СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА К СЖИГАНИЮ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ Российский патент 1995 года по МПК F22B33/18 F23K5/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергетических котельных установках при сжигании в них водоугольного топлива.

Известно, что для снижения содержания вредных выбросов в продуктах сгорания, образующихся при сжигании органического топлива, сжигание последнего осуществляется в виде специально приготовленных водоугольных суспензий (водоугольного топлива) или водомазутных эмульсий.

Известна система подготовки водоугольного топлива к сжиганию в энергетических котельных установках, содержащая узел приготовления водоугольного топлива, соединенного трубопроводом с горелкой котла, от которого продукты сгорания через золоуловитель направляются дымососом в дымовую трубу. При такой системе с продуктами сгорания выбрасываются в дымовую трубу, помимо физического тепла дымовых газов, также значительное количество содержащихся в них водяных паров. В то же время для приготовления водоугольного топлива извне добавляется большое количество воды, а для предварительного подогрева водоугольного топлива необходимо к его теплообменнику осуществлять извне подвод тепла [1]
Наиболее близким к изобретению является система подготовки жидкого топлива (водомазутной эмульсии) к сжиганию в энергетической котельной установке, содержащая теплообменник предварительного подогрева топлива, сообщающийся подающим трубопроводом с узлом приготовления жидкого топлива в виде эмульгатора, соединенного через трубопровод с горелкой котла, газоход которого соединен с контактным конденсатором, сообщающимся через сборный бак сконденсированной воды с узлом приготовления топлива и теплообменником подогрева дутьевого воздуха. Причем для предварительного подогрева топлива к теплообменнику необходим подвод тепла извне [2]
Недостатком известной системы подготовки жидкого топлива к сжиганию является то, что эта система не обеспечивает возможность необходимой подготовки к сжиганию водоугольной суспензии. Это обусловлено тем, что узел приготовления топлива, выполненный в виде эмульгатора, не предусматривает мокрое обогащение твердого топлива, каковым является исходный уголь. В прототипе для предварительного подогрева жидкого топлива перед сжиганием необходимо использование отдельного теплообменника с подводом к нему тепла извне.

Перечисленные недостатки снижают эффективность и экономность работы системы подготовки жидкого топлива.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности системы подготовки водоугольного топлива для сжигания в энергетической котельной установки в целом.

Эта цель достигается тем, что в узел жидкого приготовления топлива дополнительно введен блок дробления и мокрого обогащения исходного угля, а теплообменник и конденсатор объединены в общем корпусе с образованием конденсационного теплообменника, водяной тракт которого соединен с упомянутым блоком дробления и мокрого обогащения исходного угля.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена система подготовки водоугольного топлива к сжиганию в энергетической котельной установке.

Система подготовки водоугольного топлива к сжиганию в энергетической котельной установке содержит узел 1 приготовления водоугольного топлива, включающий блок 2 дробления и мокрого обогащения исходного угля и блок 3 измельчения и приготовления водоугольного топлива, соединенные через подающий трубопровод 4 с насосом 5 и конденсационным теплообменником 6, являющимся одновременно подогревателем водоугольного топлива и охладителем дымовых газов ниже точки росы. Теплообменник 6 соединен трубопроводом 7 с горелкой 8 для сжигания водоугольного топлива в топке котла 9, отводящий газоход 10 продуктов сгорания которого соединен с золоуловителем 11 и каплеуловителем 12. От нижней части конденсационного теплообменника 6 отходит трубопровод 13 подачи сконденсированной воды насосом 14 через нейтрализатор 15 к блокам 2 и 3, узла 1. Помимо трубопровода 13 узел 1 соединен трубопроводом 16 с автономным источником воды, причем поступление воды из трубопроводов 13 и 16 на приготовление водоугольного топлива в блоки 2 и 3 управляется регуляторами 17 и 18 соотношения "вода-конденсат" с помощью регулирующих органов 19 и 20 по сигналам соответствующих датчиков 21, 22 и 23, 24. Управление соотношением "вода-уголь" в блоке 3 осуществляется регулятором 25 с помощью регулирующего органа 26 по сигналам датчиков 27, 28. Имеется байпасная линия 29.

Работа системы подготовки водоугольного топлива к сжиганию в энергетической котельной установке осуществляется следующим образом.

Поступающий исходный уголь в узел 1 проходит сначала его блок 2 дробления и мокрого обогащения, а затем направляется в блок 3 измельчения и приготовления водоугольного топлива. Затем готовое водоугольное топливо направляется насосом 5 по подающему трубопроводу 4 сначала на предварительный подогрев уходящими продуктами сгорания в конденсационный теплообменник 6, причем последний выполнен поверхностным, и водоугольное топливо проходит по трубам 7 внутри него, а затем поступает к горелке 8 котла 9. Продукты сгорания, обильно насыщенные водяными парами, поступают в газоход 10, а затем в золоуловитель 11. Обеззоленные дымовые газы поступают в конденсационный теплообменник 6, где отдают свое физическое тепло и тепло конденсации содержащихся в них водяных паров циркулирующему по трубам 7 водоугольному топливу.

После конденсационного теплообменника 6 обеззоленные и обезвоженные продукты сгорания проходят каплеуловитель и дымососом направляются в дымовую трубу. Для предотвращения возможного выпадения конденсата в дымовой трубе возможно частичное смешение этих газов с дымовыми газами из газохода 10 по байпасной линии 29, помимо конденсационного теплообменника.

Сконденсировавшаяся вода собирается в нижнем баке конденсационного теплообменника 6, затем насосом 14 направляется через нейтрализатор 15, где при необходимости осуществляется ее химическая обработка, в узел 1, где полностью используется в блоках 2 и 3, требования к обработке конденсата для которых минимальные, причем используемая в блоке 2 вода может в дальнейшем использоваться и в блоке 3. Помимо конденсата недостающая для процессов обогащения, измельчения и приготовления водоугольного топлива вода поступает из трубопровода 16 от автономного источника воды, к которому подключены блоки 2 и 3. При этом в зависимости от сигналов датчиков 21, 22, 23, 24, 27, 28 происходит срабатывание регулирующих органов 19, 20, 26.

Повышение эффективности и экономичности системы достигается за счет того, что в камере образованного конденсационного теплообменника продукты сгорания охлаждаются ниже точки росы при омывании теплообменных труб с протекающим внутри водоугольным топливом, при этом, нагревая его, и водяные пары из продуктов сгорания конденсируются и собираются в нижней части камеры конденсационного теплообменника. Хотя в выбранном прототипе, также как и в изобретении утилизируются тепло уходящих продуктов сгорания, однако образующийся конденсат используется только для приготовления жидкого топлива, в изобретении утилизируемое тепло используется на предварительный подогрев водоугольного топлива, а образующийся конденсат используется и в блоке дробления и мокрого обогащения, благодаря чему значительно расширяется область использования утилизированного низкопотенциального тепла. Дополнительное повышение эффективности в изобретении достигается также за счет того, что теплообменник и конденсатор объединены в одном конденсационном теплообменнике.

Использование: в энергетических котельных установках при сжигании в них водоугольного топлива. Сущность изобретения: в системе подготовки водоугольного топлива к сжиганию в энергетической котельной установке узел приготовления водоугольного топлива содержит топку котла с газоходом и горелкой для сжигания водоугольного топлива, подключенной к подающему трубопроводу готового водоугольного топлива, конденсационный теплообменник, являющийся одновременно подогревателем циркулирующего по трубам водоугольного топлива и охладителем дымовых газов ниже точки росы с выделением сконденсированной воды, золоуловитель, каплеуловитель, насос подачи готового водоугольного топлива к горелкам, трубопровод подачи сконденсированной воды в узел приготовления водоугольного топлива через нейтрализатор и байпасную линию уходящих газов. В узел приготовления водоугольного топлива дополнительно введен блок дробления и мокрого обогащения исходного угля, а теплообменник и конденсатор объединены в общем корпусе с образованием конденсационного теплообменника, водяной тракт которого соединен с упомянутым блоком дробления и мокрого обогащения исходного угля. 1 ил.

СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА К СЖИГАНИЮ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ, содержащая теплообменник предварительного подогрева жидкого топлива, сообщающийся подающим трубопроводом с узлом приготовления жидкого топлива, соединенного через отводящий трубопровод с горелкой котла, газоход продуктов сгорания которого соединен с конденсатором, сообщающимся через сборный бак сконденсированной воды с узлом приготовления жидкого топлива, отличающаяся тем, что в узел приготовления жидкого топлива дополнительно введен блок дробления и мокрого обогащения исходного угля, а теплообменник и конденсатор объединены в общем корпусе с образованием конденсационного теплообменника, водяной тракт которого соединен с блоком дробления и мокрого обогащения исходного угля.