Энерготехнологический агрегат Советский патент 1992 года по МПК F23C5/32 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения энергетического пара.

Известен энерготехнологический агрегат, содержащий плавильную камеру с леткой для удаления расплава и установленную над камерой радиационную шахту и конвективные поверхности нагрева. Камера плавления, летка и шахта образованы водоохлаждаемыми трубами. В плавильной камере сжигается топливо, газообразные продукты сгорания выходят в радиационную шахту, а продукты технологической обработки удаляются через летку.

Недостатком известного устройства является ограниченные маневренные характеристики, поскольку при снижении нагрузки и постоянном теплоотводе водоохлаждаемыми трубами расплав может потерять жидкотекучесть, что затрудняет и увеличивает время подъема нагрузки. Кроме того, при эксплуатации агрегата в пуско- остановочном режиме возникает опасность повреждения водоохлаждаемых поверхностей из-за их защемления застывающим расплавом.

Известен также энерготехнологический агрегат, содержащий камеру сжигания топлива в расплаве с .кессонированным поясом, загрузочным устройством, дутьевыми фурмами, сифоном, образованным кессонированной перегородкой, с окнами для слива шлака и штейна и испарительные поверхности нагрева. Материалы подают на поверхность барботируем,ого расплава. Кислородсодержащий газ поступает через фурмы. В расплаве над фурмами происходит интенсивное плавление материалов с образованием шлака и штейна, которые выводятся через соответствующие окна, Тепло отходящих газов используется в испарительных поверхностях для получения энергетического пара.

Недостатками известного устройства являются низкая эффективность использования тепла расплава, так как оно отводится низкопотенциальным теплоносителем, циркулирующим в кессонах; низкая надежность из-за нестабильности температурного режима расплава при загрузке в камеру материала с повышенным содержанием углерода; плохие маневренные характеристики, поскольку при снижении нагрузки и постоянном отводе тепла кессонами температура расплава может снизиться так, что он потеряет текучесть, в результате чего агрегат необходимо вынужденно остановить.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности работы агрегата в переменных режимах.

Указанная цель достигается тем, что в

энерготехнологическом агрегате, содержащем камеру сгорания для сжигания топлива в расплаве, снабженную загрузочным устройством, дутьевыми фурмами, сифоном с окнами для слива шлака и металлсодержа0 щих компонентов и расположенные в газоходе испарительные поверхности нагрева, последние образованы трубами, обьеди- ненными в секции верхними и нижними коллекторами, размещенными в зазором

5 относительно стен газохода, причем нижние коллекторы расположены на уровне порога сливного окна для шлака.

Такое выполнение позволяет обеспечить хорошие регулировочные характери0 стики, так как при снижении нагрузки и, следовательно, уровня расплава теплоот- вод из расплава погруженными испарительными поверхностями уменьшается, что поддерживает расплав в жидкотекучем со5 стоянии; снять избыточное тепловыделение в камере сжигания при загрузке в нее материала с высоким содержанием углерода, ис- пользуя его для выработки пара;, регулировать температурный режим рас0 плава не только за счет подачи топлива и окислителя, но и путем изменения количества тепла, отводимого погруженными испарительными поверхностями; максимально использовать тепло, выделяющееся при

5 сжигании топлива в расплаве для получения энергетического пара, поскольку теплоноситель отбирает тепло не только у отходящих газов, но и у расплава.

На фиг. 1 схематично представлен энер0 готехнологический агрегат; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Агрегат содержит камеру 1 сгорания для сжигания топлива в расплаве, загрузочное устройство 2, дутьевые фурмы 3, сифон 4 с

5 окнами 5 и 6 для слива шлака и металлсодержащих компонентов соответственно, испарительные поверхности 7 нагрева, трубы которых объединены в секции верхними 8 и нижними 9 коллекторами, размещенными с

0 зазором относительно стен газохода 10 и камеры 1. Нижние коллекторы 9 расположены на уровне порога сливного окна для шлака 5. Верхние коллекторы 8 подключены к барабану 11 энерготехнологического агре5 гата.

Энерготехнологический агрегат работает следующим образом.

Топливо через загрузочное устройство 2 подают в камеру 1 сгорания на поверхность барботируемого расплава. Кислородсодержащий газ поступает через фурмы 3. Насыщаясь газом, расплав набухает, и его уровень внутри камеры 1, ограниченной по периметру испарительными поверхностями нагрева, поднимается выше порога сливного окна для шлака 5. Высота барбо- тируемого газонасыщенного расплава увеличивается на величину, равную двух-трехкратному расстоянию от оси фурм до уровня расплава в спокойном состоянии. При этом в расплаве над фурмами происходит интенсивное сгорание топлива, образование шлака и выделение металлсодержащих компонентов. В под- фурменной зоне происходит их разделение. Шлак выводится через сифон 4 из окна 5, а металлсодержащие компоненты - из окна 6. Образующиеся газы отводятся из верхней части камеры в газоход 10 энерготехнологического агрегата, отдавая тепло поверхно- стям нагрева 7. Последние, оказываясь частично погруженными в барботируемый расплав, отбирают значительную часть тепла расплава, используя его для получения пара энергетических параметров.

При уменьшении нагрузки подачу топлива и интенсивность дутья уменьшают. Уровень расплава снижается и испарительные поверхности 7 оказываются погруженными в расплав на меньшую величину, что приводит к снижению отводимого из расплава тепла и сохранению его температурного состояния.

При останове агрегата в горячий резерв подача топлива и окислителя прекращается, уровень расплава устанавливается на высоте порога сливного окна 5 для шлака. При этом нижние коллекторы 9 поверхностей 7 нагрева оказываются вне расплава, они лишь касаются его поверхности и отвод от него тепла теплопроводностью прекращается, что при отсутствии кессонированного пояса позволяет сохранить расплав в жид- котекучем состоянии (например, на период

ночного резерва). Испарительные поверх- ности, находясь вне расплава, не испытывают дополнительных механических напряжений, связанных с затвердеванием на них слоя шлака, но, касаясь расплава, обеспечивают газоплотное сочленение камеры расплава с энерготехнологическим агрегатом.

При последующем пуске время пуска значительно сокращается благодаря сохранению расплава в жидкотекучем состоянии. Так как испарительные поверхности размещены с зазором относительно стен газохода и камеры, их передвижения вследствие температурных расширений осуществляются свободно, что повышает надежность агрегата.

Таким образом, предложенный энерготехнологический агрегат позволяет использовать для получения энергетического пара тепло расплава и отходящих газов, обеспечивает надежную работу в широком диапазоне нагрузок путем регулирования температурного режима расплава при сжигании в нем топлива без энергоемких добавок.

Формула изобретения Энерготехнологический агрегат, содержащий камеру сгорания для сжигания топлива в расплаве, снабженную загрузочным устройством, дутьевыми фурмами и сифоном с окнами для слива шлака и металлсодержащих компонентов, и расположенные в газоходе испарительные поверхности нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при работе в переменных режимах, испарительные поверхности образованы трубами, объединенными в секции верхними и нижними коллекторами, размещенными с зазором относительно газохода, причем нижние коллекторы расположены на уровне порога сливного окна для шлака.

to. 2

Изобретение относится к теплоэнергетике и служит для получения энергетического пара. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности работы агрегата в переменных режимах. Агрегат содер.1гг ,7:/у.-..у:у..уу.у ViC ,хч Л У; з 3 3 Фиг жит камеру 1 сгорания для сжигания топлива в расплаве с загрузочным устройством 2. дутьевыми фурмами 3. сифоном 4 с окнами 5 и 6 для слива шкала и металлосодержащих компонентов. Внутри камеры 1 по ее периметру расположены испарительные поверхности 7 нагрева, образованные трубами, объединенными в секций коллекторами 8 и 9. Верхние коллекторы 8 подключены к барабану 11 агрегата, а нижние 9 размещены с зазором относительно стен газохода и находятся на уровне порога сливного окна для шлака. Такое расположение позволяет при работе агрегата в переменных режимах постоянно поддерживать расплав в жидкоте- кучем состоянии, регулируя температурный режим путем изменения количества тепла, отводимого от расплава погруженными испарительными поверхностями нагрева, и использовать это тепло для получения пара энергетических параметров. 2 мл. (турбине VJ 4 N Сд О Ю .у:у..у хч Л 3 3 Фиг