ГИДРОЗОЛОУЛОВИТЕЛЬ-ТЕПЛОУТИЛИЗАТОР
HYDRAULIC ASH CATCHER - HEAT RECOVERY UNIT

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является золоуловитель по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72., содержащий входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла (прототип).
Недостатком золоуловителя является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.
Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов путем увеличения поверхности распыла за счет применения вихревой форсунки.
Это достигается тем, что в гидрозолоуловителе-теплоутилизаторе, содержащим входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера заполнена водой до уровня разделительной перегородки, погруженной в камеру, а нижняя часть разделительной перегородки имеет продольные пазы с постоянным шагом, при этом входной газоход снабжен оросителем воды в виде коллектора с форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды. поступающей от переливного окна с регулируемым шибером через сливной патрубок, при этом под нижней частью разделительной перегородки размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, имеющего вход для холодной воды и выход для горячей воды, при этом габаритные размеры теплообменного аппарата совпадают с размерами сечения камеры в плоскости, перпендикулярной перегородки, каждая из форсунок содержит корпус, закрепленный на коллекторе, и дроссельное отверстие с камерой, а корпус выполнен из двух соосных между собой частей: основания и крышки, жестко скрепленных между собой посредством четырех защелок, а к основанию тангенциально прикреплен входной патрубок, создающий вихревое давление напора в корпусе форсунки, при этом крышка выполнена объемной по эвольвентному профилю с центральным коническим отверстием, с углом конуса при вершине, равным 130°, а основание выполнено фигурным, с центральным обтекателем вихревого потока, образованным конической поверхностью, переходящей в сферу при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия в крышке, а основание конической поверхности плавно сопряжено с тороидальной поверхностью основания.
На фиг.1 изображена схема гидрозолоуловителя-теплоутилизатора, на фиг.2 изображена схема форсунки для систем испарительного охлаждения воды, на фиг.3 - разрез А-А фиг.1.
Гидрозолоуловитель-теплоутилизатор содержит осадительную камеру 1 (фиг.1), заполненную водой до уровня разделительной перегородки 2, погруженной в камеру 1. Нижняя часть разделительной перегородки 2, погруженная в камеру 1, имеет продольные пазы с постоянным шагом. Входной газоход 3 устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8.
Под нижней частью разделительной перегородки 2, погруженной в камеру 1, которая имеет продольные пазы с постоянным шагом, размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика 5, имеющего вход 7 для холодной воды и выход 6 для горячей воды. Причем габаритные размеры теплообменного аппарата совпадают с размерами сечения камеры 1 в плоскости, перпендикулярной перегородки 2.
Для повышения эффективности улавливания мельчайших частиц золы в осадительной камере 1, заполненной водой, в систему циркуляции воды добавляют пеноактивные вещества, которые способствуют образованию пены и более интенсивному улавливанию частиц золы. Теплоту отходящих дымовых газов поглощает теплообменный аппарат 5. Коллектор 12 выполнен с форсунками 13 для систем испарительного охлаждения воды (фиг.2, 3), которые служат для увеличения поверхности распыла.
Форсунка для систем испарительного охлаждения воды (фиг.2, 3) состоит из полого корпуса, выполненного из двух соосных между собой частей: основания 14 и крышки 15, жестко скрепленных между собой посредством четырех защелок 16. К основанию 14 тангенциально прикреплен входной патрубок 18, создающий вихревое давление напора в корпусе форсунки. Крышка 15 выполнена объемной по эвольвентному профилю с центральным коническим отверстием 17, с углом конуса при вершине, равным 130°. Основание 14 выполнено фигурным, с центральным обтекателем вихревого потока, образованным конической поверхностью 19, переходящей в сферу 20 при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия 17 в крышке 15, а основание конической поверхности 19 плавно сопряжено с тороидальной поверхностью 21 основания 14.
Гидрозолоуловитель-теплоутилизатор работает следующим образом.
Горячие загрязненные частицами золы газы поступают в камеру 1 через входной газоход 3, который снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (не показан) через сливной патрубок 8.
Огибая перегородку 2 под утлом 180°C и проходя сквозь тонкий слой воды, дымовые газы очищаются от твердых частиц золы и охлажденные до температуры 80÷100°C выводятся через выходной газоход 4. Нагреваемая в трубчатом змеевике 5 вода подается насосом через вывод 6 к потребителям горячей технологической воды. Накапливаемый в днище камеры 1 шлам периодически выгружается через бункер-паконитель (не показан).
Форсунка для систем испарительного охлаждения воды работает следующим образом.
Жидкость под давлением поступает со стороны тангенциально расположенного к основанию 14 входного патрубка 18 в форсунку и создается вихревое давление напора в корпусе форсунки. Затем поток раскручивается вокруг центрального обтекателя вихревого потока, образованного конической поверхностью 19, переходящей в сферу 20 при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия 17 в крышке 15, и выходит из отверстия 17 в крышке 15 вращающимся по объемному эвольвентному профилю, что способствует увеличению дальности полета капель как по горизонтали, так и по вертикали.
Рекомендуемый диапазон давлений для предлагаемой форсунки от 0,1 МПа до 0,01 МПа. При данном диапазоне давлений обеспечивается полное раскрытие и заполнение факела форсунки капельной влагой. При давлении ниже указанного раскрытие факела не происходит, а при давлениях выше рекомендуемого может наблюдаться повышение капельного уноса воды. Превышение давления перед форсунками обычно свидетельствует о их засорении и необходимости их очистки.