СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРИСАДОК К ТОПЛИВУ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована при выборе присадок для снижения вредных выбросов.
Известен опытный котел с кипящим слоем КВП-КС-5,7-14-180 (см. М.Кубин, Сжигание топлива в кипящем слое: Пер. с Чешск./ Под ред. В.Р.Котлера - М.: Энергоатомиздат, 1991, С.98), включающий пароводяной тракт, состоящий из двух барабанов, поверхностей нагрева на боковых стенках, экономайзера и двух трубных пучков, которые нагревают циркуляционную воду отопительной системы.
Известен экспериментальный котел ЕПр-420-14КС (см. М.Кубин, Сжигание топлива в кипящем слое: Пер. с Чешск./ Под ред. В.Р.Котлера - М.: Энергоатомиздат, 1991, С.101-103), включающий четыре самостоятельные ячейки кипящего слоя, которые расположены одна над другой. Три ячейки кипящего слоя сжигают основное топливо, последняя предназначена для дожигания уноса. Испаритель и пароперегреватель расположены в кипящем слое. Парогенерирующие поверхности нагрева расположены в камере сжигания над кипящим слоем, в хвостовой части котла расположены воздухоподогреватель и экономайзер.
Недостатками данных котлов являются невозможность комплексного исследования присадок для снижения вредных выбросов, неудобство добавление присадок в топку.
Наиболее близким к заявляемому является стенд (см. М.Кубин, Сжигание топлива в кипящем слое: Пер. с Чешск./ Под ред. В.Р.Котлера - М.: Энергоатомиздат, 1991, С.104-105), включающий топочную камеру с кипящим слоем, ленточный транспортер, подающий топливо из бункера в смешивающую камеру пневматического транспорта, из которой топливо направляется пневмотранспортом в кипящий слой. Температура в слое меняется в диапазоне 760-950°С и регулируется расходом топлива.
Недостатком данного стенда является невозможность исследования динамики кипящего слоя, в том числе режима газификации, кроме того, из-за изменения расхода топлива затруднительно адекватно оценивать эффективность присадок в связи с изменением температуры слоя, также низкий температурный диапазон не позволяет изучать топки с высокотемпературным кипящим слоем.
Техническим результатом полезной модели является возможность комплексного изучения влияния присадок к топливу на снижение вредных выбросов, определение оптимальной присадки для снижения выбросов в различном температурном диапазоне, при различном топливе, различном количестве подаваемого воздуха.
Результат достигается тем, что стенд, содержащий топочную камеру с кипящим слоем и систему топливоподачи, отличается тем, что стенд снабжен сепаратором, установленным на выходе из топочной камеры, питателем, соединенным с сепаратором и топочной камерой, при этом сепаратор снабжен загрузочным устройством, отделенным от внешней среды заглушкой, стенд также снабжен поверхностями нагрева, установленными после сепаратора, соплами первичного и вторичного дутья, шиберами, установленными перед соплами первичного и вторичного дутья, теплообменником, установленным в топочной камере, а также устройством регистрации параметров, связанным посредством проводной и/или беспроводной связи с приборами контроля, включающими термометры сопротивления, расположенные в топочной камере в кипящем слое и над ним, на выходе из топочной камеры, после поверхностей нагрева и после шибера перед соплами первичного и вторичного дутья, на входе и выходе из теплообменника по нагреваемой среде, а также расходомер, установленный на входе в теплообменник, и газоанализатор, установленный после поверхностей нагрева.
На фиг. изображен стенд парового котла с кипящим слоем, где 1 - сопла вторичного дутья; 2 - сепаратор; 3 - загрузочное устройство для подачи присадок и взятия проб уноса; 4 - сопла первичного дутья; 5 - поверхности нагрева; 6 - условное тело вращения; 7 - воздухораспределительная решетка; 8 - теплообменник; 9 - обмуровка; 10 - топочные экраны; 11 - над слоевой объем; 12 - устройство регистрации параметров; 13 - термометр сопротивления; 14 - теплообменник; 15 - питатель; 16 - газоанализатор; 17 - расходомер; 18 - шибер.
Работает стенд следующим образом: продукты сгорания, образованные при горении топлива в кипящем слое в топочной камере, поступают в сепаратор 2, где более тяжелые частицы угля и золы под действием центробежных сил оседают и направляются в питатель 15. Перед поступлением в питатель 15, через загрузочное устройство 3 подают присадку к топливу в необходимом объеме и/или берут пробу золы для анализа. Питателем 15 доставляется топливо и/или присадка в топку, где сжигается в кипящем слое. Температура слоя измеряется термометром сопротивления 13 и посылается сигнал устройству регистрации параметров 12. При несоответствии температуры слоя необходимой, производится изменение количества и/или температура теплоносителя, циркулирующего через теплообменник 15, снабженный расходомером и термометрами сопротивления, установленными в начале и конце движения теплоносителя. Воздух под кипящий слой подается через сопла первичного дутья 4, регулирование количества подаваемого воздуха производят шибером 18, продукты горения, в зависимости от режима, омывают воздухом, подаваемым через сопла вторичного дутья 1, при увеличении недожога в продуктах сгорания, количество подаваемого воздуха через сопла вторичного дутья 1 увеличивается, регулирование его количества производится шибером 18. В топочной камере на уровне ядра горения установлены термометры сопротивления 13 для измерения температуры факела, также термометры сопротивления 13 расположены на выходе из топки. Продукты сгорания после топочной камеры, пройдя сепаратор 2, отделенные от части недожога, золы и вынесенной из топлива присадки, направляют в поверхности нагрева 5, после которых газы выбрасывают в атмосферу, предварительно измерив температуру термометром сопротивления 13 и проанализировав состав газа газоанализатором 16, снятые показания учитываются устройством регистрации параметров. Поверхности нагрева 5 по нагреваемой среде снабжены расходомером 17, связанным с устройством регистрации параметров 12.
Был произведен сравнительный анализ стенда, включающего топку с кипящим слоем, ленточный транспортер, подающий топливо из бункера в смешивающую камеру пневматического транспорта, из которой топливо направлялось пневмотранспортом в кипящий слой, и предлагаемого стенда.
В результате анализа было выявлено, что представленный стенд, снабженный топкой с кипящим слоем, к которой уголь подается питателем, имеющий сепаратор, установленный на выходе из топки, соединенный с питателем, с загрузочным устройством, отделенным от внешней среды заглушкой и оснащенный приборами контроля для проведения испытаний, позволяет комплексно изучать влияния присадок к топливу на снижение вредных выбросов, определять оптимальную присадку для снижения выбросов в различном температурном диапазоне кипящего слоя, при различном топливе, различном количестве подаваемого воздуха.
Таким образом, полезная модель позволяет изучать динамику горения топлива в слое, образование вредных веществ при различных условиях горения и производить оптимальный выбор присадки и ее концентрации для снижения вредных выбросов при сжигании различного топлива.