КОТЕЛ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ СЛОЕМ

Полезная модель относится к котельным агрегатам, в частности, к котлам с циркулирующим кипящим слоем.
Известен котел с циркулирующим кипящим слоем, включающий топку с воздухораздающим подом, узлом улавливания и возврата уноса из циркулирующего кипящего слоя, и конвективную шахту с теплообменными поверхностями, при этом топка разделена установленным в ней двухсветным экраном на две камеры - горения и дожигания, узел улавливания и возврата уноса установлен на выходе газов из камеры дожигания, а конвективная шахта расположена за ним. (RU 116968, МПК: F23С 10/00, опубликовано 10.06.2012).
Недостатком этого котла является недостаточно высокая степень улавливания уноса и, соответственно, эффективность сжигания топлива.
Известен котел фирмы Бэбкок-Вилькокс, состоящий из топочной камеры, в нижней части которой расположены воздухораздающая первичный воздух решетка, в топочной камере над решеткой имеются сопла вторичного и третичного воздуха и течка подачи топлива в котел. На входе продуктов сгорания в конвективную шахту установлены две ступени швеллерковых уловителей, одна (первая) ступень - на выходе из топки, вторая - в газоходе перед конвективной шахтой. (F.Belin, M.Varyamchik. 13th International Conference on Fluidized Bed Combustion. May 7-10, 1995 Orlando, Florida, U.S.A. BR-1562 (фиг.3)).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Недостатком этого известного устройства, принятого за прототип, является расположение швеллерковых уловителей в газоходе от топки к конвективной шахте (конвективным поверхностям), увеличивающее габариты котла, и, соответственно, его весовые характеристики. Кроме того, швеллерковые уловители, особенно первая их ступень, расположенная в топке, непосредственно перед переходным газоходом, работает в среде высокотемпературных продуктов сгорания, что предъявляет серьезные требования к материалам швеллерков и их надежной работе.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризирующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемая полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков позволило выявить в заявленном устройстве совокупность отличительных признаков по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в ниже приведенной формуле полезной модели.
Заявленное техническое решение позволяет обеспечить и повысить степень улавливания уноса и повысить эффективность сжигания топлива в котлах с циркулирующим кипящим слоем.
Предложен котел с циркулирующим кипящим слоем, включающий топочную камеру с течкой для подачи топлива и воздухораспределяющей решеткой с соплами вторичного воздуха над ней, узел улавливания из швеллерковых уловителей, конвективную шахту с теплообменными поверхностями и систему возврата уноса, при этом перед теплообменными поверхностями конвективной шахты установлен дополнительный узел улавливания в виде жалюзийного уловителя с отсосным газоходом, на котором установлен циклон.
Устройство иллюстрируется чертежом, где изображены: на фиг.1 - общий вид, на фиг.2 - вид А-А.
Котел с циркулирующим кипящим слоем включает топочную камеру 1 с течкой для подачи топлива 2. В нижней части топочной камеры 1 расположена воздухораспределяющая решетка 3, выполненная, например, в виде наклонного подвижного транспортера (фиг.1). Над воздухораспределяющей решеткой 3 на стенах топочной камеры 1, выполненных из охлаждаемых экранных панелей, установлены сопла вторичного (возможно и третичного) воздуха 4. В верхней части топочной камеры 1 выполнено окно 5 для выхода продуктов сгорания из топочной камеры 1, в котором расположен узел улавливания из швеллерковых уловителей 6, выполненных из труб заднего экрана (фиг.2), используемых в качестве охлаждающих элементов (первая ступень улавливания). За швеллерковыми уловителями 6 непосредственно перед теплообменными поверхностями конвективной шахты 7 установлен дополнительный узел улавливания в виде жалюзийного уловителя 8 (вторая ступень улавливания) с отсосным газоходом 9, на котором установлен циклон 10. Для улавливания уноса под циклоном 10 и под первой ступенью улавливания расположены сборные бункеры 11, включенные в систему возврата уноса 12 в топочную камеру 1. Отсосный газоход 9 своим выходным концом соединен с трактом котла в сечении, где разряжение обеспечивает работу отсосного газохода 9 без дополнительного дымососа.
Котел с циркулирующим кипящим слоем работает следующим образом. Топливо по течке 2 подается на воздухораспределяющую решетку 3, на которой восходящим потоком первичного воздуха приводится в ожиженное состояние (кипящий слой). В топочную камеру 1 возможны добавки инерта (для малозольных топлив) и/или специальных реагентов для поглощения оксидов серы. Поддержание температуры в топочной камере 1 на уровне 800-1000°С, наиболее оптимальной для поглощения оксидов серы, например, добавкой в качестве реагента известняка или доломита, осуществляется соответствующим распределением дутья между первичным, вторичным и третичным воздухами. Из топочной камеры 1 продукты сгорания с мелкими частицами топлива и присадками (уносом) поступают последовательно в первую ступень улавливания, (узел улавливания из швеллерковых уловителей 6), а затем во вторую - дополнительный узел улавливания в виде жалюзийного уловителя 8. Из второй ступени улавливания производится отсос наиболее запыленной части газов (~10% от общего количества газов) в циклон 10, из которого по сбросной трубе очищенные газы поступают в конвективную шахту 7 котла или за котел за счет перепада разрежения в конвективной части шахты 7. Уловленный унос из-под обеих ступеней собирается в сбросных бункерах 11, из которых системой возврата уноса 12 возвращается в топочную камеру 1, совершая по тракту топочная камера 1 - узлы улавливания - топочная камера 1 несколько циклов циркуляции, пока размеры не уменьшаются до величины, которые не будут улавливаться в уловителях 6 и 8. Очищенные в уловителях 6 и 8 газы поступают в конвективную шахту 7 котла, где охлаждаются до заданной температуры уходящих газов.