ГАЗОЗАБОРНАЯ ШАХТА

Полезная модель относится к области оборудования энергетических установок и может быть применена в системах пылеприготовления для сушки и транспортирования высокотемпературного сушильного агента от котла к мельнице(газовая сушка топлива). Кроме того, она может быть применена для транспортирования газогенераторного газа, уходящих газов от газовой турбины и других газообразных высокотемпературных сред.
Из уровня техники известна газозаборная шахта (свидетельство СССР №340842, МПК F23К1/04), осуществляющая подачу топочных газов на сушку топлива в мельнице, содержащая корпус с наружной и внутренней теплоизоляцией и прикрепленные к корпусу опоры, при этом между корпусом и внутренней изоляцией установлена металлическая обечайка с дырчатыми торцовыми листами, примыкающими к топке, входному патрубку мельницы и течке подачи сырого угля.
Недостатками указанного технического решения являются:
- сравнительно большой вес газозаборной шахты (в 4 - 5 раз тяжелее конструкции полезной модели) за счёт большой массы тепловой изоляции;
- относительно низкая надёжность за счёт применения теплоизоляционных материалов, подверженным тепловым расширениям;
- сложность ремонта в связи с особенностью монтажа теплоизоляционного слоя;
- высокая стоимость монтажа и материалов за счёт большого веса газозаборной шахты, сравнительно большой толщины теплоизоляционного слоя и особенности конструкции.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является газопровод к подсушивающему устройству (В.А. Волоковинский, К.Ф. Роддатис, Е.Н. Толчинский, «Системы пылеприготовления с мельницами-вентиляторами» с. 37-39 , М.,Атомиздат, 1990 г.,), включающий корпус, выполненный в виде металлической обечайки, футерованный изнутри огнеупорной футеровкой и многослойной изоляцией, при этом футеровка включает диатомобетон, шамотобетон, шамотный кирпич, диатомовый кирпич, известково-кремнеземные изделия, совелитовые плиты.
Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность футеровки по причине быстрого разрушения кирпичной кладки за счет высоких перепадов температур, вибрации оборудования, чтоприводит к прогару обечайки, наличию присосов воздуха и в конечном итоге к частому ремонту газозаборной шахты. Кроме того, большой вес газозаборной шахты, высокая стоимость монтажа и материалов, высокая сложность ремонта.
Эксплуатационная надежность и взрывобезопасность систем пылеприготовления с сушкой топлива дымовыми газами во многом определяется состоянием футеровки газозаборных шахт, подверженных агрессивному воздействию высокотемпературных дымовых газов, приводящих к разрушению футеровки газозаборных шахт и, как следствие, к сквозному разрушению их наружных стен. Указанные обстоятельства повышают вероятность взрыва в пылеприготовительной установке вследствие повышения содержания кислорода в дымовых газах за счет присосов атмосферного воздуха через образующиеся в газозаборных шахтах неплотности. Кроме того, присосы воздуха через неплотности в газозаборной шахте приводят к повышению температуры уходящих газов и, как следствие, к снижению КПД котла в результате недоиспользования воздухоподогревателя.
Восстановление разрушенной футеровки газозаборной шахты возможно только на неработающем котле, так как запорная арматура, отключающая шахты от топки в газозаборные шахты не устанавливается в связи с невозможностью обеспечить её работоспособность в высокотемпературной среде. Таким образом, надежность футеровки газозаборной шахты предопределяет и надежность энергоблока.
Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается исключения присосов воздуха в газозаборную шахту, повышение надёжности эксплуатации.
Технический результат заключается в снижении веса газозаборной шахты за счёт применения облегчённой тепловой изоляции, увеличении межремонтного периода газозаборной шахты за счёт повышения надёжности, снижения присосов воздуха в газозаборную шахту, в повышении КПД котла, повышении взрывобезопасности систем пылеприготовления, улучшении условий приготовления топлива к сжиганию,снижении образования оксидов азота в топке котла. кислорода
Для достижения заявленного технического результата предлагается газозаборная шахта, содержащая металлический корпус в виде обечайки, внутреннюю теплоизоляцию, при этом с внутренней стороны теплоизоляции установлен защитно-покровный слой в виде внахлест расположенных металлических листов с закрепленными на нем швеллерами, которые крепятся к корпусу с помощью шпилек, гаек и шайб, а на внутренней поверхности обечайки расположены разгрузочные пояса и анкеры, при этом теплоизоляция выполнена из высокотемпературного волокнистого материала.
Кроме того:
- шпильки крепятся к металлическому корпусу с помощью гаек и шайб, или с помощью сварки;
3
- плотность высокотемпературного волокнистого материала составляет не более 300 кг/м.
- толщина слоя теплоизоляции определяется температурой наружной части обечайки.
- теплоизоляция содержит, по меньшей мере, два слоя;
- защитно-покровный слой выполнен из листов жаропрочной и коррозионностойкой стали;
- толщина защитно-покровного слоя определяется абразивными свойствами золы;
- толщина стенок обечайки определяется несущей способностью газозаборной шахты;
Предлагаемая полезная модель поясняется рисунками.
На фиг.1. показан продольный разрез газозаборной шахты; на фиг.2 - поперечный разрез.
Газозаборная шахта содержит обечайку 1, внутри которой размещен теплоизоляционный слой 2 из высокотемпературной, прочной на разрыв волокнистой тепловой изоляции, с внутренней стороны которого расположен защитно-покровный слой 3, выполненный из листов жаропрочной и коррозионно-стойкой стали для условий высоких температур, расположенных внахлест, к которым по всему периметру прикреплены швеллеры 4. Швеллеры 4 крепятся к корпусу обечайки 1 с помощью шпилек 5,гаек (на рис. не показано) и шайб 7.Шпильки 5 крепятся к металлическому корпусу обечайки1 с помощью гаек и шайб 7 или с помощью сварки. На внутренней поверхности обечайки расположены разгрузочные пояса 8 и анкеры 6, приваренные к её внутренней поверхности, которые надежно удерживают теплоизоляционный слой 2, обеспечивают его плотность и препятствуют сползанию. Коэффициент уплотнения тепловой изоляции можно регулировать с помощью гаек и шайб 7. Разгрузочный пояс 8 приваривается к внутренней поверхности корпуса по всему его периметру, что препятствует сползанию теплоизоляции.
Предлагаемое крепление теплоизоляции исключает её сползание и провисание. Выполнение защитно-покровного слоя в виде внахлёст расположенных листов обеспечивает их свободное расширение при изменении температуры транспортируемой среды, исключая при этом их деформацию, что также обеспечивает надежное крепление теплоизоляции, исключает её разрушение, и как следствие, исключает присосы воздуха, что обеспечивает поступление большего количества воздуха в топку котла через воздухоподогреватель, тем самым повышая КПД котла. Толщина теплоизоляции выбирается из расчета обеспечения температуры наружной поверхности обечайки не более 55°С.
В связи с тем, что теплоизоляция надежно установлена, не подлежит сползанию и разрушению, обечайка не испытывает разрушающего температурного воздействия со стороны газового потока. Кроме того, целостность обечайки исключает присосы воздуха внутрь шахты и, как следствие, не снижается температура газового потока внутри неё, исключается повышение содержания кислорода в сушильном агенте и, следовательно, значительно снижается взрывоопасность системы пылеприготовления.
По причине исключения присосов воздуха содержание кислорода в сушильном агенте становится ниже нормативных, что обеспечивает взрывобезопасность. Кроме того, поддерживается требуемая температура сушильного агента на входе в мельницу, что улучшает условия приготовления топлива к сжиганию с обеспечением расчетных сушильной и размольной производительности мельницы.
Газозаборная шахта изготавливается блоками в заводских условиях, что повышает качество изготовления и обеспечивает высокую скорость и удобство монтажа.
Все перечисленное обеспечивает длительный срок эксплуатации, т.е. значительно увеличивается межремонтный период.
Из уровня техники не выявлены технические решения с предложенной совокупностью признаков, обеспечивающие безопасность работы газозаборной шахты, в целом котла, а также длительный межремонтный период.
Предлагаемая полезная модель соответствует критерию «новизна», т.к. из уровня техники не выявлены технические решения с предложенной совокупностью существенных признаков, а также критерию «промышленная применимость», т.к. заявителем осуществлена на практике опытная проверка предлагаемой конструкции с положительными результатами.