Водогазотрубный котел малой мощности с топкой высокотемпературного кипящего слоя
Полезная модель относится к области теплоэнергетики. Котлоагрегат состоит из механического топочного устройства в виде узкой, подвижной, наклоненной к горизонту колосниковой решетки прямого хода, реализующей технологию сжигания топлива в высокотемпературном кипящем слое, поверхностей нагрева, питателя топлива, эжектора. Подача топлива осуществляется скребковым питателем на наклонную плиту и далее в топку. Экранные поверхности нагрева представляют собой стальные газоплотные водотрубные экраны, конвективные поверхности нагрева выполнены в виде двух газотрубных секций, которые обеспечивают разворот газов в вертикальной плоскости и осаждение находящихся в газах несгоревших частиц топлива и летучей золы в бункере возврата уноса с эжектором. Применена двухступенчатая подача воздуха: под колосниковую решетку через дутьевые зоны первичного воздуха и в надслоевое пространство через сопла вторичного дутья. С помощью эжектора осуществляется возврат уноса в топку на дожигание. В топочной камере вдоль колосниковой решетки установлена дополнительная поверхность нагрева (панель охлаждения), включенная в контур циркуляции котла. Панель охлаждения выполнена из ряда труб, размещенных друг над другом вплотную, и имеет в плане П-образную компоновку.
Полезная модель относится к области теплоэнергетики.
Известен котел с топкой для сжигания твердого топлива в кипящем слое конструкции «Игнифлюид» [1]. Топка состоит из узкой, подвижной колосниковой решетки, наклоненной к горизонту на 10-15°. Воздух на ожижение слоя подается через решетку из воздушного короба, разбитого на секции, в каждой из которых поддерживается заданное давление. Уплотнения колосниковой решетки у фронта и боковых стен топки достигается естественной шлаковой засыпкой, которая граничит с кипящим слоем и защищает под топки от перегрева. Расположенная внутри система труб, охлаждаемых водой, предотвращает шлакование слоя, удерживает засыпку на каждой стороне решетки и направляет поток шлака [2].
Известен котел с топкой высокотемпературного кипящего слоя [3]. Котлоагрегат состоит из механического топочного устройства в виде узкой, подвижной, наклоненной к горизонту колосниковой решетки прямого хода, реализующей технологию сжигания топлива в высокотемпературном кипящем слое, поверхностей нагрева, питателя топлива, эжектора. Применена двухступенчатая подача воздуха: под колосниковую решетку через дутьевые зоны первичного воздуха и в надслоевое пространство через сопла вторичного дутья.
Данный аналог обладает рядом недостатков:
- низкая ремонтопригодность;
- малая надежность (прогар труб);
- ухудшение теплообмена в процессе эксплуатации из-за засорения конвективных поверхностей нагрева;
- водотрубные поверхности нагрева требуют тяжелой обмуровки, что увеличивает массогабаритные показатели котлоагрегата;
Задачей полезной модели является увеличение надежности, экономичности и ремонтопригодности котлоагрегата.
Указанная задача решаются за счет того, что:
1. Применение газотрубных секций снижает массогабаритные показатели котлоагрегата за счет отсутствия тяжелой обмуровки для конвективных поверхностей нагрева и замена ее теплоизоляционными панелями. Это возможно благодаря уменьшению теплового потока за счет уменьшения разности температур внутри и снаружи обмуровки.
2. Улучшается теплообмен, так как не происходит засорения поверхностей нагрева несгоревшими сажистыми частицами и частицами летучей золы из-за вертикального расположения труб и продольного смывания их дымовыми газами, а также за счет увеличения скорости продуктов сгорания.
3. Увеличивается надежность работы котлоагрегата из-за отсутствия температурных перекосов в теплообменных поверхностях газотрубных секций, приводящих к прогару труб. Это связано с меньшим засорением поверхностей нагрева сгоревшими частицами топлива и летучей золы.
4. Повышается ремонтопригодность котла. При возникновении аварийных ситуаций, связанных с выходом из строя трубы газотрубной секции, производится удаление непосредственно данной трубы с последующей заглушкой, а не удаление целой секций, как это происходит для котлоагрегата, описанного в литературе [3]. Также ремонтопригодность котла повышается за счет более удобной
чистки поверхностей нагрева и отсутствием специальных при приспособлений для этого.
Предложенная конструкция котла не выявлена из существующего уровня развития техники. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизны».
Предложенная конструкция котла поясняется чертежом, изображенным на фиг.1. Котел включает в себя механическое топочное устройство, поверхности нагрева, скребковый питатель топлива, бункер возврата уноса и эжектор. Основным технологическим элементом топки является узкая, подвижная, наклоненная к горизонту колосниковая решетка прямого хода (6). Данное устройство также включает в себя раму с расположенным внутри ее воздушным коробом, разделенным на дутьевые зоны первичного воздуха (4), а также боковые и поперечные (межзонные) уплотнения. Для регулирования температурного уровня в кипящем слое установлена панель охлаждения (5).
Топка ограничена по бокам и сверху стальными газоплотными водотрубными экранами (13). Топливо на колосниковую решетку прямого хода подается из топливного бункера (8) по наклонной плите (9) с помощью скребкового питателя топлива (12).
Используется двухступенчатая подача воздуха. Часть воздуха направляется под колосниковую решетку прямого хода через дутьевые зоны первичного воздуха (4), а другая - в надслоевое пространство через сопла вторичного дутья (7).
В котле организована следующая схема движения газов. Газы поднимаются от колосниковой решетки прямого хода в верхнюю часть топки, проходят вниз по ряду параллельных труб газотрубной секции (1), разворачиваются на 180° и, проходя вверх по газотрубной секции (2), удаляются из котла. Для обеспечения разворота дымовых газов между газотрубными секциями (1) и (2) установлена перегородка из жаропрочной
стали (10). Резкий разворот газов позволяет осадить в бункере возврата уноса (3) унесенные из топки несгоревшие частицы топлива и летучей золы и с помощью эжектора (11) вернуть их в топку на дожигание.
1. А.П.Баскаков и др. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1995 г., с.260.
2. А.П.Баскаков и др. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1995 г., с.263.
3. Смирнов А.В. и др. Котлоагрегат для сжигания угля в кипящем слое. Патент на полезную модель. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 20.05.2004 г. №38041, бюл. №14.
Котел для сжигания угля, состоящий из механического топочного устройства, поверхностей нагрева, питателя топлива, отличающийся тем, что конвективные поверхности нагрева выполнены в виде двух газотрубных секций, которые обеспечивают разворот газов в вертикальной плоскости и осаждение находящихся в газах несгоревших частиц топлива и летучей золы в бункере возврата уноса с эжектором.
