УГЛОВОЙ ЖАЛЮЗИЙНЫЙ ЗОЛОУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 2020 года по МПК F22B37/40 F23J3/04 B01D46/00 

Изобретение относится к области котлостроения для защиты от истирания труб и трубных досок в теплообменных аппаратах при сжигании в котлах углей, содержащих абразивную золу.

Известны сепарационные устройства, которые находят применение для предотвращения интенсивного эрозионного износа, содержащие пластинчатые жалюзийные пылеуловители простые по устройству: Лопасти в таких жалюзи, например, в аппаратах ВТИ, изготавливают из уголковой стали. В зависимости от ширины входной камеры (200-1500 мм) жалюзи набирают из 10-75 лопастей длиной 600-4000 мм, которые собирают в плоские пакеты, размещаемые в газоходе под углом 18-20° друг к другу. Жалюзи устанавливают таким образом, чтобы в конце их образовались одна или две отсосные щели. Газ со сконцентрированной пылью поступает из отсосной щели в циклон [1] Их недостатком является невысокий коэффициент сепарации пыли (золы) из натекающего газозолового потока - уменьшение концентрации пыли (золы) не выше 8% и большие габариты, препятствующие установку такого золоуловителя в вертикальной шахте котла.

Известны также сепарационные устройства, которые находят применение для снижения концентрации пыли (золы) в натекающем газозоловом потоке, которые также предлагается использовать для предотвращения интенсивного эрозионного износа, соединенного с ними теплообменного аппарата [2]. Изобретение состоит из желобов V и П образной формы, установленных в газоходе с наклоном 45-75°, нижние концы их размещены, внутри золосборного бункера, причем ряды жалюзийной решетки выполнены е чередованием желобов V-образного и П-образного профиля и расположены открытыми сторонами навстречу друг другу. Недостатками данного изобретения является большие конструктивные габариты установки, ограничивающие область их применения и невысокая степень очистки натекающего газозолового потока от золы.

Наиболее близким аналогом предполагаемому изобретению является устройство [3] имеющие конструкцию рабочих элементов уловителя, выполненных в виде нескольких рядов труб, установленных в поворотной части газохода котла, так что две группы симметрично расположенных относительно оси газохода вертикальных двухсветных экранов установлены с наклоном к продольной оси газохода и образуют между собой щелевые каналы для прохода газов. Экраны в каждой группе установлены параллельно и расположены над входным проемом опускной конвективной шахты со стороны, обращенной к топке, и на участке, составляющем 0,1-0,5 от продольного размера поперечного сечения шахты. Щелевые каналы по ходу потока газов направлены к оси газохода под углом 30-85°.

Поворотный газоход котла работает следующим образом. Горячие газы, образующиеся в топке, поступают в горизонтальный газоход и далее опускаются в конвективную шахту, проходя частично через целевые каналы между двухсветными экранами, причем последние, играя роль направляющих перегородок, снижают неравномерность потока газа, омывающего поверхности нагрева, расположенные в конвективной пахте, что приводит к снижению эолового износа и шлакования. Расположение каналов под углом к оси газохода снижает на 25-30% по мнению авторов изобретения степень неравномерности газового потока в шахте.

Однако общим недостатком выше названных устройств является отсутствие сепарации золы и эффективной защиты последующих элементов теплообменных аппаратов при конструктивно возможных габаритных размерах известных устройств.

Аналоги и выбранный прототип.

1. Ужов В.Н. Борьба с пылью в промышленности. М. Госхимиздат, 1962 г. 184 с. Рис 7 на стр. 37.

2. AC 661217 от 10.08.1977 года М Кл F27B 21/06. Газоотводящий тракт агломерационной машины.

3. АС 1343174 от 21.05.1987 года Кл F22 В37/40. Поворотный газоход

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, состоит в создании динамической стабильности и торможения золового потока, втекающего в теплообменный аппарат, частичной сепарации золы из натекающего газозолового потока, тем самым достижение снижения динамического воздействия газозолового потока с уменьшенной концентрацией золы в нем на трубные элементы, и в повышении технологичности монтажа и ремонтопригодности при необходимости замены золозащитных элементов золоуловителя без разрушения труб теплообменных аппаратов.

Жалюзийный угловой золоуловитель, располагаемый на повороте горизонтального переходного в вертикальный газоходы перед входной частью первого по ходу газозолового потока теплообменного аппарата в конвективной части котла, состоит из цилиндрического торцевого обтекателя со сквозными щелями и ряда полых и клиновидной формы планок, собранных в решетку, опирающихся на цилиндрический обтекатель, которые имеют щелевые карманы на поверхности, загнутые внутрь полых планок, и наружные, выступающие над внешними боковыми поверхностями золосборные желоба - скребки, имеющие соединение через полость в планках с внешней золосборной системой котла. С планками соединена штанга для передачи возвратно-поступательных движений от внешнего генератора колебаний. Также в золонакопительных емкостях смонтированы шнековые, ленточные или скребковые транспортеры отсепарированной золы и создается вакуум от внешнего источника разрежения, соединенного с внешними золосборными коммуникациями котла. Как вариант исполнения углового золоуловителя стороны планок, обращенные к натекающему потоку, имеют криволинейную поверхность, вогнутую внутрь полости лопаток.

Принципиальным конструктивным отличием углового жалюзийного золоуловителя от известных аналогов и прототипа является величина площади сечения проходного сечения переходного или вертикального газоходов, занятой планками и цилиндрическим обтекателем, которая не превышает площадь, не занятую трубками теплообменного аппарата и свободную для протекания газозолового потока.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются, лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:

На фиг. 1 Устройство вид сбоку с продольным разрезом по переходной и вертикальной частям газохода котла.

На фиг. 2 Устройство разрез по сечению Б-Б на фиг. 1.

На фиг. 3 Устройство вид по сечению А-А на фиг. 1

На фиг. 4 Укрупненный М2:1 вид по сечению В-В на фиг. 1

Угловой жалюзийный золоуловитель 1 крепится на стенках 2 шахты газохода над входными трубными пучками первого по ходу газозолового потока 3, например, экономайзера 4, состоит из цилиндрического торцевого обтекателя 5 со сквозными щелями 6, на котором укреплены полые планки 7 клиновидной формы в сечении, планки соединены поперечной штангой 8 в решетку, на планках имеются выступающие над внешними боковыми поверхностями золосборные желоба - скребки 9 и утопающие в полости планок щелевые карманы 10, имеющие соединение через полость в планках и щели в обтекателе с золосборной системой котла 11. Скребки 9, установлены на наружных поверхностях клиновидных планок, обращенных к натекающему газозоловому потоку 3, с уклоном к цилиндрическому обтекателю 5 в сторону вертикальной части газохода котла.

Каждая планка 7 углового жалюзийного золоуловителя 1 выполнена с симметричным разворотом стенок в разные стороны от середины и имеет внутренние полости 12, в которые через щели 10 втекает обогащенная золой часть газозолового потока 3, вследствие отклонения под действием сил инерции входящего потока от первоначального его направления. Под воздействием высокочастотных колебаний, передаваемых от генератора колебаний 13 через толкатель 18 на штангу 14 к планкам 7, накапливаемая в них пыль (зола) стекает в золосборные каналы 15, внутри которых имеются шнековые, скребковые или иного типа транспортеры 16 и далее в золосборную магистраль 11 котла, находящуюся под разрежением. Каждый транспортер золы имеет электрический, гидравлический, пневматический или иной вращательный привод 17.

Угловой жалюзийный золоуловитель 1 действует следующим образом: натекающий газозоловой поток 3 ударяясь о вогнутую или наклоненную к направлению его движения сторону каждой планки 7, и в торцевой цилиндрический обтекатель 5 под действием сил инерции через щели 6 и 10 теряет часть золы, которая накапливается во внутренних полостях 12 планок 7 и попадает в золосборный канал 15, где происходит постоянная выгребание золы транспортерами 16 во внешнюю золосборную магистраль 11 энергетического котла, отгороженную от шахты стенкой 19, находящуюся дополнительно под разрежением.

Количество золы в газозоловом потоке после прохождения решетки жалюзи и течения вдоль цилиндрического торцевого обтекателя значительно уменьшается, течение газозолового потока стабилизировано, что неизбежно приводит к долговременному сохранению целостности конструкции последовательно включенного теплообменного аппарата 4 котла.

Источники информации

1. Ужов В.Н. Борьба с пылью в промышленности. М. Госхимиздат, 1962 г. 184 с. Рис 7 стр. 37.

2. АС 661217 от 10.08.1977 года М Кл F27B 21/06. Газоотводящий тракт агломерационной машины.

3. Балабеков О.С. Очистка газов в химической промышленности. Москва: Химия, 1991. - 256 с. Рис 5.5 на стр. 172

4. АС 546363 от 28.04.1975 года М Кл B01D 45/08. Жалюзийный сепаратор.

5. АС 29224 от 29.05.1980 года М Кл В03С 3/02. Устройство для выделения частиц пыли из потока газа.

6. АС 955988 от 10.10.1980 года М Кл B01D 45/08. Жалюзийный сепаратор.

7. АС 1136725 А от 25.12.1984 года М Кл F27B 21/06. Газоотводящий тракт агломерационной машины.

8. АС 1343174 от 21.05.1987 года Кл F22B 37/40. Поворотный газоход

9. Пат РФ 2305598 от 11.11.2005 года М. Кл В03С 1/00. Сепаратор.

Изобретение относится к угловому жалюзийному золоуловителю. Золоуловитель установлен на повороте горизонтальной в вертикальную конвективные части газохода котла перед входом в теплообменный аппарат. Золоуловитель содержит установленный на повороте горизонтальной в вертикальную части газохода котла цилиндрический торцевой обтекатель со сквозными щелями, на котором укреплены полые планки клиновидной формы в сечении. Планки соединены поперечной штангой в решетку. На выходе газозолового потока планки имеют глухую перегородку. На планках имеются выступающие над внешними боковыми поверхностями золосборные желоба - скребки и утопающие в полости планок щелевые карманы, соединенные через полость в планках и щели в обтекателе с золосборной системой котла. В результате количество золы в газозоловом потоке после прохождения золоуловителя уменьшается. 8 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Угловой жалюзийный золоуловитель, установленный на повороте горизонтальной в вертикальную конвективные части газохода котла, например энергетического котла, перед входом в теплообменный аппарат, состоящий из ряда планок, рассекающих газозоловой поток, отличающийся тем, что он содержит установленный на повороте горизонтальной в вертикальную части газохода котла цилиндрический торцевой обтекатель со сквозными щелями, на котором укреплены полые планки клиновидной формы в сечении, при этом планки соединены поперечной штангой в решетку, а на выходе газозолового потока они имеют глухую перегородку, при этом на планках имеются выступающие над внешними боковыми поверхностями золосборные желоба - скребки и утопающие в полости планок щелевые карманы, соединенные через полость в планках и щели в обтекателе с золосборной системой котла.

2. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что стороны планок, обращенные к натекающему потоку, имеют криволинейную поверхность, вогнутую внутрь полости планок, при этом на выходе из золоуловителя стенки планок имеют плавный переход формы от клиновой к плоскопараллельной, смыкающейся в ребро.

3. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что скребки установлены на наружных поверхностях клиновидных планок, обращенных к натекающему газозоловому потоку, с уклоном к цилиндрическому обтекателю в сторону вертикальной части газохода котла.

4. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что планки выполнены с внутренними золонакопительными полостями, имеющими разрежение от золосборных коммуникаций котла, и за упомянутым цилиндрическим обтекателем смонтированы отгороженные от вертикальной шахты котла шнековые, ленточные или скребковые транспортеры отсепарированной золы.

5. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что сторона планок, обращенная к натекающему потоку, имеет криволинейную поверхность, вогнутую внутрь полости планок.

6. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что обе стороны каждой планки в нижней части, обращенной к теплообменному аппарату, имеют плавный переход от расширенной около цилиндрического обтекателя к ребру у нижней торцевой части планок.

7. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что планки в пакете соединены поперечной штангой с генератором возвратно-поступательных колебаний.

8. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что суммарная площадь сечения всех клиновидных планок в решетке не превосходит суммарную площадь межтрубного пространства в рядах сопряженного теплообменного аппарата, например экономайзера.

9. Золоуловитель по п. 1, отличающийся тем, что внешние стороны металла планок клиновидной формы и сторона торцевого обтекателя, омываемая газозоловым потоком, имеют поверхностное уплотнение закалкой, цементацией, азотацией или поверхностным лазерным напылением слоя материала, стойкого к механическому истиранию.