RU1815493C - Котел дл слоефакельного сжигани твердого топлива - Google Patents

Abstract

Использование: дл  сжигани  твердого топлива в котельных установках тепловых уузоль .23 электростанций. Сущность изобретени : топка котла разделена на камеры путем установки решеток 1 и 8 с противоположным уклоном под углом 35-55о относительно горизонтальной оси. Одновременное прогревом , провеиванием пылевидных фракций осуществл етс  сжигание коксового остатка и дожигание газообразных горючих летучих в вихревой камере 13. Газообразные продукты сгорани  топлива нижней решетки 8 раздел ютс  на поток рециркулирую- щих дымовых газов, проход щих через слой топлива на верхней решетке 1, и поток, проход щий через параллельные решетки 6 и 7 в конвективные поверхности котла. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании грубрдробленогр твердого топлива в котельных установках тепловых электростанций , промышленных и отопительных котельных, паровых и водогрейных котлах.

Цель изобретени  - повышение экономичности котла за счет уменьшени  недожога в удал емом шлаке и уменьшени  выноса мелких пылевидных частиц золы и топлива.

На фйг.1 представлен котел дл  слоефа- кельного сжигани  твердого топлива; на фиг.2 и 3 - варианты устройства жалюзий- ных решеток; на фиг.4 - разрез А-А жалю- зийных решеток фиг,3; на фиг.5 - представленна  на фиг.1 зона, ограниченна  двум  параллельно и вертикально расположенными жалюЭийными решетками с уклоном жалюзей в сторону сло  топлива; на фигб - разрез Б-Б зоны представленной на фиг.5.

Котел работает следующим образом.

В- первой зоне прогрев, возгонку летучих и провеивание мелких Пылевидных фракций осуществл ют в верхней части то- почной камеры в слое грубодробильного топлива на охлаждаемой жалюзийной решетке 1, расположенной под углом 35-55° относительно горизонтальной оси, за счет рециркул ции гор чих дымовых газов сквозь слой топлива..

Подсушенное, проведенное от мелких пылевидных фракций и уже без летучих горючих топливо (коксовый остаток) в нижнем . конце верхней жалюзийной решетки 1 на- правл ют под действием гравитационных сил в зону ограниченную двум  параллельно вертикально расположенными охлаждаемыми жалюзийными решетками б и 7 с уклоном жалюзей в сторону сло .

Сквозь нижний зазор между вертикальными жалюзийными решетками под действием гравитационных сил топливо направл ют во вторую зону -. на нижнюю жалюзийную охлаждаемую решетку 8 рас- положенную также под углом 35-55° с укло ном, противоположным верхней решетке.

На нижней решетке осуществл ют (основную ) стадию сжигани  - выгорание основной углеродной части топлива.

Пройд  вторую зону сжигани  на нижней решетке, топливо через зазор 10 между нижним концом решетки и фронтовой стеной топки, ссыпают на уступ 11, выполненный на фронтовой стенке топки под нижним концом нижней решетки 8.

С уступа шлак и остатки на выгоревшего на решетке топлива стру ми воздуха сдувают в зону расположенную под нижней решеткой - вихревую камеру сгорани  13. куда

подают также выделившиес  из топлива .на верхней решетке 1 летучие с отве нными мелкими пылевидными частицами топлива, а также воздух, необходимый дл  горени .

В камере 13 под нижней решеткой 8 осуществл ют третью завершающую стадию сгорани  топлива в вихревом факеле, в котором сгорают выделившиес  из топлива летучие и мелкие пылевидные частицы первой стадии с дожиганием остатков топлива после второй стадии сжигани .

Образующийс  в вихревой камере 13 шлак по мере укрупнени  частиц за счет налипани  к ним наход щихс  в жидко.плав- ком состо нии более мелких выпадает на скаты 14 холодной вороки, который затем удал ют из топки.

Газообразные продукты сгорани  - дымовые газы с частицами летучей золы и остатком воздуха из вихревой камер-ы проход т через жалюзи в нижней решетке 8 и слой топлива на ней.

При этом Избыточный кислород в газообразных продуктах сгорани , покидающих вихревую камеру, проход  через слой топлива на нижней решетке, обеспечивает горение топлива на ней. Летучую золу, выносимую из вихревой камеры газообраз-, ными продуктами сгорани , улавливают слоем топлива на нижней решетке.

Газообразные продукты сгорани , выход щие из сло  топлива на нижней решетке , раздел ют на два потока:

. - один поток направл ют сквозь слой топлива на верхней решетке № 1 (рецирку- лирующие дымовые газы);

-другой поток направл ют через вертикальный слой угл  между двум  параллельными жалюзийными решетками б и 7, которые поступают в конвективные поверхности нагрева котла с дальнейшим удалением в атмосферу. Содержащиес  в потоке мелкие эоловые частицы, вынесенные из нижнего сло  топлива, задерживаютс  в вертикальном слое топлива.

Окислы азота, которые образуютс  в вихревой камере 13 при высокой температуре сгорани  топлива, разлагаютс  при прохождении их сквозь слой топлива на нижней решетке 8 и при прохождении их сквозь вертикальный слой топлива 6 и 7. Окислы серы, содержащиес  в дымовых газах при сжигании сернистых топлив, нейтрализуют добавл   в топливе известн к.

Движение охлаждающей среды, а горизонтально расположенных трубах жалюзий- ных решеток 1,6,7.8 и переливного порога 4 осуществл ют принудительно путем разности давлений. Эти трубы используют в качестве экономэйзерных или пароперегрева- тельных поверхностей.

При продольном расположении труб в наклонных жалюзийных решетках 1,8 и вертикальном расположении труб в жалюзийных решетках 6,7 и в охлаждаемом переливном пороге 4 трубы включают в контуры естественной циркул ции,

Котел дл  способа слоефакельного сжигани  твердого топлива содержит верхнюю наклонную жалюзийную решетку 1, установленную под углом 35-55° естественного откоса, обеспечивающего перемещение грубодробленого топлива под действием гравитационных сил, с уклоном от фронтовой стенки-2 к задней стенке 3 топки, переливной охлаждаемый порог 4 с горизонтальными или вертикальными трубами установлен вертикально над нижним концом верхней решетки 1; дутьевой коллектор с соплами 5. установленный над нижним концом верхней решетки 1 перед переливным порогом 4;

переднюю вертикальную охлаждаемую жалюзийную решетку 6, установленную под нижним концом вертикальной решетки 1;

заднюю вертикальную охлаждаемую решетку выполненную в плоскости задней стенки топки напротив решетки б с уклоном жалюзей в решетках 6 и 7 выполненными в сторону пространства между этими решетками;

нижнюю наклонную охлаждаемую жалюзийную решетку 8, установленную также под углом откоса с уклоном 35-55° относительно горизонтальной оси от задней стенки 3 направленной к фронтовой стенке 2.

Между верхним концом нижней наклонной жалюзийной решетки 8 и нижним концом передней вертикальной жалюзийной решетки б имеет зазор 9. Между нижним концом нижней наклонной жалюзийной решетки 8 и фронтовой стеной 2 имеетс  зазор

Ю- -,... . Под зазором 10 в фронтовой стене 2

выполнен уступ 11.

Над уступом 11 под зазором 10 установлены дутьевые сопла с коллектором 12.

Под нижней наклонной жалюзийной решеткой 8 вихрева  камера сгорани  13 образуема  боковыми, фронтовой 2 и задней 3, стенами.

Фронтова  2 и задн   3 стенки топки в нижней части имеют скаты 14, образующие холодную воронку котла с факельным сжиганием твердого топлива.

Под нижним концом наклонного ската задней стенки 3 расположена горелка 15, ось которой направлена параллельно наклонному скату фронтовой стенки 2.

Дымосос рециркул ции 16, направл ющий пылегазовую смесь в горелку 15 и дутьевой вентил тор 17, подающий гор чий воздух подогреваемый в воздухоподогрева- 5 тель 18, размещенный в газоходе 19 конвек- тивных поверхностей нагрева, в котором размещены пароперегреватель 20 и экономайзер 21.

Котел дл  слое-фэкельного сжигани  0 твердого топлива также содержит бункер угл  22 с питателем угл  23 с щелеобразной течкой 24 и шибером 25 выполненными на всю ширину топки котла. Ширмовые поверхности 26 и 27, размещены соответственно

5 под верхней 1 и нижней 8 наклонными жа- люзийными решетками, а поверхность нагрева 28 размещена над нижней жалюзийной решеткой 8.

Охлаждаемые решетки 1,6,7,8 выполне0 ны из охлаждаемых (экранных) труб с приваренными к ним пластинками-жалюз ми. Трубы с движущейс  охлаждающей средой ориентированы либо поперек, либо вдоль решетки. При ориентирований охлаждаю5 щих труб поперек решетки, к каждой трубе . приварены диаметрально противоположно две полосы или плавниковые трубы. Плоскости приваренных к трубам полос расположены под углом 0-10° к плоскости решетки

0 (фиг.2). При ориентировании охлаждающих труб вдоль решетки жалюзи выполнены в виде полос с овальными прорез ми в них (см. фиг.4) дл  одевани  и приваривани  на трубы. При этом продольные стороны полос

5 гасположены перпендикул рно трубам, а плоскости полос расположёны под углом О - .- 10° к ос м труб (см. фиг.З), Пластина полосы с овальными прорез ми может быть разрезана вдоль по осевой линии на две гребенки

0 с полуовальными вырезами. Жалюзийные решетки выполнены с приваркой пластин к трубам только с одной верхней стороны ре-1 шетки как в случае поперечного, так ив случае продольного расположени  труб. Ох5 лаждаемый переливной порог 4 может быть выполнен как с горизонтальным, так и с вертикальным расположением труб. В промежутках между трубами помещены металлические пластины, привариваемые кобоим

0 смежным трубам.

В системе подачи топлива грубодробле- ное топливо из бункера 22 питателем 23 подаетс  на всю ширину топки в вертикальную щелеобразную течку 24, в которой за5 данный уровень топлива поддерживаетс  посредством регулировани  производительности питател  23 путем изменени  скорости его вращени .

Из течки 24 топливо поступает на верх- ; нюю подвижную охлаждаемую жалюзийную решетку 1, установленную под углом 35-55°. Толщина сло  угл  на решетке 1 регулируетс  перемещением шибера 25 в вертикальном направлении..

Перемеща сь под действием гравитационных сил слой топлива на верхней решетке 1, упираетс  в переливной порог 4.

За счет разр жени , создаваемого дымососом рециркул ции 16. Часть гор чих дымовых газов просасываетс  сквозь щели между жалюз ми в реи..ткё 1 и поры в слое топлива на этой решетке. За счет этого осуществл етс  прогрев топлива его подсуши- вание, вынос из сло  мелких пылевидных фракций и возгонка летучих, содержащихс  в топливе. ...

За счет подачи под напором в коллектор с соплами 5 дымовых газов (например от напорного патрубка дымососа рециркул ции 16 или от специально установленного дл  этой цели вентил тора с забором дымовых газов из газохода.конвективных поверхностей нагрева 19). Слой топлива, наход щийс  на решетке 1 в нижнем ее конце приходит в кип щее (псевдоожиженное) состо ние с фонтанированием. При этом происходит окончательное про.веивание грубодробленого и подсушенного угл  от мелких пылевидныхчастиц, а также перелив топлива через порог 4 в пространство между порогом 4 и задней стенкой 3 и далее в пространство между жалюзийными решетками 6 и 7.. . Мелкодробленое и прове нное от мелких пылевидных частиц топливо, заполн ющее пространство между жалюзийными решетками 6 и 7, выполн   функцию зернистого фильтра, очищает дымовые газы, поступающие из пространства между жалюзийными решетками 1 и 2 в газоход 19 конвектианых поверхностей нагрева от частиц мелкой летучей золы и газообразных окислов азота путем восстановлени  их углеродом угл , а окислов серы путём взаимодействи  их с окислами кальци  содержащегос  либо в золе топлива, либо в известн ке, добавл емом в топливо.

:Из пространства между жалюзийными решетками б и 7 через зазор 9 уголь поступает на нижнюю подвижную жалюзийную решетку 8, установленную под углом 35- 55°, по которой перемещаетс  за счет гравитационных сил.

На решетке 8 происходит выгорание основной массы коксового остатка топлива.

Дл  поддержани  температуры горени  угл  в слое на. решетке 8 на уровне (600- 900°С исключающем спекание золовых ча- дтйц топлива, которое может затрудн ть перемещение топлива по решетке, образование окислов азота, и дл  обеспечени  теп- лоотвода со стороны решетки 8, над ней помещают трубы поверхности теплообмена 28, которые располагают в слое тор щего

топлива,.

С нижнего конца решетки 8 раскаленные частицы шлака вместе с недогоревшими частицами угл  через зазор 10 между нижним концом решетки 8 и фронтовой

стенкой 2 ссыпаетс  на уступ 11, выполненный в фронтовой стене 2 под зазором 10.

С уступа 11 раскаленный шлак вместе с недожогом сдуваетс  гор чим воздухом вы- ход щим из дутьевых сопэл коллектора 12.

Гор чий воздух В коллектор 12 поступает под напором дутьевого вентил тора 17 после подогрева его в воздухоподогревателе 18.

С уступа 11 раскаленный шлак с недожогом попадает в вихревую камеру 13, куда через горелку 15 подаётс  дымососом ре- . циркул ции 16.

Пылегазова  смесь, выделивша с  из сло  угл  на решетке 1 и гор чий воздух

после воздухоподогревател  18. Частицы шлака с недожогом увлекаютс  в вихревое движение в камере 13, при котором происходит их дробление от соударени  со стенками топки, ограничивающими вихревую

камеру, и друг с другом.

При этом обнажаютс  нев ыгоревшие участки частиц, которые догорают в вихревом факеле вместе с летучими горючими и пылевидными частицами топлива, поступающими в вихревую камеру 13 через горелку

15 : . : .

Воздух, поступающий из сопел коллектора 12 в верхнюю часть вихревой камеры 13, снижает температуру дымовых газов перед решеткой 8 что способствует затвердеванию золовых частиц, содержащихс  в дымовых газах, поступающих и щели между жалюз ми решетки 8 и исключает ее зашла- ковывание.

Если снижение температуры газов перёд решеткой 8 за счет поступлени  воздуха из сопел коллектора 12 недостаточно дл  исключени  шлаковани  решетки 8, то в верхней части вихревой камеры 13 под решеткой 8 устанавливаютс  ширмовые поверхности нагрева 26, которые снижают темпёратурутазов до необходимого уровн . Шлак, образующийс  в вихревой камере 13, выпадает на скаты холодной вбронки,

скатываетс  по ним и выводитс  из топки.

Дымовые газы из вихревой камеры 13 вместе с избыточным воздухом и летучей золой поступают в щели между жалюз ми решетки 8 и проход т сквозь поры в слое угл . Избыточный кислород, наход щийс  в

дымовых газах, поддерживает горение угл  на решетке 8. Имеющиес  в дымовых газах частицы летучей золы задерживаютс  в слое угл , наход щегос  на решетке 8, и вместе с ним возвращаютс  в вихревую камеру 13, из которой вывод тс  в виде шлака.

Образующиес  в  дре вихревого факела в камере 13 окислы азота, проход  вместе с дымовыми газами через слой раскаленного угл , восстанавливаютс  углеродом угл .

Выход щие из сло  угл  на решетке 8 газообразные продукты сгорани  раздел ютс  на два истока.

Один поток проходит сквозь слой прове нного от мелких пылевидных фракций угл , наход щегос  между решетками б и 7, и поступает в газоход конвективных поверхностей теплообмена (конвективную шахту) 19, в котором последовательно проходит поверхности нагрева: пароперегреватель 20, экономайзер 21 и воздухоподогреватель 18 и С помощью дымососа через дымовую трубу дымовые газы сбрасываютс  в атмосфеРУПроход  через слой угл  между решетками 6 и 7. дымовые газы очищаютс  от частиц летучей золы и газообразных окислов азота и серы.

Конвективные поверхности нагрева 20, 21 и 18 выполнены двух- (или более) ступенчатыми , с чередованием ступеней поверхностей нагрева различного назначени  по известным схемам.

Другой поток дымовых газов, выход щий из гор щего сло  угл  на решетке 8 проходит через щели между жалюз ми в решетке 1 и сквозь поры в слое угл  на решетке 1, осуществл ет подсушку угл , провеивание его от мелких пылевидных частиц и выгонку из него газообразных летучих . Содержащиес  в этом потоке дымовые газы, частицы мелкой летучей золы задерживаютс  в слое угл  на решетке 1 и вместе с движущимс  углем по решетке 1,8 и между решетками 6,7, в итоге попадают в вихревую камеру 13, из которой в виде шлака удал ютс  из котла.

Выход щие из сло  угл  на решетке 1 дымовые газы вместе с пылевидными частицами топлива и выделившимис  из него газообразными летучими с помощью дымососа рециркул ции 16 через горелку 15 подаютс  в вихревую камеру сгорани  13. 5 Дл  снижени  температуры газов, направл ющихс  к решетке 1, под нею расположена поверхность нагрева, выполненна  например в виде ширм 26 или в виде коридорного или шахматного пучка, труб.

О Топливо наход щеес  на вибрационных

решетках 1 и 8 находитс  в виброожйжен-,

ном состо нии. Виброожиженное состо . ние сло  угл  на решетке 1 способствует

более лучшему его провеиванию от мелких

5 пылевидных частиц. А виброожиженное состо ние сло  угл  на решетке 8 предотвращает спекание частиц угл ,

Дл  регулировани  сло  топлива на решетке 8 у нижнего кра  решетки 6, (сразу за

0 решеткой по ходу топлива) может быть установлен шибер, перемещаемый в вертикальном направлении.

Дл  повышени  стойкости этого шибера он выполнен охлаждаемым, например воз5 духом, забираемым с напора дутьевого вентил тора 17 и сбрасываемым в воздуховод после воздухоподогревател .

Claims (1)

1. Формула изобрете ни   Котел дл  слоефакельного сжигани 

   0 твердого топлива, содержащий топку с двум  расположенными одно над другой газораспределительными решетками, поддерживающими топливо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  экономичности

   5 и снижени  токсичности продуктов сгорани , в топке установлены жалюзийные решетки с противоположным уклоном 35...55° относительно ее горизонтальной оси, образующие камеры подсушивани , сжигани  и

   0 дожигани , причем в нижнем конце верхней жалюзийной решетки установлен переливной охлаждаемый порог, между верхней и нижней наклонными решетками размещены две дополнительные параллельные вер5 тикальные охлаждаемые жалюзийные решетки, одна из которых выполнена в плоскости задней стенки котла, а камера сгорани  выполнена вихревой и размещена под нижней жалюзийной решеткой.

   Заказ 1629Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5