Топка кипящего слоя Советский патент 1991 года по МПК F23C10/18 

23

с

о гг

12

Изобретение относится к энергетике и м.б. использовано в котельной технике. Цель-утилизация тепла инертного материала (ИМ), повышение полноты сгорания топ.# / о лива, обеспечение возможности сжигания различных видов топлива. Топливо (уголь) сгорает в среде из сжиженного ИМ при подаче воздуха через газораспределительную решетку 5. ИМ через окно 6 и течку 7 поступает в дробилку 8, в которой дробятся наиболее крупные частицы золы, зародыши спеков, несгоревшего угля, что стабилизирует гранулометрический состав материала слоя. ИМ через промежуточную емкость 10 возвращается в слой, либо в бункер 11 сброса ИМ. Регулирование тепловой мощности топки осуществляется изменением высоты кипящего слоя с помощью регуляторов 25, 26 соответственно тепловой мощности и уровня кипящего слоя. Предусмотрены вторичное дутье у пережима 23, утилизация тепла золы, что позволяет повысить экономичность топки. 1 ил.

//////////

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в котельной технике.

Цель изобретения - утилизация тепла инертного материала, повышение полноты сгорания топлива, а также обеспечение возможности сжигания различных видов топлива.

На чертеже изображена предлагаемая топка.

Топка кипящего слоя содержит камеру 1 сгорания с патрубком 2 подачи топлива и поверхностью 3 нагрева, отделенную от воздушного короба 4 газораспределительной решеткой 5 с окном 6, расположенным над течкой 7 отвода инертного материала, снабженной дробилкой 8 и соединенной линией 9 возврата через промежуточную емкость 10 с камерой 1 сгорания. Линия 9 возврата выполнена в виде пневмотранспортера. Топка дополнительно содержит бункер 11 сброса инертного материала с линией 12 сбросного воздуха и подводящим трубопроводом 13. При этом линия 12 соединена с верхней частью камеры 1 сгорания, а трубопровод 13 снабжен задвижкой

14и подключен до промежуточной емкости 10 к линии 9 возврата инертного материала, снабженной после места этого подключения задвижкой 15. Промежуточная емкость 10 выполнена в виде дозатора, размещенного выше заданного уровня кипящего слоя камеры 1, сообщенного с ней при помощи верхнего и нижнего патрубков 16, 17 и снабженного в зоне против последнего шнеком 18, выполненным вместе с задвижками 14,

15с приводами 19, 20 и 21, автоматически связанными между собой. Кроме того, дозатор соединен с верхней частью камеры 1 линией 22 сброса воздуха. Камера 1 в верхней части выполнена с пережимом 23, над которым установлен теплообменник 24. Дробилка 8 имеет герметичный корпус и охлаждение (не показаны). Объем инертного материала в емкости 10 равен объему материала кипящего слоя между его максимальным и минимальным уровнями. Привод 21 шнека подключен к регулятору 25 тепловой мощности топки. Приводы 19, 20 задвижек 14, 15 подключены к регулятору 26 уровня кипящего слоя. Регуляторы 25,,26 связаны между собой и содержат датчики (не показаны), Бункер 11 имеет люк 27 выгрузки золы.

Топка кипящего слоя работает следующим образом.

В топку подается уголь и воздух. Основная часть воздуха поступает через газораспределительную решетку 5 в кипящий слой, где в среде из сжиженного инертного материала С зола, песок и т.п.) сгорает уголь, вводимый в топку через патрубок 2 подачи топлива. Выделяющееся при горении тепло отводится погруженной в кипящий слой поверхностью 3 нагрева. Воздух в газораспределительную решетку 5 попадает через воздушный короб 4. Из кипящего слоя продукты сгорания поднимаются по пространству камеры 1 и через пережим 23 попадают

0 в зону теплообменника 24, там охлаждаются, после чего покидают топку. Содержащееся в продуктах сгорания некоторое количество топлива (часть летучих веществ топлива, окись углерода, мел кие частицы уг5 ля) дожигаются в пространстве над кипящим слоем, большей частью в зоне пережима 23, перед которым в камеру 1 вводится вторичный воздух, поступающий из пневмотранспортера по линиям 12, 22 сброса воздуха.

0 Через окно 6 и течку 7 дисперсный инертный материал кипящего слоя поступает в дробилку 8, в которой дробятся преимущественно наиболее крупные частицы золы, угля, зародыши спеков. Это позволяет ста5 билизировать гранулометрический состав материала слоя. После дробилки 8 дисперсный инертный материал поступает в пнев- мотранспортную линию 9. Далее он доставляется либо а промежуточную ем0 кость 10, если открыта задвижка 15 и закрыта задвижка 14, либо через подводящий трубопровод 13 в бункер 11 сброса инертного материала, если открыта задвижка 14 и закрыта задвижка 15. Материал из проме5 жуточной емкости 10 возвращается в кипящий слой либо через патрубок 16 в верхней части емкости 10 {это происходит при полной емкости, когда вновь доставляемый в нее пневмотранспортом материал самоте0 ком проходит через патрубок 16), либо через патрубок 17, когда емкость неполная. В патрубок 17 дисперсный материал подается шнеком 18. Из бункера 11 сброса материал периодически выгружается через люк 27.

5 Дробилка 8 работает постоянно.

Регулирование тепловой мощности топки осуществляется путем изменения высоты кипящего слоя. Определенной тепловой мощности топки при постоянной температу0 ре слоя (в таком режиме работает топка) соответствует определенная высота кипящего слоя. Увеличение высоты кипящего слоя приводит к увеличению тепловой мощности топки, а снижение его высоты - к

5 уменьшению тепловой мощности. Так происходит по той причине, что отвод тепла поверхностью 3 нагрева осуществляется почти целиком той его частью, которая омывается кипящим слоем (коэффициенты теплопередачи к поверхностям нагрева в кипящем слое в несколько раз болше. чем в потоке газа над слоем).

При регулировании тепловой мощности возможны. , несколько случаев. Топка работает с максимальной тепловой мощностью. Затем постепенно снижают ее мощность до минимальной, после чего мощность начинают увеличивать. При максимальной тепловой мощности топки кипящий слой имеет максимальную высоту. В таком случае шнек 18 работает с производительностью, равной производительности дробилки 8, и весь поступающий по пнев- мотранспортной линии 9 дисперсный материал через патрубок 17 подается в кипящий слой, а промежуточная емкость 10 остается пустой. Необходимый режим работы шнеку 18 задает регулятор 25 тепловой мощности, управляющий приводом 21. Этот же регулятор задает регулятору 26 кипящего слоя тот уровень слоя, который необходимо поддерживать при максимальной тепловой мощности. Задаваемый уровень кипящего слоя имеет допустимые отклонения, Когда по мере накопления золы уровень слоя выходит за пределы допустимого отклонения, регулятор 26 уровня кипящего слоя с помощью привода 19 открывает задвижку 14 и одновременно с помощью привода 20 закрывает задвижку 15, в результате дисперсный материал из кипящего слоя поступает в бункер 11 сброса золы. После того, как уровень кипящего слоя опускается до заданной величины, регулятор 26 уровня открывает задвижку 15, закрывает задвижку 14 и дисперсный материал вновь начинает поступать в промежуточную емкость 10, а из нее шнеком 18 подается в слой. При снижении тепловой мощности топки до значения, большего минимальной мощности, регулятор 25 прекращает работу шнека 18 с приводом 21 до тех пор, пока уровень кипящего слоя не снизится до требуемого значения (избыточный материал кипящего слоя накапливается в промежуточной емкости 10). После этого регулятор 25 включает шнек 18 с приводом 21 и затем задает регулятору 26 тот уровень слоя, который необходимо поддерживать при данной тепловой мощности топки. В этом случае регулятор 26 работает как при максимальной тепловой мощности топки с той лишь разницей, что в периоды отвода материала кипящего слоя в бункер 11 прекращается работа шнека 18. Когда потребуется-уменьшить тепловую мощность топки до минимального значения, регулятор 25 тепловой мощности останавливает шнек 18 и материал кипящего слоя накапливается в промежуточной емкости 10. Когда уровень кипящего слоя опускается до минимального, уровень материала в промежуточной емкости 10 достигает патрубка 16 в верхней части бункера и материал вновь поступает в кипящий слой, Поеле этого регулятор 25 задает регулятору 26 соответствующий уровень слоя и последний работает как описано выше. При минимальной тепловой мощности топки шнек 18 не работает. Наконец, если требуется увеличить тепловую мощность топки, то регулятор 25 включает шнек 18 с приводом 21. Вплоть до достижения требуемого уровня кипящего слоя шнек 18 работает с производительностью большей, чем дробилка 8, а

после достижения заданного уровня его производительность снижается до производительности дробилки 8. В то же время регулятор 26 получает задание поддерживать соответствующий уровень слоя.

Изобретение позволяет автоматизировать процессы отвода золы, регулировать тепловую мощность, повысить экономичность топки за счет эффективного дожигания горючих газов в верхней части топки

(вторичное дутье у пережима), и утилизации тепла золы (транспортирующий воздух охлаждает золу). Кроме того, изобретение позволяет сжигать различные виды твердого .оплива, стабилизировать гранулометрический состав материала слоя.

Формула изобретения Топка кипящего слоя, содержащая камеру сгорания с патрубками подачи топлива и поверхностью нагрева, отделенную от

воздушного короба газораспределительной решеткой с окном, расположенным над течкой отвода инертного материала, снабженной дроби-лкой и соединенной линией возврата через промежуточную емкость с

камерой сгорания, отличающаяся тем, что, с целью утилизации тепла инертного материала, повышения полноты сгорания топлива, а также обеспечения возможности сжигания различных видов топлива при выполнении линии возврата в виде пневмотранспортера, она дополнительно содержит бункер сброса инертного материала с линией сбросного воздуха и подводящим трубопроводом, причем указанная линия

соединена с верхней частью камеры сгорания, а трубопровод снабжен задвижкой и подключен до промежуточной емкости к линии возврата инертного материала, снабженной после места этого подключения

задвижкой, промежуточная емкость выполнена в виде дозатора, размещенного выше заданного уровня кипящего слоя камеры сгорания, сообщенного с ней при помощи

верхнего и нижнего патрубков и снабженно716774528

го в зоне против последнего шнеком, выпол- с приводами, автоматически связанными ненным вместе с упомянутыми задвижками между собой.