КОТЛОАГРЕГАТ ДЛЯ СЖИГАНИЯ СУСПЕНЗИОННОГО УГОЛЬНОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к конструкции котлоагрегатов, в которых осуществляется факельное и факельно-слоевое сжигание низкосортных и низкореакционных твердых и жидких топлив и отходов по отдельности или совместно, в т.ч. в виде суспензионного угольного топлива из отходов углеобогащения - угольных шламов.
Полезная модель может использоваться при реконструкции существующих и разработке новых котлоагрегатов, печей и топок котлов.
Известна вихревая топка с горизонтальной осью (см. 1 Полезная модель №37183 от 25.11.2002 г. МПК 7 F23С 5/24, 1 02), образованная экранами и обмуровкой, содержащая на оси топки газовыпускное окно и яруса тангенциально установленных и ориентированных на расположенных по оси топки условные окружности горелочных устройств. Внизу топки установлено топочное устройство слоевого типа.
Недостатками данной конструкции являются:
- невозможность использования данной схемы для реконструкции котлов типа КЕ и ДКВР производства Бийского котельного завода;
- невозможность работы топки на малой производительности и с малыми значениями низшей теплоты сгорания суспензионного угольного топлива.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является решение, реализованное при реконструкции котла ДКВР 6,5/13 (см. статья «Результаты опытно-промышленных испытаний работы мазутного котла ДКВР 6,5/13 на водоугольное топливо», ж. «Теплоэнергетика» №2, 2001 - 3 стр, авторы - Мурко В.И., Пузырев Е.М., Федяев В.И., Бровченко С.А.).
Недостатками прототипа являются:
- невозможность работы на малых нагрузках;
- низкая эффективность работы котла при сжигании суспензионного угольного топлива, приготовленного из угольных шламов с повышенной зольностью.
Задачами, решаемыми предлагаемой полезной моделью, являются:
- устранение недостатков, присущих аналогу и прототипу;
- обеспечение работы котлоагрегата на суспензионном угольном топливе с высокой зольностью и малых нагрузках.
Поставленные задачи решаются тем, что предлагаемый котлоагрегат для сжигания суспензионного угольного топлива оборудован дополнительной вихревой камерой сгорания, снабженной горелочным устройством с форсунками суспензионного угольного и растопочного топлив, газовыпускное окно которой выполнено в боковой стенке вихревой топки напротив пережимного окна соосно с ним. Оборудование котлоагрегата дополнительной камерой сгорания, снабженной горелочным устройством с форсунками суспензионного угольного и растопочного топлив, газовыпускное окно которой выполнено в боковой стенке вихревой топки напротив пережимного окна соосно с ним, позволяет осуществлять эффективную работу котлоагрегата на малых нагрузках и при сжигании высокозольного суспензионного угольного топлива с низкими значениями низшей теплоты сгорания. Это крайне важно, особенно в осенне-весенний и летний периоды времени, когда системы отопления отключены, и тепловая энергия требуется только для обеспечения горячего водоснабжения. При этом горелочные устройства с форсунками основной вихревой топки котла не работают. Учитывая высокую адиабатичность дополнительной вихревой топки, возможно использовать суспензионное угольное топливо, приготовленное из высокозольных угольных шламов-отходов углеобогощения и имеющее малые значения низшей теплоты сгорания.
На фигурах представлены:
Фиг.1 - Горизонтальный разрез котлоагрегата.
Фиг.2 - Продольный разрез котлоагрегата.
Фиг.3 - Продольный разрез дополнительной вихревой камеры сгорания.
Котлоагрегат содержит вихревую топку (1) с горизонтальной осью, камеру дожигания (2), горелочное устройство с форсунками (3), выгружатель шлака (4), конвективный пучок труб (5). В одной из боковых стенок, примыкающих к камере дожигания, выполнено пережимное окно (6).
Рядом с основной вихревой топкой котлоагрегата оборудована дополнительная вихревая камера сгорания (7), снабженная горелочным устройством (8) с форсунками для подачи и распыления основного (9) и растопочного (10) топлива. Газовыпускное окно (11) дополнительной вихревой камеры выполнено в боковой стенке (12) вихревой топки напротив окна (6) соосно с ним. Внизу дополнительной вихревой камеры сгорания также установлен выгружатель шлака (13).
Для организации вихревого движения распыленного топлива и образующихся газовых потоков и в топке и вихревой камере в последних установлены сопла (14) и (15) соответственно для тангенциальной подачи дутья. При этом направления подачи воздушных струй совпадают с подачей распыленных потоков суспензионного топлива через горелочные устройства и форсунки.
Котлоагрегат работает следующим образом:
Первоначально вихревые камера сгорания и топка разогреваются за счет работы форсунки растопочного топлива (10), установленной в горелочном устройстве дополнительной камеры сгорания. При этом в котлоагрегате поддерживается разряжение на минимальном уровне. После достижения температуры в вихревой камере сгорания 500÷700°С, выключается форсунка (9) для подачи основного суспензионного угольного топлива. При подъеме температуры в камере сгорания до 850÷900°С и устойчивом горении форсунка (10) растопочного топлива отключается и работает только форсунка (9). При подъеме температуры в вихревой топке котлоагрегата до 500÷700°С поочередно включаются форсунки для подачи суспензионного угольного топлива в топку.
После достижения температуры в вихревой топке 850÷900°С и стабильном горении суспензионного угольного топлива отключается форсунка (10) в дополнительной камере сгорания.
Образующиеся при горении газы через газовыпускное окно поступают в вихревую топку, нагревая ее, и затем удаляются через пережимное окно в камеру дожигания, и далее проходит конвективный пучок.
При необходимости работы котлоагрегата на минимальной производительности (в осеннее-весенний и летний периоды времени) форсунки вихревой топки не включаются, и горение суспензионного топлива осуществляется только в вихревой камере.
Представленная конструкция котлоагрегата реализована в рабочем проекте по переводу угольного котла КЕ-10-14С на сжигание суспензионного угольного топлива, приготовленного из угольных шламов (фильтр-кека) в котельной ш.«Южная» в г.Березовский (Кемеровская область).