + ) , путем подачи лазерного излучения в цилиндрическую камеру подготовки воздуха с зеркальной поверхностью, по меньшей мере, в одном месте под углом к ее поверхности, меньшим угла полного отражения от зеркальной поверхности цилиндрической камеры подготовки воздуха по винтообразной ломаной кривой с шагом между соседними витками винтообразной ломаной линии, большим линейного габаритного размера, измеренного вдоль оси цилиндрической камеры подготовки воздуха, обработанную часть первого потока воздуха с синглетным кислородом подают через коаксиальную перфорированную перегородку в пристеночную область камеры горения, при этом увеличивают концентрацию синглетного кислорода по направлению к выходу из камеры горения.

Группа изобретений относится к теплоэнергетике и касается технологии получения, транспортировки, раздельного и совместного сжигания механоактивированного угля микропомола и угля штатной системы пылеприготовления в вихревой растопочной горелке при растопке пылеугольного котла и стабилизации горения с целью замещения дорогостоящего мазута или природного газа.

Изобретение относится к области энергетики. Теплогенератор состоит из пяти равных секций, расположенных вертикально одна на другой, каждая из которых состоит из коаксиально расположенных между собой внутренней и внешней цилиндрических оболочек, образуя между ними воздушное пространство, закрытое сверху и снизу, при этом четыре нижние секции, собранные вместе с внутренней стороны, по всей высоте обмурованы огнеупорным кирпичом с асбестовой прокладкой между ними, образуя внутри них единое объемное топочное пространство, накрытое сверху пережимом, который подвешен к пятой секции - секции съема тепла, при этом нижняя секция установлена на плоскую часть пода и имеет сквозное арочное отверстие с крышкой люка, облицованной изнутри огнеупорным кирпичом, и перекрытием воздушного пространства между оболочками, выступающим наружу за пределы внешней и внутренней цилиндрических оболочек, и два прямоугольных отверстия с крышкой люка на внешней оболочке, расположенные симметрично относительно центральной осевой линии пода, делящий его на две равные части, параллельной в вертикальной плоскости продольной оси сквозного отверстия металлической трубы, перекрывающей воздушное пространство между оболочками под установку конца шнекового транспортера дозатора бункера непрерывной подачи топлива, расположенного напротив арочного отверстия, при этом металлическая труба подачи топлива выступает наружу за пределы внешней и внутренней цилиндрических оболочек, а выступающая ее часть внутрь топочного пространства по длине не превышает толщину обмуровки, как и металлическое перекрытие, составляющее наружный свод арочного отверстия, при этом под, выложенный внутри обмуровки, имеет плоскую горизонтальную поверхность по ширине основания арочного отверстия до противоположной стороны обмурованной цилиндрической оболочки и с двух сторон плоского основания кладка пода постепенно возвышается в характерном сечении, перпендикулярном продольной оси металлической трубы, имеет с каждой стороны от плоской поверхности пода форму прямоугольника со ступенчатой диагональю, расположенной под углом 30° к горизонтальной поверхности плоской части пода, и в этом характерном сечении все прямоугольники подобные, а с наибольшей высотой прямоугольника находятся в средней его части и образуют перевернутую основанием вверх трапецию, за пределы которой не должны выходить края порядной кирпичной кладки, при этом внутри возвышающейся части кладки пода на втором и пятом рядах с двух сторон заложены прямоугольные трубы, большие стороны которых расположены в горизонтальной плоскости друг над другом в виде раскрытого веера, при этом концы узкой части веера расположены на внутренней цилиндрической оболочке с выходом их отверстий в воздушное пространство между оболочками напротив прямоугольных отверстий с крышками люка на внешней оболочке, а противоположные концы их не выходят за пределы кладки и находятся под смещенной от центрального канала кладкой таким образом, чтобы две крайние трубы были направлены: одна в сторону арочного отверстия, а другая в сторону отверстия подачи топлива, а остальные две трубы в каждом горизонтальном ряду расположены с равными промежутками между ними, при этом он оснащен дополнительными вентиляторами, которые установлены на внешней цилиндрической оболочке таким образом, чтобы прямоугольные выходные отверстия их патрубков были совмещены с прямоугольными отверстиями внешних цилиндрических оболочек всех четырех секций и располагались длинной стороной прямоугольного отверстия по образующей, выполненной по внешнему радиусу наружной оболочки таким образом, чтобы фронт поступающего воздушного потока совпадал с вертикальным сечением секции, проходящим через вертикальную ось оболочек и между вертикальной осью прямоугольного отверстия с крышкой люка на внешней оболочке и вертикальной осью арочного отверстия по часовой стрелке от прямоугольного отверстия к арочному отверстию, топочное пространство всех четырех секций посредством труб круглого сечения, расположенных равномерно по окружности, сообщается с воздушным пространством между оболочками, при этом эти трубы, расположенные в первой секции, наклонены вниз под углом 15° и направлены вниз топочного пространства на под, а трубы остальных трех секций расположены равномерно по окружности в горизонтальной плоскости и под углом 60° к касательной окружности внутренней цилиндрической оболочки и поддерживают циклоническое движение воздушного потока в топочном пространстве, при этом во второй и четвертой секциях эти трубы расположены в верхней ее части, а в третьей - снизу, верхняя пятая секция имеет два сквозных отверстия, расположенных напротив друг друга, в которые установлены патрубки для газоходов, при этом свободный конец патрубка газохода рециркуляции установлен в отверстие наружной цилиндрической оболочки, а свободный конец патрубка газохода к устройству очистки отходящих газов установлен с перекрытием воздушного пространства между оболочками, при этом на внутренней цилиндрической оболочке между этими сквозными отверстиями по окружности расположены дополнительные прямоугольные отверстия и сверху она закрыта крышкой с центральным отверстием, в котором расположена труба с регулируемой задвижкой, перекрывающей выход нагретых газов из топочного пространства в атмосферу.

Группа изобретений относится к области горения и газификации и предназначена для получения силового генераторного газа для производства электрической и тепловой энергии.

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа из древесных чурок.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к комплексу утилизации отходов газификации. Комплекс содержит накопитель 1, газификатор 2, снабженный системой нижнего ворошения, блок детоксикации и переработки твердого побочного продукта газификации, который включает приемник твердого побочного продукта газификации - биочара 3, охладитель газа 4, приемник золы уноса 27, буфер золы уноса 28, охладитель побочного продукта 5, очиститель газа 6, причем охладитель газа 4 через приемник золы уноса 27 присоединен к входу очистителя газа 6.

Изобретение относится к способу и системе для торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации. Способ торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации включает следующие стадии: a) торрефикацию возможно предварительно высушенной биомассы в реакторе торрефикации с получением торрефицированной биомассы и газов торрефикации, b) отведение газов торрефикации из реактора торрефикации посредством пониженного давления, создаваемого первичным потоком воздуха, протекающим через эжекторную горелку и в первую зону горения, c) пропускание вторичного потока воздуха в первую зону горения для по меньшей мере частичного сжигания отведенных газов торрефикации с получением горячих отходящих газов, d) разделение горячих отходящих газов, полученных на стадии (с), на первый поток горячих отходящих газов и второй поток горячих отходящих газов посредством отведения первого потока горячих отходящих газов из первой зоны горения в блок смешивания газов, e) отведение второго потока горячих газов во вторую зону горения, f) пропускание третичного потока воздуха, при стехиометрическом или сверхстехиометрическом содержании кислорода, во вторую зону горения для дополнительного сжигания второго потока горячих отходящих газов с получением потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, g) отведение потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов в теплоутилизатор, в котором снижают температуру потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, полученных на стадии (f), с получением потока холодных отходящих газов, h) отведение части холодных отходящих газов, полученных на стадии (g), в блок смешивания газов, так что поток холодных отходящих газов смешивается с первым потоком горячих отходящих газов с получением потока частично охлажденных отходящих газов, i) отведение потока частично охлажденных отходящих газов, полученных на стадии (h), в реактор торрефикации, так что возможно предварительно высушенная биомасса вступает в прямой контакт с указанным потоком частично охлажденных отходящих газов, так что возможно предварительно высушенную биомассу нагревают непосредственно с помощью потока частично охлажденных отходящих газов.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка для твердого топлива имеет камеру сгорания (1) с отверстиями подачи воздуха, с приводом от электрического двигателя, передающимся через передачу, и шнековое устройство подачи топлива с электрическим двигателем, приводящим в движение шнек шнекового подающего устройства (9), а также элементы канала подачи топлива (8) с выходным отверстием в ближней области шнекового устройства подачи топлива (9), для подачи топлива в камеру сгорания (1), и элементы нагнетания воздуха, обеспечивающие подачу воздуха в область ниже и/или выше слоя сжигания топлива, ротационная камера сгорания (1), расположенная в корпусе (2), оборудована каналами первичного и вторичного воздуха, а корпус (2) соединяется крюковыми зажимами с шестерней (6), закрепленной с возможностью вращения между двумя сепараторами подшипников, установленными между главной плитой и компенсационно-прижимной плитой, имеющей отверстия для подачи воздуха из камеры нагнетания воздуха (24), регулируемой задвижкой, которая, при увеличении или уменьшении зазоров отверстий, управляет соотношением вторичного и первичного воздуха, подаваемого в каналы первичного и вторичного воздуха; кроме того, шнековое устройство подачи топлива (9) имеет расположенный по оси канал подачи воздуха, входящими отверстиями которого являются отверстия, расположенные в зоне камеры нагнетания воздуха (24), а выходящими отверстиями - отверстия в камере сгорания (1).

Изобретение относится к энергетическим устройствам, обеспечивающим производство электрической и тепловой энергии с использованием горючих газов, вырабатываемых в процессе сверхкритической газификации биомассы.

Изобретение относится к устройствам утилизации отходов документооборота огневым методом и может быть использовано для гарантированного уничтожения документов различного формата сброшюрованных или из отдельных листов и других форм печатных изданий.
Изобретение относится к энергетике, а именно к системам генерации тепла для систем отопления и электроэнергии. В результате применения изобретения происходит прямое использование тепловой энергии продуктов сгорания топлива при одновременном получении тепла и электроэнергии за счет формирования смешанного потока продуктов сгорания и воздуха в камере смешения эжектора, который на выходе из эжектора имеет давление выше, чем давление воздуха на входе в эжектор.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Отопительный котел, содержащий корпус с двойными стенками, образующими герметичную полость для теплоносителя, с загрузочной дверцей, патрубок дымохода и теплоизолирующий кожух, содержит вертикальный дымоход с установленным на нем переходным патрубком с заслонкой, несколько продольных полостей для теплоносителя, расположенных над топкой с воздушным зазором относительно верхней стенке котла, поперечную перегородку и поперечную полость, установленную с зазором относительно задней стенки котла, причем поперечная перегородка установлена за топкой, с зазором относительно задней стенки котла, а вертикальный дымоход размещен на задней внутренней стенке котла и сообщается с патрубком дымохода, полостью между задней стенкой и поперечной полостью и переходным патрубком с заслонкой, которая имеет ручное или автоматическое управление от терморегулятора температуры дымовых газов, а стенки топки закрыты экранами или футерованы термостойким материалом, поперечная перегородка выполнена полой и сообщается через отверстия с воздушной полостью зольника и трубными воздуховодами, установленными под продольными полостями.
Наверх