Силовая установка с активным котлом утилизатором высокотемпературного кипящего слоя с улучшенными характеристиками топочных процессов
POWER PLANT WITH ACTIVE BOILER OF HIGH-TEMPERATURE FLUIDISED BED WITH IMPROVED CHARACTERISTICS OF FURNACE PROCESSES

Изобретение относится к области машиностроения, и предназначено для совместной выработки тепловой и электрической энергии.
Известна силовая установка содержащая дизель-генератор, магистраль впуска воздуха в дизель, котел утилизатор с топочной камерой, подключенной газовпускным патрубком к выхлопному коллектору дизеля, магистраль подачи питательной воды в котел утилизатор, теплоизоляционный кожух, охватывающий топочную камеру и образующий вокруг воздушную рубашку (Авторское свидетельство SU 1321880 А1, опубликовано 07.07.87. Бюл. №25).
Известна силовая установка содержащая дизель-генератор, активный котел утилизатор высокотемпературного кипящего слоя, с топкой высокотемпературного кипящего слоя, включающего механическое топочное устройство с наклонной к горизонту подвижной колосниковой решеткой, поверхности нагрева, дутьевые зоны первичного и вторичного воздуха, питатель топлива, эжектор возврата уноса, к газовпускному патрубку котла-утилизатора подключен дутьевой вентилятор, к выхлопному коллектору дизель-генератора подключен газоход перепуска отработавших газов в атмосферу с глушителем шума, на линии нагнетания дутьевого вентилятора, на газовпускном патрубке котла-утилизатора и на газоходе перепуска отработавших газов в атмосферу установлены устройства регулирования расхода сред. (Патент на изобретение Силовая установка с активным котлом утилизатором высокотемпературного кипящего слоя. С.В. Александров, А.В. Смирнов, А.В. Бондарев. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 06.04.2018 г. №2650018.)
Недостатком данных установок является
- низкая экономичность силовой установки при сжигании в котле-утилизаторе твердого топлива с высокой влажностью;
- возможность возникновения режима при котором дутьевой воздух подаваемый высоконапорным вентилятором затекает в выхлопной коллектордизель-генератора, при этом величина противодавления на выпуске дизель-генератора превышает предельно допустимую величину и дизель-генератор останавливается.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение экономичности работы установки при сжигании в котле-утилизаторе твердого топлива с высокой влажностью и недопущение возникновения режимов при которых дутьевой воздух подаваемый высоконапорным вентилятором затекает в выхлопной коллектор дизель-генератора, при этом величина противодавления на выпуске превышает предельно допустимую величину и дизель-генератор останавливается.
Задача по повышению экономичности работы установки при сжигании в котле-утилизаторе твердого топлива с высокой влажностью решается за счет подачи отработавших газов дизель-генератора имеющих высокую температуру в воздуховод подачи воздуха в первую дутьевую зону.
Задача по недопущению возникновения режимов при которых дутьевой воздух подаваемый высоконапорным вентилятором затекает в выхлопной коллектор дизель-генератора, при этом величина противодавления на выпуске превышает предельно допустимую величину и дизель-генератор останавливается решается за счет подачи отработавших газов дизель-генератора в воздушный карман образованный между стенкой воздуховода подачи воздуха в первую дутьевую зону и наружной стенкой конуса установленного в воздуховоде подачи воздуха в первую дутьевую зону.
Схема силовой установки с активным котлом утилизатором высокотемпературного кипящего слоя с улучшенными характеристиками топочных процессов приведена на чертеже.
Силовая установка с активным котлом утилизатором высокотемпературного кипящего слоя с улучшенными характеристиками топочных процессов включает в себя дизель-генератор 1, котлоагрегат с топкой высокотемпературного кипящего слоя 2, включающего механическое топочное устройство 4 с наклонной к горизонту подвижной колосниковой решеткой 7, дутьевые зоны первичного 5 и вторичного воздуха 6, питатель топлива 8, поверхности нагрева 9, бункер топлива 19, эжектор возврата уноса 10, к газовпускному патрубку 11 котла-утилизатора 2 подключен дутьевой высоконапорный вентилятор 15, к выхлопному коллектору 3 дизельгенератора 1 подключен газоход перепуска отработавших газов в атмосферу 13 с глушителем шума 14, на линии нагнетания 12 дутьевого вентилятора 15, на выхлопном коллекторе 3 и на газоходе перепуска отработавших газов в атмосферу 13 установлены устройства регулирования расхода сред(задвижки) 16, 17, 18. Вода подается в котел-утилизатор насосом 20 по трубопроводу 21, нагревается в котле-утилизаторе 2 и подается потребителю.
В воздуховоде подачи воздуха в первую дутьевую зону 22 установлено сужение выполненное в виде усеченного конуса 23. Вершина усеченного конуса направлена в сторону движения потока воздуха таким образом, что между внутренней стенкой воздуховода подачи воздуха в первую дутьевую зону 22 и наружной стенкой конуса 23 образуется воздушное пространство в котрое вводится выхлопной коллектор 3 дизель-генератора 1
Отработавшие газы дизель-генератора 1 имеющие высокий коэффициент избытка воздуха по выхлопнму коллектору 3 подаются в пространство между стенкой воздуховода подачи воздуха в первую дутьевую зону 22 и наружной стенкой конуса 23.
Для создания высокотемпературного кипящего слоя дутьевым высоконапорным вентилятором 15 по линии нагнетания 12 воздух подается в газовпускной патрубок 11 и далее в воздуховод подачи воздуха в первую дутьевую зону 22. В сужении виде усеченного конуса 23 скорость воздуха возрастает, выходя из сужения поток воздуха увлекает за собой отработавшие газы дизель-генератора находящиеся в пространстве между стенкой воздуховода подачи воздуха в первую дутьевую зону 22 и наружной стенкой конуса 23 и смешивается с ними. При этом затекание потока дутьевого воздуха в выхлопной коллектор и повышение противодавления на выпуске свыше предельно допустимых величин влекущее за собой остановку дизель-генератора исключается.
Воздух, смешанный с отработавшими газами дизель-генератора, имеющими высокую температуру 400-450°С подаются в первую дутьевую зону. Топливо механическим питателем топлива 8 из бункера 19 также подается в первую дутьевую зону. За счет высокой температуры отработавших газов дизель-генератора топливо, поступившее в первую дутьевую зону, прогревается и из него удаляется излишняя влага, что приводит к повышению экономичности работы установки.
Количество воздуха и количество отработавших газов подаваемых в топочное устройство и перепускаемых в атмосферу регулируется при помощи устройств регулирования расхода сред (задвижек) 16, 17, 18.
Предложенная «силовая установка с активным котлом утилизатором высокотемпературного кипящего слоя с улучшенными характеристиками топочных процессов» не выявлена из существующего уровня развития техники, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизны».
Выше приведенная совокупность отличительных признаков заявленного технического решения не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил известных устройств, технологий (способов), что доказывает соответствию критерию «изобретательский уровень».
Конструктивная реализация заявленного технического решения с указанной совокупностью признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию «промышленное применение».
Литература.
1. Силовая установка. В.Г. Кривов, С.А. Синатов, А.Н. Орлов, С.Д. Гулин, С.Н. Скоков, В.А. Акатьев, Патент SU 1321880 А1, опубликовано 07.07.87. Бюл. №25.
2. Силовая установка с активным котлом утилизатором высокотемпературного кипящего слоя. С.В. Александров, А.В. Смирнов, А.В. Бондарев. Патент на изобретение. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 06.04.2018 г. №2650018.