Котел на газифицируемой угольной пыли Российский патент 2017 года по МПК F23B80/00 F22B37/06 F23J15/08 F23C9/00 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к области теплообмена и, более конкретно, к газоотборным пылеугольным котлам.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время в китайских пылеугольных котлах используется лигнит, длиннопламенный уголь, некоксующийся уголь, газовый уголь, тощий уголь и небольшое количество антрацита, причем чаще всего используется лигнит, длиннопламенный уголь и некоксующийся уголь с высоким содержанием летучих веществ. Китай богат антрацитом, составляющим около 19% всех запасов угля. Однако антрацит содержит меньше летучих веществ, которые поддаются полному сгоранию. Таким образом, в процессе использования, насущными проблемами являются низкая эффективность, низкое качество, а также сильное загрязнение окружающей среды. W-плазменный котел является основным для работы на углях с низким содержанием летучих веществ, и в нем в существенной мере преодолеваются проблемы стабильности и надежности больших котлов, работающих на угле с низким содержанием летучих веществ. Однако эффективность его сжигания остается низкой. Уголь с низким содержанием летучих веществ требует значительного количества воздуха для удовлетворения потребности в кислороде в процессе горения. Между тем, уголь с низким содержанием летучих веществ, такой как антрацит или тощий уголь, обладают более высокой температурой воспламенения, их трудно зажечь, а также добиться стабильного горения угольного порошка, что, соответственно, ограничивает применимость таких углей.

Для разрешения проблемы зажигания и стабильного горения угля с низким содержанием летучих веществ, использование горячего воздуха для зажигания угля с низким содержанием летучих веществ, такого как антрацит или тощий уголь и т.п., может стать решением проблемы, в результате чего энергия будет использоваться разумно и эффективно. Однако в существующих котлах на угольном порошке используются металлические воздухоподогреватели для рециклирования энергии дымовых газов с целью предварительного нагревания воздуха, используемого для сжигания угольного порошка, в которых, из-за конструктивных ограничений и характеристик применяемых материалов, дымовой газ можно охлаждать только до 500°С или меньше для целей рециклирования остаточного тепла. Таким образом, эффективность энергосбережения является низкой, и температуру воздуха можно нагреть максимум до 300-400°С. Кроме этого существует проблема низкотемпературной коррозии при эксплуатации роторного воздухоподогревателя при использовании гофрированных металлических листов. А так как каналы прохождения газа узкие, легко могут появляться скопления пыли и засоры или даже закупорка газоходов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В вариантах осуществления настоящего изобретения сделана попытка решить в какой-то степени по крайней мере одну из проблем, существующих в известном уровне техники. Соответственно, в настоящем изобретении предлагается газоотборный пылеугольный котел с предварительно нагретым воздухом, обладающим более высокой и регулируемой температурой.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, предлагается газоотборный пылеугольный котел, включающий: корпус котла совместно с печью; регенеративный нагреватель роторного типа, включающий: главный корпус теплообменника; устройство привода для придания вращения главному корпусу теплообменника вокруг своей центральной оси; разделительный элемент, установленный в главном корпусе теплообменника вдоль центральной оси для разделения главного корпуса теплообменника как минимум на одну пару принимающих камер, причем каждая пара принимающих камер располагается диаметрально противоположно по отношению к центральной оси; теплоноситель, принимаемый в принимающих камерах, соответственно, который изготавливают из неметаллического твердого материала; газопровод дымового газа, впускное устройство которого соединено с печью, а выпускное устройство соединено с регенеративным нагревателем роторного типа так, чтобы дымовой газ, генерируемый в печи, заводился как минимум в одну из принимающих камер спаренных приемных камер, и осуществлял теплообмен с теплоносителем в принимающей камере, причем в газопроводе дымового газа установлено несколько пароперегревателей; воздуховод для подачи воздуха в другую принимающую камеру спаренных принимающих камер, чтобы теплоноситель, находящийся в ней, обменивался теплом с воздухом; высокотемпературный газоотборный газопровод, один конец которого соединен с концом газопровода дымового газа, обращенным в сторону печи, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа; а также устройство управления газоотбором для регулирования первого объема дымового газа, подаваемого через высокотемпературный газоотборный газопровод.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, при помощи использования регенеративного нагревателя роторного типа, остаточное тепло дымового газа с температурой до 1200°С может быть максимально рециклировано, так, что воздух, используемый для горения, поступающий в печь, может получать достаточный предварительный нагрев. Таким образом, уголь с низким содержанием летучих веществ, такой как антрацит и тощий уголь, может стабильно и достаточно полно сжигаться в котле.

Кроме этого пылеугольный твердотопливный котел согласно вариантам осуществления настоящего изобретения может также иметь следующие дополнительные признаки.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, газоотборный пылеугольный котел может включать: как минимум один низкотемпературный газоотборный газопровод, один конец которого соединен, как минимум, с одной частью газопровода дымового газа между несколькими пароперегревателями, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа. Устройство управления газоотбором может регулировать второй объем дымового газа, подаваемого через как минимум один низкотемпературный газоотборный газопровод. Таким образом, при помощи низкотемпературного газоотборного газопровода, дымовой газ может извлекаться из различных частей пылеугольного котла. Объем отбора и температура дымового газа может регулироваться на основании фактической потребности для удовлетворения разных требований со стороны пылеугольного котла к температуре предварительного нагрева воздуха.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, теплоноситель может иметь шарикообразную, чешуйчатую или пористую структуру.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, угольный порошок может быть получен из, как минимум, одного из следующих: антрацитовый уголь или тощий уголь.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство управления газоотбором может включать электрически или пневматически управляемый клапан регулирования горячего дымового газа, который может устанавливаться на высокотемпературном газоотборном газопроводе. Таким образом, при помощи клапана регулирования горячего дымового газа, количество горячего дымового газа в высокотемпературном газоотборном газопроводе может регулироваться согласно необходимости.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство управления газоотбором может также включать: как минимум один электрически или пневматически управляемый клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, установленного на соответствующем низкотемпературном газоотборном газопроводе. Таким образом, при помощи клапана регулирования низкотемпературного дымового газа, количество дымового газа с низкой температурой в низкотемпературном газоотборном газопроводе может регулироваться согласно необходимости.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство управления газоотбором может управлять как минимум одним из следующих клапанов: клапан регулирования высокотемпературного дымового газа и клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, так, чтобы температура воздуха в выпускном воздуховоде составляла около 400-1000°С.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, ширмовый пароперегреватель и пароперегреватель с обернутыми стенками могут быть установлены друг за другом, начиная от входа в газопровод дымового газа до выхода из него.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в газопроводе дымового газа, вблизи выхода из него, может быть установлен угольный экономайзер.

Дополнительные аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения будут приведены частью в нижеследующих описаниях, частью станут очевидными из нижеследующих описаний, или могут быть изучены в процессе практической реализации вариантов осуществления настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Упомянутые и другие аспекты и преимущества различных вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными и более понятными из нижеследующих описаний, включая ссылки на чертежи, где:

Фиг. 1 является схематическим изображением газоотборного пылеугольного котла согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является видом сверху регенеративного нагревателя роторного типа в газоотборном пылеугольном котле согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем описании будут даны отсылки к подробным вариантам осуществления изобретения. Варианты осуществления, описанные в настоящем документе со ссылкой на чертежи, являются поясняющими, иллюстративными, и используются для общего понимания настоящего изобретения. Варианты осуществления не должны толковаться как ограничивающие настоящее изобретение. Одинаковые или подобные элементы и элементы с одинаковыми или подобными функциями обозначаются подобными номерами позиций в течение всего описания.

В описании изобретения, если не указано иное, относительные термины, такие как «центральный», «продольный, «наверх», «вниз», «спереди», «сзади», «слева», «справа», «вертикальный», «горизонтальный», «верх», «низ», «внутренний», «внешний», «осевой» и «радиальный» должны толковаться, как относящиеся к ориентации, которая описывается в данном конкретном случае, или как показано на обсуждаемых чертежах. Эти относительные термины используются только для удобства описания и не требуют, чтобы настоящее изобретение было сконструировано или работало с определенной ориентацией. Кроме этого такие термины, как «первый» и «второй», используются здесь для целей описания, и в намерение авторов не входит указание или предположение относительной важности или значения, или же определенная нумерация описываемых технических признаков. Таким образом, признак, определяемый как «первый» или «второй», может включать одну или несколько таких характеристик. В описании настоящего изобретения, «несколько» означает два или более двух, если не указано иное.

Следует иметь в виду, что в описании настоящего изобретения, если не указано иное, термины «установленный», «соединенный» и «сочлененный», а также их варианты и вариации, используются в широком смысле и включают механические и электрические установки, соединения и сочленения, также внутренние установки, соединения и сочленения двух компонентов, а также прямые и непрямые установки, соединения и сочленения, которые могут быть поняты специалистом в данной области техники согласно подробному варианту осуществления настоящего изобретения.

Ниже описан газоотборный пылеугольный котел 100 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фиг. 1.

Как показано на Фиг. 1, газоотборный пылеугольный котел 100 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения может включать корпус котла 1, регенеративный нагреватель роторного типа 2, газопровод дымового газа 3, воздуховод 4, высокотемпературный газоотборный газопровод 5 и устройство управления газоотбором 51.

Регенеративный нагреватель роторного типа 2 может осуществлять теплообмен между горячим дымовым газом и воздухом, подлежащим предварительному нагреву, с тем, чтобы воздух, подлежащий предварительному нагреву, мог быть нагрет до определенного уровня. Регенеративный нагреватель роторного типа 2 может включать главный корпус теплообменника 21, приводное устройство (не показано), разделительный элемент 22 и теплоноситель 23, как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2. Приводное устройство может использоваться для приведения главного корпуса теплообменника 21 в движение вокруг центральной оси 24 главного корпуса теплообменника 21. Разделительный элемент 22 может быть предусмотрен в главном корпусе теплообменника 21 вдоль направления центральной оси 24, с целью разделения главного корпуса теплообменника 21 на, как минимум, одну пару принимающих камер 25, причем каждая пара принимающих камер 25 расположена диаметрально противоположно по отношению к центральной оси 24. Теплоноситель 23 принимается или находится в принимающих камерах 25, и теплоноситель 23 может быть изготовлен из неметаллического твердого материала.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, главный корпус теплообменника 21 может быть в форме полого цилиндрического тела, а разделительный элемент 22 может быть практически в форме пластины. Разделительный элемент 22 может простираться вдоль центральной оси главного корпуса теплообменника 21 с целью разделения главного корпуса теплообменника 21 на пару принимающих камер, а теплоноситель, который может изготавливаться из неметаллического твердого материала, может быть загружен в эти две принимающие камеры. Дымовой газ и воздух, подлежащий предварительному нагреву, могут подаваться в эти две принимающие камеры 25, соответственно. Главный корпус теплообменника 21 при этом приводится во вращение устройством привода (не показано). Дымовой газ может обмениваться теплом с теплоносителем в принимающей камере 25, причем теплоноситель поглощает тепло дымового газа, а воздух, подлежащий предварительному нагреву, может обмениваться теплом с теплоносителем в другой принимающей камере 25, с тем, чтобы температура воздуха, подлежащего предварительному нагреву, соответственно повышалась.

Конечно, настоящее изобретение этим не ограничивается. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, разделительный элемент 22 может делить главный корпус теплообменника 21 на две, три или более пар.

В ранее известной системе теплообмена выходная температура дымового газа после прохождения через газовый теплообменник не могла опускаться до или ниже 130°С, потому что это могло привести к выделению серной кислоты, и тем самым к коррозии теплообменника, изготовленного из металла. Однако в регенеративном нагревателе роторного типа 2 по настоящему изобретению, особенно для горячих дымовых газов, содержащих серу, теплоноситель выполняется из неметаллического твердого материала, такого как SiC или фарфор и т.п., поэтому можно не принимать во внимание точку конденсации серы (130°С) для учета возможности коррозии, и, соответственно, выходную температуру горячего дымового газа можно опускать ниже точки конденсации серы, способствуя, таким образом, максимальному теплообмену. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, выходная температура горячего дымового газа в газовом теплообменнике может быть ниже 130°С. Более того, выходная температура горячего дымового газа в газовом теплообменнике может быть ниже 70°С, что почти невозможно в стандартном теплообменнике. В дополнение к этому, когда выходная температура опускается ниже точки конденсации, водяной пар может быть выделен в виде воды в жидкой форме, при этом может высвобождаться скрытая теплота, с учетом того, что поглощаемая теплота в 3 раза больше при переходе от воды в форме жидкости с температурой 100°С к газообразной фазе воды с температурой 100°С, чем при нагревании воды в жидкой фазе от 0°С до 100°С. Так как теплоноситель изготавливается из неметаллического твердого материала, теплоноситель в принимающей камере может быть очищен для дальнейшего использования после того, как на нем образуется определенное отложение серы, в результате чего можно уменьшить затраты на замену деталей. Кроме этого, согласно методу расчета, широко используемому в данной области техники, в процессе теплообмена дымового газа при сжигании угля, общая эффективность котла может быть увеличена на 0,5% на каждые 10°С снижения температуры на выходе дымового газа, и высвобождаемая скрытая теплота увеличивает эффективность котла приблизительно на 1,5%. Таким образом, когда температура дымового газа понижается, например, до 70°С, эффективность котла в целом может быть увеличена на 4,5% и более (0,5%Х6 + 1,5%), таким образом экономя большое количество угля, сжигаемого в котле. Кроме этого, может быть расширен диапазон пригодных к использованию сортов угля в котле на порошковом твердом топливе, например, качество угля можно снизить с целью дальнейшего снижения производственных издержек.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, корпус котла 1 может иметь признак наличия печи 11. Входное устройство газопровода дымового газа 3 может соединяться с печью 11, а выходное устройство газопровода дымового газа 3 может соединяться с регенеративным нагревателем роторного типа 2 таким образом, что дымовой газ печи 11 может подаваться как минимум в одну принимающую камеру спаренных принимающих камер регенеративного нагревателя роторного типа 2 для осуществления теплообмена с теплоносителем, находящемся в соответствующих принимающих камерах, причем в газопроводе дымового газа 3 может быть установлено несколько пароперегревателей. Воздуховод 4 может подавать воздух в другую принимающую камеру спаренных принимающих камер регенеративного нагревателя роторного типа 2, чтобы теплоноситель, находящийся в нем, мог осуществлять теплообмен с воздухом, соответственно. Один конец высокотемпературного газоотборного газопровода 5 может быть соединен с концом газопровода дымового газа 3, обращенным к печи 11, а другой конец высокотемпературного газоотборного газопровода 5 может быть соединен с выходным устройством газопровода дымового газа 3. Устройство управления газоотбором 51 может контролировать первый объем дымового газа, подаваемого через высокотемпературный газоотборный газопровод 5.

Ниже, только для целей иллюстрации, главный корпус теплообменника 21 вращают в направлении против часовой стрелки, дымовой газ подается в главный корпус теплообменника 21 с правой стороны центральной оси, а воздух, подлежащий предварительному нагреву, подается в главный корпус теплообменника 21 с левой стороны центральной оси.

Как показано на Фиг. 1, корпус котла 1 оборудован печью 11 для приема угольного порошка или угольной пыли, причем один конец газопровода дымового газа 3 соединен с печью 11, а другой его конец соединен с регенеративным нагревателем роторного типа 2 для подачи дымового газа, генерируемого в печи 11, в первую принимающую камеру 211 регенеративного нагревателя роторного типа 2, то есть правую сторону регенеративного нагревателя роторного типа 2, как показано на Фиг. 1. Во вторую принимающую камеру 212 регенеративного нагревателя роторного типа 2, то есть левую сторону регенеративного нагревателя роторного типа 2, как показано на Фиг. 1, подается воздух, подлежащий предварительному нагреву. Когда главный корпус теплообменника 21 не вращается, дымовой газ обменивается теплом с теплоносителем, находящимся в первой принимающей камере 211, для увеличения температуры теплоносителя. После того, как теплоноситель абсорбирует тепло, главный корпус теплообменника 21 вращают в направлении против часовой стрелки, причем первая принимающая камера 211 поворачивается влево от центральной оси, а вторая принимающая камера 212 вращается вправо от центральной оси. Теплоноситель в первой принимающей камере 211, которая вращается влево, осуществляет теплообмен с воздухом, подлежащим предварительному нагреву, для повышения температуры воздуха, тогда как дымовой газ осуществляет теплообмен с теплоносителем, находящимся во второй принимающей камере 212, вращающейся вправо.

Главный корпус теплообменника 21 далее вращается в направлении против часовой стрелки, причем первая принимающая камера 211 поворачивается обратно в правую сторону от центральной оси, а вторая принимающая камера 212 поворачивается обратно в левую сторону от центральной оси, теплоноситель во второй принимающей камере 212, вращаемой обратно в левую сторону, осуществляет теплообмен с воздухом, подлежащим предварительному нагреву, и дымовой газ осуществляет теплообмен с теплоносителем в первой принимающей камере 211, вращаемой обратно в правую сторону, и процесс повторяется до завершения нагрева воздуха, подлежащего предварительному нагреву.

Так как верхняя часть печи 11 имеет более высокую температуру, один конец высокотемпературного газоотборного газопровода 5 может быть соединен с верхней частью печи 11, а другой конец высокотемпературного газоотборного газопровода 5 соединен с выходным устройством газопровода дымового газа 3 для подачи дымового газа с высокой температурой в регенеративный нагреватель роторного типа 2. Устройство управления газоотбором 51 может устанавливаться на высокотемпературном газоотборном газопроводе 5, с тем, чтобы контролировать первый объем дымового газа, подаваемого через высокотемпературный газоотборный газопровод 5.

В газоотборном пылеугольном котле 100 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, при помощи использования регенеративного нагревателя роторного типа 2, остаточное тепло дымового газа с температурой до 1200°С может быть максимально рециклировано, так что воздух, используемый для горения, поступающий в печь 11, может получать достаточный предварительный нагрев. Таким образом, уголь с низким содержанием летучих веществ, такой как антрацит и тощий уголь и т.п., может сжигаться в котле стабильно и достаточно полно.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, газоотборный пылеугольный котел 100 может дополнительно включать: как минимум один низкотемпературный газоотборный газопровод 6, один конец которого соединен с как минимум одной частью газопровода дымового газа 3 между несколькими пароперегревателями, а другой конец которого соединен с выходным устройством газопровода дымового газа 3. Через устройство управления газоотбором 51 можно контролировать второй объем дымового газа, подаваемого через как минимум один низкотемпературный газоотборный газопровод 6. Таким образом, при помощи низкотемпературного газоотборного газопровода 6, газ можно извлекать из разных частей пылеугольного котла в зависимости от фактических потребностей. Извлекаемый объем и температура дымового газа могут контролироваться в зависимости от фактических потребностей пылеугольного котла в отношении температуры предварительного нагрева воздуха. Следует отметить, что число низкотемпературных газоотборных газопроводов 6 может основываться на фактических потребностях.

Например, как показано на Фиг. 1, имеется два низкотемпературных газоотборных газопровода 6. У одного низкотемпературного газоотборного газопровода 6 один конец выходит между пароперегревателем с обернутыми стенками 8 и пароперегревателем хвостового дымохода 9, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа 3. У другого низкотемпературного газоотборного газопровода 6 один конец выходит между пароперегревателем хвостового дымохода 9 и угольным экономайзером 10, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа 3. Имеется также два устройства управления газоотбором 51, которые установлены на двух низкотемпературных газоотборных газопроводах 6, соответственно.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, теплоноситель может иметь шарикообразную, чешуйчатую или пористую структуру.

Таким образом, за счет увеличения площади контакта, теплообмен между дымовым газом и воздухом, подлежащим предварительному нагреву теплоносителем, может быть существенно увеличен.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, угольный порошок получают из, как минимум, одного из следующих: антрацитовый уголь или тощий уголь. Однако следует заметить, что угольный порошок может быть лигнитом, длиннопламенным углем, некоксующимся углем, газовым углем и т.п.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство управления газоотбором 51 может включать электрически или пневматически управляемый клапан регулирования высокотемпературного дымового газа, установленный на высокотемпературном газоотборном газопроводе 5. То есть устройство управления газоотбором 51 может быть электрически управляемым клапаном регулирования высокотемпературного дымового газа, или пневматически управляемым клапаном регулирования высокотемпературного дымового газа. Таким образом, при помощи клапана регулирования высокотемпературного дымового газа, объем дымового газа с высокой температурой в высокотемпературном газоотборном газопроводе 5 может регулироваться согласно необходимости.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство управления газоотбором 51 может дополнительно включать как минимум один электрически или пневматически управляемый клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, установленный на соответствующем низкотемпературном газоотборном газопроводе 6. Другими словами, устройство управления газоотбором 51 может быть электрически управляемым клапаном регулирования низкотемпературного дымового газа, или пневматически управляемым клапаном регулирования низкотемпературного дымового газа. Когда газоотборный пылеугольный котел 100 включает несколько низкотемпературных газоотборных газопроводов 6, то может быть установлен один клапан регулирования низкотемпературного дымового газа. И такой клапан регулирования низкотемпературного дымового газа может быть установлен на одном из низкотемпературных газоотборных газопроводов 6. Когда количество клапанов регулирования низкотемпературного дымового газа меньше количества низкотемпературных газоотборных газопроводов 6, клапан регулирования низкотемпературного дымового газа может быть установлен на любом из низкотемпературных газоотборных газопроводов 6. Когда количество клапанов регулирования низкотемпературного дымового газа равно количеству низкотемпературных газоотборных газопроводов 6, клапаны регулирования низкотемпературного дымового газа устанавливаются на соответствующих низкотемпературных газоотборных газопроводах 6. Таким образом, при помощи клапана регулирования низкотемпературного дымового газа, объем дымового газа с низкой температурой в низкотемпературных газоотборных газопроводах 6 может регулироваться согласно необходимости.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, устройство управления газоотбором 51 может управлять как минимум одним из следующих клапанов: клапан регулирования высокотемпературного дымового газа и клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, так, чтобы температура воздуха в выпускном воздуховоде 4 составляла около 400-1000°С. Другими словами, устройство управления газоотбором 51 может иметь управляющее устройство (не показано), и устройство управления газоотбором 51 может контролировать только клапан регулирования высокотемпературного дымового газа и клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, с тем, чтобы температура воздуха, подлежащего предварительному нагреву, составляла перед поступлением в печь 11 от 400 до 1000°С.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, ширмовый пароперегреватель 7 и пароперегреватель с обернутыми стенками 8 могут быть установлены друг за другом, начиная от входа в газопровод дымового газа 3 до выхода из него. Как показано на Фиг. 1, ширмовый пароперегреватель 7 и пароперегреватель с обернутыми стенками 8 могут быть установлены друг за другом в точке соединения печи 11 с газопроводом дымового газа 3.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в газопроводе дымового газа 3 поблизости от выхода из него 3 установлен угольный экономайзер 10.

При помощи регенеративного нагревателя роторного типа 2, дымовой газ и воздух могут чередоваться для теплообмена с теплоносителем, чтобы физическое тепло горячего дымового газа могло быть рециклировано в максимальной степени, с соответствующей значительной экономией энергоресурсов и повышением теплового КПД котла. Так как температура предварительного подогретого воздуха, поступающего в печь 11, сравнительно высокая, область горения распространяется практически до границ печи 11, и распределение температуры по печи становится равномерным. Благодаря регенеративному нагревателю роторного типа 2, уголь с низким содержанием летучих веществ и низкой калорийной ценностью может стабильно и устойчиво гореть при поддержке предварительно нагретого воздуха с высокой температурой; таким образом полнота сгорания топлива увеличивается, соответственно расширяя диапазон применимости топлива с низким содержанием летучих. Таким образом, проблема низкой системной эффективности, высокого загрязнения окружающей среды и т.п. при применении угля с низким содержанием летучих веществ, такого как антрацит или тощий уголь, в значительной степени решается. Одновременно решается проблема стабильности и устойчивости работы больших котлов на электростанциях, использующих топливо с низким содержанием летучих веществ.

Ссылки на протяжении настоящего описания изобретения на «вариант осуществления», «некоторые варианты осуществления», «один вариант осуществления», «другой пример», «пример», «конкретный пример», или «некоторые примеры», означают, что тот или иной конкретный признак, структура, материал или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления или примером, включены как минимум в один вариант осуществления или пример настоящего изобретения. Таким образом, появление таких фраз, как «в некоторых вариантах осуществления», «в одном варианте осуществления», «в одном из вариантов осуществления», «в другом примере», «в одном из примеров», «в конкретном примере» или «в некоторых примерах» в тех или иных местах настоящего описания изобретения не обязательно означает ссылки на один и тот же вариант ocyществления или пример настоящего изобретения. Кроме того, конкретные признаки, структуры, материалы или характеристики могут комбинироваться любым подходящим способом в одном или нескольких вариантах осуществления или примерах.

Хотя были продемонстрированы и описаны поясняющие варианты осуществления, специалисту будет понятно, что вышеописанные варианты осуществления не могут толковаться как ограничивающие настоящее изобретение, и в разные варианты осуществления могут вноситься изменения, модификации и корректировки без отклонения от духа, принципов и объема притязаний настоящего изобретения.

Изобретение относится к котлам на газифицируемой угольной пыли. Котел на газифицируемой угольной пыли включает: корпус котла вместе с печью; регенеративный нагреватель роторного типа; газопровод дымового газа, входное устройство которого соединено с печью, а выходное устройство соединено с регенеративным нагревателем роторного типа, причем несколько пароперегревателей установлено в газопроводе дымового газа; и воздуховод для подачи воздуха в другую принимающую часть каждой пары принимающих частей, так, чтобы теплоноситель, принимаемый в них, обменивался теплом с воздухом; высокотемпературный газоотборный газопровод, один конец которого соединен с концом газопровода дымового газа, обращенным к печи, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа; и устройство управления газоотбором для регулирования первого объема дымового газа, подаваемого через высокотемпературный газоотборный газопровод. Изобретение направлено на увеличение полноты сгорания топлива, снижение загрязнения окружающей среды, стабильность и устойчивость работы котла. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Котел на газифицируемой угольной пыли, включающий:

корпус котла с печью;

регенеративный нагреватель роторного типа, включающий:

главный корпус теплообменника;

устройство привода для придания вращения главному корпусу теплообменника вокруг своей центральной оси;

разделительный элемент, установленный в главном корпусе теплообменника вдоль центральной оси, разделяющий главный корпус теплообменника как минимум на одну пару принимающих камер, причем каждая пара принимающих камер расположена диаметрально противоположно по отношению к центральной оси;

теплоноситель, принимаемый в принимающих камерах, соответственно, изготавливаемый из неметаллического твердого материала;

газопровод дымового газа со входом, соединенным с печью, и выходом, соединенным с регенеративным нагревателем роторного типа, для того, чтобы дымовой газ, генерируемый в печи, подавался как минимум в одну принимающую камеру спаренных принимающих камер, и осуществлял теплообмен с теплоносителем, находящимся в ней, причем несколько пароперегревателей установлены в газопроводе дымового газа;

воздуховод для подачи воздуха в другую принимающую камеру спаренных принимающих камер, для того, чтобы теплоноситель, находящийся в ней, обменивался теплом с воздухом;

высокотемпературный газоотборный газопровод, один конец которого соединен с концом газопровода дымового газа, обращенным к печи, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа; и

устройство управления газоотбором для регулирования первого объема дымового газа, подаваемого через высокотемпературный газоотборный газопровод.

2. Котел на газифицируемой угольной пыли, согласно п. 1, дополнительно включающий:

как минимум один низкотемпературный газоотборный газопровод, один конец которого соединен как минимум с одной частью газопровода дымового газа между несколькими пароперегревателями, а другой конец соединен с выходным устройством газопровода дымового газа, причем

устройство управления газоотбором регулирует второй объем дымового газа, подаваемого через как минимум один низкотемпературный газоотборный газопровод.

3. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 1, причем теплоноситель имеет шарикообразную, чешуйчатую или пористую структуру.

4. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 1, причем угольный порошок получают из, как минимум, одного из следующих: антрацитовый уголь или тощий уголь.

5. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 2, причем устройство управления газоотбором включает электрически или пневматически управляемый клапан регулирования высокотемпературного дымового газа, установленный на высокотемпературном газоотборном газопроводе.

6. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 2, причем устройство управления газоотбором также включает:

как минимум один электрически или пневматически управляемый клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, установленный на соответствующем низкотемпературном газоотборном газопроводе.

7. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 2, причем устройство управления газоотбором контролирует как минимум один из следующих клапанов: клапан регулирования высокотемпературного дымового газа и клапан регулирования низкотемпературного дымового газа, так, чтобы температура воздуха в выпускном воздуховоде составляла около 400-1000°С.

8. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 1, причем ширмовый пароперегреватель и пароперегреватель с обернутыми стенками установлены друг за другом, начиная от входа в газопровод дымового газа 3 до выхода из него.

9. Котел на газифицируемой угольной пыли по п. 1, причем в газопроводе дымового газа поблизости от выхода из него установлен угольный экономайзер.