Система подачи пыли с высокой концентрацией
Предложена система подачи пыли с высокой концентрацией (ППВК), предусматривающая увеличение ее производительности и исключение неравномерности подачи пыли во времени (пульсаций). Это достигается применением «U» образной схемы трассировки пылепроводов ППВК с увеличенной высотой вертикального (нисходящего) стояка, более короткого горизонтального и конечного, подъемного участка. Затрата дополнительного напора на подъем пыли на этом участке компенсирована уменьшением сопротивления за счет увеличения его сечения.
Полезная модель относится к области подачи угольной пыли от бункера к горелкам парогенераторов теплоэлектростанций, например, при транспортировании ее по трубам системы подачи пыли с высокой концентрацией под давлением (ППВК).
Известны системы ППВК (см., например, изобретение по а.с. №861856, 23 К 3/02, авторы А.М.Бондарев, Н.А.Красавин, В.М.Иоффе «Система подачи угольной пыли», опубликовано 07.09.81., бюлл. №33) с системой параллельных независимых друг от друга пылепроводов ППВК, а также с общими вертикальными стояками, объединенными на входной и выходной стороне (см., например, изобретение по а.с. №1227915, 23 К 3/02, авторы А.М.Бондарев, В.М.Иоффе, Н.К.Мухаметов «Система подачи высококонцентрированной пыли в топку», опубликовано 30.04.86., бюлл. №16). За прототип принимаем а.с. №861856.
В указанном устройстве бункер (дозатор) подсоединен сверху к вертикальному (напорному) стояку, в нижней части которого установлен смеситель, соединенный напорным пылепроводом с горелкой топки котла. В вертикальном стояке образуется столб пыли определенной высоты. Благодаря ее весу в нижнем конце стояка, подключенного к смесителю, возникает давление, обеспечивающее транспорт пыли от смесителя к горелке при высоких концентрациях (до 30-50 кг. пыли на один кг. воздуха). При этом трассировка пылепровода ППВК желательна нисходящая, но может быть горизонтальной, или с некоторым подъемом вверх для обеспечения, например, прохода по отметке обслуживания по фронту котла, когда дозаторы пыли (пылепитатели) и смесители расположены низко над отметкой обслуживания.
При низком расположении дозаторов высота высота вертикального стояка оказывается недостаточной. Это является недостатком прототипа, особенно когда горелки расположены на фронтовой и задней стенке топки котла. В этом случае и длина пылепроводов ППВК к задним горелкам увеличена на 15-25 метров по сравнению с фронтовыми. Соответственно их сопротивление больше. Давление же во всех смесителях, подключенных к вертикальным стоякам одинаковой (и максимальной) высоты как для фронтовых, так и задних горелок одинаково. В этом случае в смесителе не развивается давление нужной величины и пылепроводы ППВК к задним горелкам не обеспечивает нужную производительность, что приводит к снижению нагрузки на котле. Указанная проблема является трудно разрешимой для обычного исполнения схемы ППВК
по прототипу. Аналогичная проблема возникает и при боковом расположении горелок при недостаточной высоте вертикального стояка.
Задача полезной модели:
1. Увеличить необходимую производительность системы ППВК;
2. Исключить появление возможных пульсаций в системе из длинных пылепроводов ППВК.
Эта задача решается путем выполнения трассировки труб системы ППВК по «U» образной схеме с наличием удлиненного вертикального стояка, укороченного горизонтального и подъемного участков. При этом подъемный участок является конечным и подключен непосредственно к горелке. Кроме того, сечение труб подъемного участка увеличено. Указанная трассировка связана с необходимостью увеличения давления в смесителе и соответствующим увеличением высоты вертикального стояка, а так же уменьшения сопротивления пылепровода ППВК.
Увеличение высоты вертикального стояка достигается продлением его вниз, ниже отметки обслуживания горелок в зольное отделение котла. Это нисходящий участок «U» образной трассировки. И уже на нулевой отметке обслуживания располагается смеситель и горизонтальный участок пылепровода ППВК, который укорочен при трассировки пылепроводов ППВК к задним горелкам топки в условиях более свободного пространства (отсутствие громоздких воздушных коробов) в том числе в промежутке между шлаковыми комодами с последующей вертикальной, или близко к ней подъемной проводкой труб ППВК к этим горелкам. Трассировка при этом приобретает «U»
образный вид в вертикальной плоскости, тогда как в прототипе подобная трассировка невозможна и обход топки и воздушных коробов пылепроводом ППВК к горелкам ведется в горизонтальной плоскости выше отметки обслуживания горелок сбоку.
Сопротивление пылепровода от смесителя до горелок задней стенки котла при новой трассировке не увеличено, а давление в смесителе больше за счет увеличенного вертикального стояка. Таким образом решена проблема увеличения производительности пылепровода ППВК к задним горелкам. Увеличение сечения подъемного (вертикального) участка трубы в конце пылепровода ППВК облегчает проблему производительности через снижение сопротивления этого участка.
Система ППВК показана на рисунке.
Бункер 1 через дозатор 2 подключен к вертикальному стояку 3, в нижней части которого установлен смеситель 4. Последний подключен через напорный пылепровод системы ППВК, имеющий последовательно расположенные горизонтальный 5 и подъемный (вертикальный) 6 участки, к горелке 7 задней стенки топки 8 котла. Горизонтальный участок 5 как и подъемный 6 могут иметь отклонения от горизонтали и вертикали про условиям «обхода» различных конструкций котла. К смесителю подведен сжатый воздух 9.
Система подачи пыли с высокой концентрацией (ППВК) работает следующим образом.
Угольная пыль из бункера 1 дозатором 2 подается сверху по вертикальному стояку 3 в смеситель 4. Под действием сжатого воздуха 9 из
смесителя 4 пыль по напорному пылепроводу ППВК через его горизонтальный 5 и подъемный 6 участки подается в горелку 7 задней стенки топки 8. Вследствие увеличенной высоты вертикального стояка 3, в нем набирается столб пыли такой высоты, который обеспечивает преодоление сопротивления пылепровода ППВК при оптимальных скоростях в нем, задаваемых количеством подаваемого сжатого воздуха 9 в смеситель 4. Другими словами, если в прототипе при коротком вертикальном стояке 3 невозможно было обеспечить столб пыли в нем необходимой высоты, то теперь это достигается.
Например: сопротивление пылепроводов ППВК к горелкам фронтовой стенки топки, имеющих длину 15 метров, равно 10 кПа. Необходимую высоту вертикального стояка находим из выражения Н=Р/у, м. Здесь Р - давление в смесителе в кг.с./м2, равное сопротивлению - 10 кПа; у - насыпной вес пыли в стояке, кг.с./м3. При Р=1000 кг.с./м2 и у=400 кг.с./м3, получим Н=2,5 метра - необходимая минимальная длина вертикального стояка, которая с учетом коэффициента запаса 1,2 превращается в 3,0 метра. Поскольку длина пылепроводов ППВК к горелкам задней стенки увеличена не менее чем в два раза и равна в среднем 30 метров, то и сопротивление их и давление в смесителе будет в 2 раза выше. Соответственно и высота вертикального стояка 3 тоже должна быть не менее 6,0 метров. Однако очень часто отметка пылепитателей выше пола отметки обслуживания (8.0 или 9.0 метров) котла всего на 4,0 метра, т.е. находится на уровне 12 или 12.5 м., а иногда и еще меньше и выполнить вертикальный стояк необходимой длины (больше 3-3,5 м) не представляется возможным. Увеличение же сечения пылепровода ППВК для
уменьшения скорости и приведения сопротивления его в соответствие с напором в стояке 3 приводит к возникновению пульсации в системе, справиться с которой при известном решении в прототипе не удается. И только применение предложенной полезной модели с удлиненным вертикальным стояком и подъемным конечным участком позволяет решить проблему.
В предложенной полезной модели подъемный участок 6 пылепровода ППВК выполнен с увеличенным сечением трубы, что уменьшает его сопротивление, компенсируя тем самым дополнительную составляющую сопротивления на подъем веса пыли. Уменьшение скорости, связанное с увеличением сечения трубы на подъемном участке 6, не вызывает возникновение пульсаций потока концентрированной пыли в системе ППВК, так как отложений пыли на крутом подъеме не происходит, а горизонтальный участок 5 выполнен аналогично прототипу и не является источником пульсаций.
Таким образом, применение предложенной полезной модели позволяет решить проблему несения максимальной нагрузки при отсутствии пульсаций в системе ППВК на котлах с горелками, расположенными на фронтовой и задней стенках топки котла (при необходимости она может быть применена и при расположении горелок на боковых стенках топки).
Система подачи пыли с высокой концентрацией (ППВК), включающая бункер пыли с дозатором, вертикальный стояк, смеситель и напорный пылепровод с горизонтальным и наклонным участками, отличающаяся тем, что трассировка труб системы выполнена по «U»-образной схеме, при этом нижняя часть вертикального стояка, смеситель горизонтальный участок размещены ниже отметки обслуживания горелок в зольном отделении котла, а конечный участок пылепровода ППВК выполнен подъемным и соединен с горелкой.
