Способ работы котельной установки и котельная установка Советский патент 1993 года по МПК F22D1/36 F22B33/18 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных, работающих на газообразном или жидком топливе.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки продуктов сгорания и экономичности.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой котельной установки.

Котельная установка содержит котел 1, подключенный воздуховодом 2 к контактному воздухоподогревателю 3, снабженному орошающим устройством 4 и поддоном 5, и газоходом 6 к последовательно включенным контактной термохимической камере 7 и контактно-поверхностному экономайзеру 8 выполненным каждый со своим орошающим устройством 9, 10 и поддоном 11, 12 соответственно, а также бак 13 щелочного поглотителя с подающим трубопроводом, электролизер 16 и дренажную емкость 14, причем поддон 11 контактной термохимической камеры 7 снабжен датчиком 22 уровня

00

и соединен со своим орошающим устройством 9 с образованием первого рециркуляционного контура 15, к которому подключены дренажная емкость 14, электролизер 16, имеющий отвод поглотителя и сообщенный патрубком 17 отвода газообразных продуктов с воздуховодом 2 и поддон 12 контактно-поверхностного экономайзера 8, подсоединенного к своему орошающему устройству 10 через орошающее устройство 4 и поддон 5 воздухоподогревателя 3 с образованием второго рециркуляционного контура.

Котельная установка дополнительно содержит установленный в газоходе 6 после контактно-поверхностного экономайзера 8 абсорбер 30 с орошающим устройством 31, снабженным датчиком уровня 38 поддоном 32 и насосом 34, образующими третий рециркуляционный контур 33, а также подающую и обратную линии с соответственно размещенными на них регулятором расхода 35 и запорным органом 36 и установленный на подающем трубопроводе бака 13 щелочного поглотителя второй регулятор расхода 37. причем подающая и обратная линии включены между третьим рециркуляционным контуром 33 и соответственно первым рециркуляционным контуром 15 и с отводом поглотителя из электролизера 16. Подающий трубопровод бака 13 щелочного поглотителя подключен к третьему рециркуляционному контуру 33, а регуляторы расхода 35 и 37 связаны соответственно с датчиком 22 уровня поддона 11 контактной термохимической камеры 7 и с датчиком 38 уровня поддона 32 абсорбера 30.

Дренажная емкость 14 и поддон 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 подключены к первому рециркуляционному контуру 15 через электромагнитные клапаны 18, 19, соединенные с датчиком 20 уровня, расположенным в дренажной емкости 14, и регулятор 21 расхода, соединенный с датчиком 22 уровня. Первый рециркуляционный контур 15 и второй рециркуляционный контур содержат насосы 23, 24 и 25 соответственно.

Первый рециркуляционный контур 15 снабжен линией 26 вывода избытка получаемых нейтральных солей, на которой расположены насос 27, регулятор 28 расхода, соединенный с датчиком 22 уровня.

При сжигании в котле 1 жидкого топлива котельная установка дополнительно содержит отделители гидрооксидов тяжелых металлов и нейтральных солей.

Для осуществления переключений при переходе котельной с сжигания газообразного топлива на жидкое, или наоборот, линия 26 дополнительно содержит запорные органы 39-42.

Работа котельной установки осуществляется следующим образом,

Продукты сгорания топлива, отходящие

от котла 1 по газоходу 6 поступают в контактную термохимическую камеру 7, где интенсивно промываются рециркулирующим потоком раствора щелочного поглотителя. В

результате активного контакта с водным раствором щелочного поглотителя продукты сгорания увлажняются до относительной влажности 100%, снижая свою температуру до температуры мокрого термометра. Одно5 временно с процессами тепломассообмена в контактной термохимической камере 7 протекают химические реакции между щелочным поглотителем и кислыми окислами, содержащимися в продуктах сгорания, с об0 разованием нейтральных солей.

Из контактной термохимической камеры 7 влажные продукты сгорания поступают в контактно-поверхностный экономайзер 8, где интенсивно охлаждаются, отдавая

5 свое тепло промежуточному теплоносителю (конденсату), подаваемому навстречу потоку через орошающее устройство 10, и теплоносителю, протекающему внутри труб трубного пучка. Возможно также исполь0

зование контактного экономайзера.

Из поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 горячий конденсат подается насосом 25 на орошающее устройство 4 контактного воздухоподогревателя 3.

5 где охлаждается потоком дутьевого воздуха. Охлажденный конденсат из поддона 5 возвращается насосом 24 через орошающее устройство 10 в контактно-поверхностный экономайзер 8 для повторного своего

0 нагрева и более глубокого охлаждения уходящих продуктов сгорания. Избыток конденсата, получаемый в экономайзере 8, отводится из второго iрециркуляционного контура на собственные нужды котельной, а

5 также используется для подпитки рециркуляционного контура 15 при отсутствии воды в дренажной емкости 14.

Дутьевой воздух, контактируя в воздухоподогревателе 3 непосредственно с горя0 чим конденсатом и охлаждая его, сам нагревается и одновременно увлажняется, чем обеспечивается частичное подавление образования окислов азота в топке котла 1.

5 Водный раствор щелочного поглотителя из поддона 11 с помощью насоса 23 подается по рециркуляционному контуру 15 повторно на орошающее устройство 9. Компенсация потерь упариваемой в контактной термохимической камере 7 влаги осуществляется через регулятор 21 расхода, соединенный с датчиком 22 уровня, расположенным в поддоне 11, от поддона 12 контактно-поверхностного экономайзера 8 или от дренажной емкости 14, в которую сведены все аварийные, разовые и другие технические сливы котельной, включая и аварийные переливы из поддонов 5, 11, 12 и 32, причем включение указанных источников подпитки контура 15 водой осуществляется автоматически с помощью отсечных клапанов 18, 19, работающих по импульсам датчика 20 уровня, расположенного в дренажной емкости 14, из которой осуществляется подпитка через отсечной клапан 18, а при отсутствии в ней воды - через клапан 19 из поддона 12.

Отбор высококонцентрированного избытка нейтральных солей из рециркуляционного контура 15 осуществляется по линии 26 с помощью насоса 27 через регулятор 28 расхода на электролизер 16.

Охлажденные и частично осушенные в контактно-поверхностном экономайзере 8 продукты сгорания перед поступлением в дымовую трубу предварительно преходят через абсорбер 30, где промываются рецир- кулирующим потоком высококонцентрированного щелочного поглотителя. В результате активного контакта продуктов сгорания с распыляемым раствором указанного поглотителя, содержащаяся в продуктах сгорания остаточная влага интенсивно поглощается щелочным поглотителем, который при этом будет нагреваться за счет выделяющейся скрытой теплоты конденсации поглощаемой влаги, нагретые капли раствора щелочного поглотителя вследствие продолжающегося контакта, в процессе движения до поддона 32. с продуктами сгорания будут частично охлаждаться, отдавая свою теплоту уходящим продуктам сгорания, нагревая последние, т.е. в абсорбере 30 будет происходить одновременная осушка и подогрев уходящих продуктов сгорания. Кроме того, в абсорбере 30 также будут протекать химические реакции между щелочным поглотителем и неуловленными в контактной термохимической камере 7 кислыми окислами, т.е. будет осуществляться дополнительная очистка уходящих продуктов сгорания от вредных веществ.

Поддержание в рециркуляционном контуре 33 концентрации щелочного поглотите- ля на постоянном расчетном уровне обеспечивается за счет подпитки контура 33 высококонцентрированным щелочным раствором из бака 13, а при работе котельной на газообразном топливе, в первую очередь,- высококонцентрированным регенерированным в электролизере 16 раствором щелочного поглотителя. При работе на газообразном топливе запорные органы 39, 40, 42 закрыты, а 36 и 41 - открыты, т.е. весь поток по линии отбора 26 проходит через электролизер 16 и используется для подпитки (в первую очередь) рециркуляционного контура 33, а щелочной поглотитель из бака 13 расходуется только на компенсацию незначительных потерь. При работе котельной на жидком топливе запорные органы 36 и 41 закрыты, а 39, 40 и 42 - открыты, т.е. весь поток по линии 26 поступает последовательно на отделитель гидрооксидов тяжелых металлов и отделитель нейтральных солей и только потом через электролизер 16 возвращается в первый рециркуляционный контур 15, а подпитка третьего рециркуляционного контура 33 осуществляется исключительно

из бака 13.

При работе котельной как на газообразном, так и на жидком топливе, подпитка рециркуляционного контура 15 щелочным поглотителем осуществляется за счет его

отбора из рециркуляционного контура 33 через регулятор 35 расхода, работающий по импульсам датчика 22 уровня. Поддержание в рециркуляционном контуре 33 постоянного высококонце нтрированного

раствора щелочного поглотителя осуществляется за счет регулирования его расхода на подпитку из бака 13 с помощью регулятора 37, работающего по импульсам датчика 38 уровня, расположенного в поддоне 32 абсорбера 30.

Таким образом, предложенные технические решения обеспечивают одновременную осушку и подогрев уходящих продуктов сгорания. Одновременно с этим наличие

второй ступени контакта продуктов сгорания с высококонцентрированным щелочным поглотителем значительно повышает степень очистки продуктов сгорания от вредных веществ (кислых окислов), кроме

того, в абсорбере практически полностью отводится от продуктов сгорания остаточная влага, при этом утилизируется дополнительное количество теплоты. Указанные факторы в целом значительно повышают

эффективность и экономичность предложенного способа работы котельной установки.

Формула изобретения 1. Способ работы котельной установки, включающий сжигание топлива в среде увлажненного воздуха, отвод тепла от продуктов сгорания, промывку последних ре- циркулирующим потоком щелочного поглотителя с получением в последнем нейтральных солей, последующую утилизацию тепла промытых продуктов сгорания с выделением из них конденсата водяных паров, поддержание заданной концентрации щелочного поглотителя в основном рецирку- лирующем потоке путем электролиза полученных после упомянутой промывки нейтральных солей и направление газообразных продуктов электролиза вместе с увлажненным дутьевым воздухом на сжигание топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки продуктов сгорания и экономичности, продукты сгорания после утилизации их тепла повторно орошают дополнительным потоком рециркулирующего щелочного поглотителя, часть которого после орошения направляют на смешение с основным ре- циркулирующим потоком, щелочного поглотителя перед его подачей на промывку продуктов сгорания, причем после электролиза часть основного рециркулирующего потока щелочного поглотителя направляют на смешение с упомянутым дополнительным потоком щелочного поглотителя.

2. Котельная установка, содержащая котел, подключенный воздуховодом к контактному воздухоподогревателю, снабженному орошающим устройством и поддоном, и газоходом - к последовательно включенным контактной термохимической камере и контактно-поверхностному экономайзеру, выполненным каждый со своим орошающим устройством и поддоном, а также бак щелочного поглотителя с подающим трубопроводом, электролизер и дренажную емкость, причем поддон контактной термохимической камеры снабжен датчиком уровня и соединен со своим орошающим устройством с образованием первого рециркуляционного контура, к которому подключены дренажная емкость, электролизер, имеющий отвод поглотителя и сообщенный патрубком отвода газообразных продуктов с воздуховодом, и поддон контактно-поверхностного экономайзера, подсоединенного к своему орошающему устройству через орошающее устройство и поддон воздухоподогревателя с образованием .второго рециркуляционного контура, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки продуктов сгорания и экономичности, она дополнительно содержит установленный в газоходе после контактно-поверхностного экономайзера абсорбер с орошающим устройством, снабженным датчиком уровня, поддоном и

насосом, образующими третий рециркуляционный контур, а также подающую и обратную линию с соответственно размещенными на них первым регулятором расхода и запорным органом, и установленный на подающем трубопроводе бака щелочного поглотителя второй регулятор расхода, причем подающая и обратная линии включены между третьими рециркуляционным контуром и соответственно первым рециркуляционным контуром и отводом поглотителя электролизера, подающий трубопровод бака щелочного поглотителя подключен к третьему рециркуляционному контуру, а первый и второй регуляторы расхода связаны соответственно с датчиком уровня поддона контактной термохимической камеры и с датчиком уровня поддона абсорбера.

Сущность изобретения: способ реализуется путем сжигания топлива в среде увлаж- ненного в контактном воздухоподогревателе воздуха в топке котла, промывки продуктов сгорания в контактной термохимической камере продуктов сгорания регулирующим по контуру щелочным поглотителем с получением в последнем нейтральных солей, последующей утилизации тепла промытых продуктов сгорания с выделением из них конденсата водяных паров в контактно- поверхностном экономайзере, поддержания заданной концентрации щелочного поглотителя в основном рециркулирующем потоке контура электролизом нейтральных солей в электролизере с направлением газообразных продуктов электролиза через патрубок на поток увлажненного воздуха, а также повторного орошения продуктов сгорания после утилизации их тепла дополнительным потоком по контуру рециркули- рующего теплоносителя, часть которого после поддона абсорбера направляют на смешение с основным потоком щелочного поглотителя в контур, причем после электролиза часть основного потока поглотителя возвращают в контур. В установке, реализующей указанный способ, предусмотрены также датчик уровня, установленный в поддоне абсорбера, регулятор расхода и запорный орган на подающей и обратной линиях, и регулятор расхода на подающем трубопроводе бака щелочного поглотителя. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. Ё

Редактор

Составитель А. Друцкий Техред М.Моргентал

Заказ 2234

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Корректор Л. Пилипенко

Подписное