КОТЕЛ Российский патент 1995 года по МПК F22B33/18 

Изобретение относится к котельно-топочной технике и может быть использовано в котлах с жидким шлакоудалением, преимущественно в случаях применения призматических топок.

Известны котлы, содержащие топку, летку со шлакоприемником и шлаковой ванной, в которой повышения экономичности агрегата достигают путем использования тепла отсосных газов и шлака.

Недостатком известных решений является сложность системы утилизации тепла и недостаточно высокая экономичность, обусловленная тем, что из топки отводят газы высокой температуры и смешивают с холодным воздухом, а так как процесс смешения происходит при большой разности температур, то это приводит к снижению КПД котла.

Известен котел, содержащий топку, летку со шлакоприемником и шлаковой ванной, в котором с целью повышения эффективности работы используются трубопроводы с запорно-регулировочной арматурой, байпас, соединяющий топку со шлакоприемником и предохранительным клапаном.

Недостатком котла являются частые динамические воздействия на шлакоприемник и летку топки котла, сложность обеспечения работы взрывной системы очистки и системы безопасности.

Известен котел, содержащий топку, летку со шлакоприемником и шлаковой ванной, в которой под леткой установлена пылеугольная циклонная топка, обеспечивающая достаточную эффективность и надежность работы.

Недостатком известного решения является невозможность его использования в России и в большинстве стран мира так как для этого потребуется переделка топки, трубной системы горелочных устройств и всех связанных с ними элементов, т. е. фактически изготовления нового, более дорогого котла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому решению является котел, содержащий топку, сообщенную посредством летки и шлакового бункера со шлаковой ванной, причем бункер своим выходным торцом опущен под уровень воды в ванне с образованием гидрозатвора и охлаждаемый змеевик.

Недостатком известного решения является малая надежность работы при ухудшении качества топлива, приводящая к периодической зашлаковке летки и обуславливающая создание аварийного режима работы и вынужденного останова котла.

Цель изобретения повышение эффективности и надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что котел, содержащий топку, летку со шлакоприемником и шлаковой ванной, снабжен дополнительно камерой с тангенциально расположенными соплами с мазутными форсунками 11, установленной под шлаковой леткой так, что ее металлический газоплотный кожух своим продолжением в водяной ванне образует гидравлический затвор, а дополнительная камера образована ошипованным змеевиком для водяного охлаждения.

Наличие дополнительной камеры и ее выполнение, расположение и связь с остальными элементами дают возможность сделать вывод о том, что изобретение соответствует критерию "новизна".

Наличие камеры, установленной под шлаковой леткой, обеспечивает возможность сжигания дополнительного беззольного топлива, что ведет к повышению локальных температур в районе летки, и как следствие обеспечивает нормальное жидкое шлакоудаление.

Наличие гидравлического затвора, образованного продолжением металлической газоплотной обшивки до водяной ванны, предотвращает попадание продуктов сгорания в полость шлакоприемника.

Установленные в дополнительной камере тангенциально сопла с мазутными форсунками способствуют устойчивости горения топлива в дополнительной камере.

Защита дополнительной камеры ошипованным охлаждаемым змеевиком позволяет предотвратить пережог дополнительной камеры и этим обеспечить надежность агрегата.

Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет получить достижение поставленной цели.

Отсюда можно сделать вывод о том, что предложенное решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Котел содержит топку 1, сообщенную посредством летки 2 и шлакового бункера 3 со шлаковой ванной 4, причем бункер 3 своим выходным торцем 5 опущен под уровень воды в ванне 4 с образованием гидрозатвора 6, охлаждаемый змеевик 7, газоплотный металлический кожух 8, образованную стенками камеру 9, дополнительную летку 10 и сопла с мазутными форсунками 11, причем кожух 8 размещен в бункере 3 и своим нижним торцем 12 опущен под уровень воды в ванне 4 с образованием дополнительного гидрозатвора 13, камера 9 размещена в кожухе 8 под леткой 2, а сопла 11 подключены к камере 9 тангенциально.

Камера 9 через кожух 8 посредством опор 14 закреплена на обшивке шлакоприемника 15, которая в свою очередь на тягах 16 подвешена к нижним коллекторам 17 котла.

Котел работает следующим образом.

Для организации циклонного сжигания топлива в камере 9 воздух и топливо подводятся через сопла с мазутными форсунками 11, установленными тангенциально.

При сжигании жидкого топлива в камере 9 газообразные продукты сгорания с температурой около 2000^оС через летку 2 выходят в топку 1 котла. Шлак с ухудшенной текучестью толстым слоем медленно движется по слабонаклонному полу топки 1 к краям летки 2, разогревается газообразными продуктами сгорания топлива и стекает по внутренней поверхности камеры 9 навстречу газообразным продуктам сгорания. Расплавленный шлак через летку 10 камеры 9 стекает в водяную ванну, где под действием большой разницы температур распадается на мелкие куски.

Гидравлический затвор 13 предотвращает попадание продуктов сгорания в полость шлакоприемника 3 и локализует тем самым область избыточных давлений. Гидравлический затвор 6 служит для предотвращения подсоса воздуха в топку 1 при работе котла на резервном беззольном топливе без камеры 9 (например, при ее ремонте). При наличии на станции горючего газа вместо мазутных форсунок могут быть установлены газовые горелки.

Предложенное решение позволяет модернизировать уже установленные котлы с жидким шлакоудалением без реконструкции систем экранных поверхностей нагрева для обеспечения нормального жидкого шлакоудаления.

Использование предложенного решения позволяет избежать внеплановых остановов котлов на расшлаковку пода топки в связи с обеспечением чистоты летки на любых нагрузках, повышает коэффициент готовности оборудования, резко снижает долю ручного труда при эксплуатации котла.

Использование: энергетика, котлостроение, котлы с жидким шлакоудалением. Сущность изобретения: котел содержит топку 1, сообщенную посредством летки 2 и шлакового бункера 3 со шлаковой ванной 4. Бункер 3 своим выходным торцем 5 опущен под уровень воды в ванне 4 с образованием гидрозатвора 6. Котел снабжен газоплотным металлическим кожухом 8, размещенным в бункере 3 и своим нижним торцем 12 опущенным под уровень воды в ванне 4 с образованием дополнительного гидрозатвора 13. В кожухе 8, под леткой 2 размещена камера 9, к которой тангенциально подключены сопла с мазутными форсунками 11. Стенки камеры 9 образованы охлаждаемым ошипованным змеевиком. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. КОТЕЛ, содержащий топку, сообщенную посредством летки и шлакового бункера с шлаковой ванной, причем бункер выходным торцом опущен под уровень воды в ванне с образованием гидрозатвора и охлаждаемый змеевик, отличающийся тем, что он снабжен газоплотным металлическим кожухом, образованной стенками камерой и соплами с мазутными форсунками, причем кожух размещен в бункере и нижним торцом опущен под уровень воды в ванне с образованием дополнительного гидрозатвора, камера размещена в кожухе под леткой, а сопла подключены к камере тангенциально. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что стенки камеры образованы упомянутым змеевиком, причем последний выполнен ошипованным.