КОТЛОАГРЕГАТ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА И ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

Котлоагрегат для сжигания фрезериого торфа и древесиых
отходов в кипящем слое.
Изобретение относится к области теплоэнергетики.
Известна топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое 1. Она состоит из узкой, подвижной колосниковой решетки с боковыми уплотнениями, расположенного внутри решетки секционированного дутьевого короба и расположенной с обеих сторон вдоль верхней ветви решетки поверхности охлаждения решетки.
Иаиболее близким аналогом является котлоагрегат КВР-1,5 2. Он включает механическое топочное устройство - подвижную колосниковую решетку на всю ширину котла. Над топкой располагаются поверхности нагрева - экраны и конвективный пучок, который газы проходят за один ход. Для подачи топлива применяется пластинчатый питатель с ротационным забрасывателем. Подача воздуха, необходимого для горения, осуш;ествляется в дутьевой короб, под решетку.
Сжигание фрезерного торфа и древесных отходов вследствие их мелкодисперсности, склонности к слеживанию и уплотнению, а также малой теплопроводности в таком котле сопряжено с рядом трудностей.
При тонком слое воздух легко сдувает парусное топливо с колосниковой решетки, что приводит к увеличению уноса (решетка при этом неравномерно оголяется). Наоборот, при большом слое получаются значительные сопротивления движению воздуха, и в этом случае требуется сильное дутье, которое обычно ведет к кратерному горению.
Образование кратерного горения приводит к неравномерному распределению воздуха в топочном пространстве и большим избыткам воздуха, увеличению потерь q2 и qs, а также q4 за счет провала и уноса.
М. Кл F 23 С 10/02
широкая колосниковая решетка имеет низкую надежность (значительные перекосы в результате неравномерного натяжения и температурных деформаций);
-на широкой колосниковой решетке крайне затруднительно распределить топливо равномерным слоем, что приводит к большим потерям от химического и механического недожога;
-слоевое сжигание парусного топлива сопровождается большими потерями теплоты с химическим и механическим недожогом;
-дымовые газы проходят поверхности нагрева котла за один ход, что приводит к высоким потерям тепла с уходяшими газами (за счет высокой температуры уходящих газов) и механическим недожогом (нет возможности организовать возврат унесенного топлива в топку на дожигание);
-нет вторичного дутья, что приводит к повышенным потерям тепла с механическим недожогом (нет возможности организации специальной аэродинамики в топке котла препятствуюшей уносу топлива), химическим недожогом (плохое догорание летучих), а также высоким значения эмиссии оксида азота;
-пластинчатый питатель с ротационным забрасывателем обладает низкой надежностью и не может обеспечить равномерного распределения топлива на колосниковой решетке.
Задачей изобретения является совершенствование конструкции котла, для обеспечения эффективного сжигания несортированного неоднородного высоковлажного парусного топлива (фрезерный торф, древесные отходы), улучшения экологических показателей и надежности котла. Указанные задачи решаются за счет того, что:
Для сжигания топлива применяется механическое топочное устройство в виде узкой, подвижной, наклонной к горизонту колосниковой решетки, реализуюшее технологию сжигания топлива в высокотемпературном кипяшем слое. Это позволяет данному котлу работать с высокой эффективностью на таких топливах, как фрезерный
торф и древесные отходы, обладающих повышенной влажностью, низкой теплотой сгорания, большим количеством мелких фракций и посторонних включений. Узкая решетка менее подвержена заклиниванию из-за перекосов и температзфных расширений, проше в эксплуатации и ремонте.
В конвективном пучке выполнен газоплотный экран, обеспечиваюш,ий разворот газов в вертикальной плоскости. Это позволяет осадить унесенные из топки частицы шлака и не сгоревшего топлива.
Воздушный эжектор транспортирует унос в топку на дожигание. Это увеличивает эффективность выгорания топлива, переводит часть уноса в шлак и снижает выбросы твердых частиц с дымовыми газами.
Применена двухступенчатая подача воздуха. Воздух направляется под решетку и в надслоевое пространство. Первичный воздух подается по зонам под решетку по воздуховодам разного диаметра, что позволяет регулировать расход первичного воздуха одним шибером. Воздух, подаваемый в надслоевое пространство, образует экран (воздушную поверхность) препятствующий уносу частиц дисперсного материала, что повышает эффективность сжигания топлива и уменьшает потерю теплоты с уносом.
Уходяшие дымовые газы после котла проходят через воздухоподогреватель, где отдают тепло воздуху, который идет на горение. Тем самым повышается КПД котлоагрегата и стабилизируется процесс горения влажного топлива.
Подача топлива осуществляется механическим питателем на разгонную плиту, откуда оно под действием сил гравитации поступает в топку.
В топочной камере вдоль решетки установлен эффективный зажигательный пояс, который стабилизирует процесс горения при сжигании высоковлажного топлива (что особенно актуально при
сжигании торфа и древесных отходов), что обеспечивает повышение
эффективностисжиганиятопливаиувеличение
теплопроизводительности котла.
Предложенная конструкция котлоагрегата не выявлена из существующего уровня развития техники. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизны.
Предложенная конструкция котлоагрегата поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид котла, а на фиг. 2 вид котла сбоку и сверху.
Топливо из расходного бункера скребковым питателем (2) подается в топку котла на подвижную наклонную колосниковую рещетку прямого хода (1), под которую после воздухоподогревателя (14) в дутьевые зоны первичного воздуха (8) по воздуховодам разного диаметра (15) подается около 50 % общего расхода воздуха для создания кипящего слоя и организации процесса горения. Остальной воздух поступает в сопла вторичного дутья для дожигания продуктов неполного сгорания и создания воздущной завесы для уменьщения уноса мелкой фракции топлива и в воздущный эжектор (5) для возврата уноса.
Топливо сгорает в кипящем слое в основном в нижней части колосниковой рещетки (1) (над первыми тремя дутьевыми зонами). Твердые очаговые остатки (зола) оседают на рещетке и удаляются в щлаковый канал.
С целью снижения потерь тепла с механическим недожогом и уменьщения концентрации твердых выбросов применяется система возврата уноса. Для этого котел оборудуется специальной поворотной камерой и расположенной под ней камерой осаждения уноса (4). Благодаря резкому развороту и снижению скорости дымовых газов происходит сепарация значительного количества грубых частиц уноса. Осажденный в камере унос направляется с помощью эжектора возврата уноса (5) в зону активного горения, где не догоревщий углерод уноса дожигается, а зола уноса переводится в щлак.
Газы, проходя через конвективный пучок, поступают в воздухоподогреватель, где охлаждаются и поступают в систему газоочистки, а далее дымососом удаляются в дымовую трубу.
В топке котла выполнен эффективный зажигательный пояс, стабилизирующий процесс горения, что крайне важно в случае повышенной влажности топлива.
Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленное применение.
1.Описание к изобретению «Топка для сжигания твердого топлива в кипящем слое № 99111727 авторов Ю. В. Юферев, В. Ю. Воронов, В. А. Попов, А. Ь. Лукичев.
2.Конструкторская документация Кусинского МСЗ на котел КВР1,5.
А. В. Смирнов Ю. В. Юферев
B.Ю. Воронов
C.А. Кныш М. А. Карпов