КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2005 года по МПК F22B31/04 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях большой мощности в паровых котлах с топкой со стационарным кипящим слоем.

Из уровня техники известны паровые котлы, содержащие топку с кипящим слоем топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой, снабженную испарительными поверхностями нагрева - экранами, и конвективный газоход с экономайзером и воздухоподогревателем (SU 1781509 A1, F 23 С 10/00, 1992; RU 2039908 C1, F 23 С 10/08, 1995; RU 2094700 С1, F 23 С 10/08, 1997; RU 2086851 С1, F 23 С 10/08, 1997).

Основным недостатком данных котлов является сложность конструктивного выполнения особенно для топки большой мощности, что ограничивает их функциональные возможности.

Изобретение направлено на создание котлоагрегата, содержащего топку с кипящим слоем, с расширенными функциональными возможностями за счет повышения мощности и возможности ее регулирования в широких пределах.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что котельная установка включает топку с кипящим слоем топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой и сепарационным объемом, снабженную испарительными экранными поверхностями нагрева, и конвективный газоход с экономайзером и воздухоподогреватель. При этом котельная установка выполнена в виде двухъярусных блоков, отделенных друг от друга двусветным газоплотным экраном и содержащих нижнюю и верхнюю топочные секции, в слое топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой каждой из которых дополнительно размещены испарительные и паронагревательные поверхности нагрева, упомянутый выше конвективный газоход является опускным, при этом котельная установка дополнительно содержит подъемный конвективный газоход, в котором расположен экономайзер, сепарационные объемы нижней и верхней топочных секций блока соединены, соответственно, подъемным и опускным конвективными газоходами связанными промежуточным газоходом с опускной конвективной шахтой, в которой размещен упомянутый воздухоподогреватель.

Предпочтительно, чтобы высота неожиженного слоя над воздухораспределительной решеткой топочных секций составляла 0,12-0,17 от высоты сепарационного объема.

Заявленное выполнение котлоагрегата, предпочтительно с четырьмя топочными секциями, скомпонованными в виде двухярусных блоков с нижней и верхней самостоятельными топочными секциями со стационарным кипящим слоем, которые могут надежно работать по отдельности, независимо друг от друга, на один общий барабан, позволяет существенно повысить паропроизводительность и регулировать мощность от номинала до ~25% при снижении металлоемкости и габаритов конструкции, что расширяет функциональные возможности.

На чертеже схематично представлен общий вид котельной установки.

Котельная установка состоит из двухъярусных блоков 1 и 2, которые отделены друг от друга двусветным газоплотным экраном 3, и содержит нижнюю и верхнюю топочные секции 4 и 5, каждая из которых включает воздухораспределительную решетку 6 с воздушным коробом 7, в слое 8 топлива и инертного наполнителя (шлак крупностью до 10 мм) над которой размещены испарительные и пароперегревательные поверхности 9 и 10 нагрева, и сепарационный объем, в котором размещены испарительные экранные поверхности 11 нагрева.

Сепарационные объемы нижней и верхней топочных секций 4 и 5 каждого блока 1 и 2 соединены, соответственно, подъемным и опускным конвективными газоходами 12 и 13, в которых установлены экономайзеры 14, и связаны промежуточным газоходом 15 с отдельно стоящей опускной конвективной шахтой 16, в которой размещен общий воздухоподогреватель 17. Поверхности нагрева 3, 9, 10, 11 и 14 всех топочных секций 4, 5 блоков 1 и 2 присоединены к барабану 18 посредством индивидуальных коллекторов (на чертеже не показано). При этом высота несжиженного слоя 8 над воздухораспределительной решеткой 6 составляет 0,12-0,17 от высоты “l” сепарационного объема, который простирается от воздухораспределительной решетки 6 до входа в конвективные газоходы 12, 13 (экономайзеры 14).

Котельная установка работает следующим образом.

Дробленое кусковое топливо с помощью питателя 19 (или забрасывателя) подают в топочные секции 4 и 5 на слой наполнителя и сжигают в кипящем слое 8 над воздухораспределительной решеткой 6 в потоке воздуха, который подают под воздухораспределительную решетку 6 через воздушный короб 7, при этом погруженные в кипящий слой 8 испарительные и пароперегревательная поверхности 9 и 10 нагрева воспринимают основную часть выделяющегося при сгорании тепла.

Продукты сгорания - топочные газы, проходят сепарационный объем, передавая тепло испарительным экранным поверхностям 3 и 11 нагрева, и поступают из нижних топочных секций 4 в подъемные конвективные газоходы 12, а из верхних топочных секций 5 в опускные конвективные газоходы 13, где установлены экономайзеры 14. Пройдя экономайзеры 14, топочные газы из нижних и верхних топочных секций 4 и 5 движутся навстречу друг другу, смешиваются и по промежуточным газоходам 15 поступают в отдельно стоящую опускную конвективную шахту 16 с воздухоподогревателем 17. Каждая топочная секция 4 или 5 заявленной конструкции котельной установки со своими индивидуально подключенными к барабану 18 поверхностями нагрева 3, 9, 10, 11 и 14 может работать самостоятельно, независимо от работы других топочных секций, что при выполнении котельной установки, например, с двумя блоками 1 и 2 и четырьмя топочными секциями 4, 5 позволяет регулировать мощность (паропроизводительность) путем последовательного отключения секций 4 или 5 от номинала (при работе всех четырех топочных секций 4 и 5) до ~25% (при работе одной топочной секции 4 или 5).

Изобретение предназначено для получения пара и может быть использовано в теплоэнергетике. Котельная установка включает топку с кипящим слоем топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой и сепарационным объемом, снабженную испарительными экранными поверхностями нагрева, и опускной и подъемный конвективные газоходы с воздухоподогревателем. Котельная установка выполнена в виде двухъярусных блоков, отделенных друг от друга двусветным газоплотным экраном и содержащих нижнюю и верхнюю топочные секции, в слое топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой каждой из которых дополнительно размещены испарительные и паронагревательные поверхности нагрева. В подъемном конвективном газоходе расположен экономайзер. Сепарационные объемы нижней и верхней топочных секций блока соединены, соответственно, подъемным и опускным конвективными газоходами, связанными промежуточным газоходом с опускной конвективной шахтой, в которой размещен воздухоподогреватель. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей и повышение мощности котельной установки. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Котельная установка, включающая топку с кипящим слоем топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой и сепарационным объемом, снабженную испарительными экранными поверхностями нагрева, и конвективный газоход с экономайзером и воздухоподогреватель, отличающаяся тем, что она выполнена в виде двухъярусных блоков, отделенных друг от друга двусветным газоплотным экраном и содержащих нижнюю и верхнюю топочные секции, в слое топлива и инертного наполнителя над воздухораспределительной решеткой каждой из которых дополнительно размещены испарительные и паронагревательные поверхности нагрева, упомянутый конвективный газоход является опускным, при этом котельная установка дополнительно содержит подъемный конвективный газоход, в котором расположен экономайзер, сепарационные объемы нижней и верхней топочных секций блока соединены, соответственно, подъемным и опускным конвективными газоходами, связанными промежуточным газоходом с опускной конвективной шахтой, в которой размещен упомянутый воздухоподогреватель.2. Котельная установка по п.1, отличающаяся тем, что высота неожиженного слоя над воздухораспределительной решеткой топочных секций составляет 0,12-0,17 от высоты сепарационного объема.