Котлоагрегат для сжигания твёрдого топлива в кипящем слое с горелкой для сжигания жидкого топлива

Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение растопки котла в автоматическом режиме и обеспечение возможности работы котла на жидком и твердом топливе.
Полезная модель относится к области теплоэнергетики.
Известен котел для сжигания угля [Смирнов А.В. и др. Котлоагрегат для сжигания угля в кипящем слое. Патент на полезную модель. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 20.05.2004 г. №38041, бюл. №14], состоящий из механического топочного устройства в виде узкой наклонной к горизонту подвижной колосниковой решетки для сжигания твердого топлива в высокотемпературном кипящем слое, поверхностей нагрева, питателя топлива, эжектора. Поверхности нагрева имеют газоплотные экраны, обеспечивающие разворот газов для организации системы возврата уноса. Подача воздуха осуществляется под решетку и в надслоевое пространство, в топочной камере вдоль решетки установлена дополнительная поверхность нагрева, включенная в контур циркуляции котла.
Данный аналог обладает рядом недостатков:
1. Отсутствие автоматической растопки топки после полного прекращения ее работы в случае длительной остановки и охлаждения для ремонта или консервации котла, или при кратковременной остановке и охлаждения при временном отключении потребителей тепловой энергии;
2. Отсутствует возможность перехода на резервный вид топлива при отсутствии основного, что снижает надежность теплоснабжения потребителей;
Недостатки прототипа ставят задачу полезной модели:
- повышение уровня автоматизации котла и повышение надежности теплоснабжения потребителей тепловой энергии.
Сущность заявленной полезной модели состоит в том, что котлоагрегат для сжигания твердого топлива в кипящем слое с горелкой для сжигания жидкого топлива, состоящий из механического топочного устройства в виде наклонной к горизонту подвижной колосниковой решетки для сжигания твердого топлива в высокотемпературном кипящем слое, поверхностей нагрева, питателя топлива, эжектора, с поверхностями нагрева в виде газоплотных экранов, обеспечивающих разворот газов для организации системы возврата уноса, с подачей воздуха под решетку и в надслоевое пространство, с дополнительной поверхностью нагрева вдоль решетки, включенной в контур циркуляции котла. В топочном устройстве, на верхнем экране, установлена горелка для сжигания жидкого топлива, направленная в сторону дутьевых зон первичного воздуха колосниковой решетки.
Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение растопки котла в автоматическом режиме и обеспечение возможности работы котла на жидком и твердом топливе.
Обеспечение растопки котла в автоматическом режиме и обеспечение возможности работы котла на жидком и твердом топливе решается за счет того, что в верхнем экране топочного устройства устанавливается горелка для сжигания жидкого топлива. Данное решение обусловлено тем что, благодаря наличию горелки становится возможным осуществлять автоматический розжиг твердого топлива за счет факела, образующегося при сгорании жидкого топлива. Во-вторых, использование жидкого топлива как резервного дает возможность диверсифицировать поставки топлива и создания резерва, а также повышает надежность теплоснабжения потребителя за счет обеспечения возможности оперативной смены вида топлива для котла.
Предложенная конструкция котла не выявлена из существующего уровня развития техники. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизны».
Предложенная конструкция котла поясняется фигурой на листе графических материалов. Котлоагрегат для сжигания угля, состоящий из механического топочного устройства, выполненного в виде подвижной, наклонной к горизонту колосниковой решетки (1) для сжигания топлива в высокотемпературном кипящем слое, поверхностей нагрева (2, 3), имеющих газоплотные экраны (4, 5), обеспечивающие разворот газов для организации системы возврата уноса, воздушного эжектора (6), обеспечивающего подачу уноса в топку на дожигание, питателя топлива (7), обеспечивающего подачу топлива гравитационным способом, подача воздуха осуществляющейся под решетку в надслоевое пространство, в топочной камере вдоль решетки установлена дополнительная поверхность нагрева (8), включенная в контур циркуляции котла, отличающийся тем, что в верхнем экране (9) топочного устройства устанавливается горелка для сжигания жидкого топлива (10).
Для сжигания топлива применяется механическое топочное устройство в виде подвижной, наклонной к горизонту колосниковой решетки, реализующее технологию сжигания топлива в высокотемпературном кипящем слое. По данной технологии слой топлива продувается интенсивным потоком воздуха, подаваемого снизу через колосниковую решетку. При этом частицы топлива начинают интенсивно перемешиваться. Благодаря активному перемешиванию частиц угля, интенсивному омыванию их воздухом, быстрому удалению корки золы с наружной поверхности кусков топлива, возможно обеспечение выжига горючей массы на 98-99%. Высокая скорость дутьевого воздуха значительно снижает потери от механической неполноты сгорания топлива с провалом. Это позволяет данному котлу работать с высокой эффективностью на низкосортных углях с повышенной зольностью, влажностью, низкой теплотой сгорания, большим количеством мелких фракций.
Узкая решетка менее подвержена заклиниванию из-за перекосов и температурных расширений, проще в эксплуатации и ремонте.
В конвективном пучке выполнен газоплотный экран, обеспечивающий 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. 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.
Подача топлива осуществляется механическим питателем на разгонную плиту, откуда оно под действием сил гравитации поступает в топку. Исключение ротационного забрасывателя упрощает конструкцию, повышает надежность работы.
В топочной камере вдоль решетки установлена дополнительная поверхность нагрева, панель охлаждения, включенная в контур циркуляции котла. Панель охлаждения выполнена из ряда труб, размещенных друг над другом вплотную. Каждая труба имеет в плане П-образную компоновку. Дополнительная поверхность нагрева обеспечивает активное регулирование температурного уровня кипящего слоя, препятствует плавлению золы, шлакованию решетки, что обеспечивает повышение эффективности сжигания топлива и увеличение теплопроизводительности.
Данное устройство также включает в себя горелку, работающую на жидком топливе (10). При автоматическом запуске растопка котла будет осуществляется за счет факела, направленного в сторону дутьевых зон первичного воздуха колосниковой решетки (1), образующегося при сгорании жидкого топлива. В это же время, факел будет осуществлять розжиг твердого топлива, находящего на колосниковой решетке (1).
При работе на основном виде топлива, возможно применение автоматического розжига с использованием горелки. После завершения розжига, горелка, работающая на жидком топливе, отключается. При работе на резервном виде топлива (жидкое топливо) горелка не отключается на протяжении всего рабочего цикла котла.
Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленное применение».
Список использованных источников.
1. Смирнов А.В. и др. Котлоагрегат для сжигания угля в кипящем слое. Патент на полезную модель. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 20.05.2004 г. №38041, бюл. №14