КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР ТЕПЛОТЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ С ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНИМ ГЕНЕРАТОРОМ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ГАЗОВОМ ТРАКТЕ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована при создании паровых котлов-утилизаторов (КУ), работающих на продуктах сгорания твердых бытовых отходов (ТБО).
Продукты сгорания ТБО характеризуются высокой коррозионной агрессивностью, что является причиной повышенной повреждаемо сти теплообменных труб, преимущественно пароперегревателей, увеличенного объема ремонтных работ и пониженных параметров пара.
Коррозия пароперегревателей связана как с влиянием корозионноопасных соединений в составе продуктов сгорания, так и с влиянием корозионно-агрессивных, преимущественно сыпучих, отложений на поверхностях труб. Опытом эксплуатации подтверждается, что наличие щелочных хлоридов в отложениях, даже в незначительных количествах, существенно повышает интенсивность коррозии поверхностей нагрева.
Известен КУ теплоты продуктов сгорания твердых бытовых отходов, содержащий корпус с патрубками для подвода продуктов сгорания и отвода отходящих газов и размещенные внутри корпуса трубные пакеты экономайзерных, испарительных и пароперегревательных поверхностей нагрева [Зеликов Е.Н. / Повышение надежности пароперегревателей котлов ТЭС для сжигания твердых бытовых отходов. // Автореферат диссертации на на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2008]. КУ оснащается также традиционными устройствами для очистки поверхностей нагрева от наружных отложений, которые, однако, не способны эффективно повлиять на замедление коррозионных процессов, так как принцип работы этих устройств основан на периодическом удалении накапливаемых отложений на трубах путем обдувки или методом встряхивания, что не исключает корозионно-агрессивного воздействия отложений на теплообменные трубы.
Достигаемый полезной моделью технический результат заключается в предотвращении образования наружных отложений на поверхностях нагрева КУ в процессе эксплуатации для уменьшения их коррозионного воздействия на теплообменные трубы.
Это обеспечивается тем, что КУ теплоты продуктов сгорания твердых бытовых отходов, содержащий корпус с патрубками для подвода продуктов сгорания и отвода отходящих газов и размещенные внутри корпуса трубные пакеты экономайзерных, испарительных и пароперегревательных поверхностей нагрева, согласно полезной модели содержит установленный внутри корпуса по меньшей мере в зоне размещения пакетов пароперегревательных поверхностей нагрева по меньшей мере один генератор акустических колебаний (ГАК).
Возбуждаемые ГАК акустические колебания газового потока, воздействуя на теплообменные поверхности нагрева, понижают загрязненность теплообменных труб от сыпучих отложений.
При этом:
- уменьшается, а возможно и полностью устраняется коррозионное повреждение труб, что повышает надежность и долговечность конструкции;
- создаются благоприятные условия для повышения параметров генерируемого пара, что повышает экономичность энергоустановки;
- повышается эффективность теплообмена поверхностей нагрева, что может существенно понизить металлоемкость КУ.
ГАК устанавливаются на входе и выходе пакетов поверхностей нагрева по газовому тракту и выполняются в виде газоструйных свистков, сирен или камер пульсирующего горения. Для обеспечения максимального эффекта поддержания чистоты поверхностей нагрева при минимальных энергозатратах ГАК должны оснащаться устройствами для настройки их на резонансную частоту колебаний.
При использовании ГАК в КУ с вертикальной или смешанной компоновкой поддержание чистоты вышележащей поверхности нагрева практически не влияет на работу нижележащих поверхностей по условиям их загрязнения, в том числе и поверхностей по ходу газов. Поэтому компоновка КУ может выполняться любой: горизонтальной, вертикальной или смешанной, то есть оптимальной для местных условий.
На чертеже показан продольный разрез КУ согласно полезной модели для примера с горизонтальным размещением поверхностей нагрева.
КУ содержит корпус 1 с патрубком 2 для подвода продуктов сгорания и патрубком 3 для отвода отходящих газов. Внутри корпуса 1 размещены экономайзерные, испарительные и пароперегревательные конвективные трубные пакеты (соответственно 4, 5 и 6) теплообменных поверхностей нагрева. КУ снабжен также сепарационным барабаном 7 с подключенными к нему испарительными поверхностями нагрева в виде конвективных трубных пакетов 5 и радиационных настенных экранов 8, а также двухсветного экрана 9. На входе и выходе конвективных трубных пакетов 4-6 по газовому тракту установлены ГАК 10. Под трубными пакетами 4-6 размещены золовые бункера 11, в стенках которых предусмотрены смотровые лазы 12.
КУ согласно полезной модели работает следующим образом. Полученные в топочной камере (на чертеже не показана) продукты сгорания ТБО через входной патрубок 2 направляются в корпус 1, где размещены теплообменные поверхности нагрева. Отходящие газы через отводящий патрубок 3 покидают КУ. Подаваемая в котел питательная вода первоначально направляется в экономайзер 4, где она нагревается до температуры насыщения, и далее попадает в барабан 7, образующий с испарительными поверхностями 5 нагрева и экранами 8, 9 контура естественной циркуляции, где вода испаряется, превращаясь в насыщенный пар, подаваемый в пароперегреватель 6. Перегретый пар направляется в паровую турбину (на чертеже не показана).
ГАК 10 включаются в работу при растопке КУ и действуют постоянно, а возможно и с некоторыми перерывами в течение всего времени работы КУ. Генерируемые ими акустические колебания передаются продуктам сгорания, которые во взаимодействии с теплообменными трубами поверхностей нагрева практически полностью исключают образование на них коррозионно-агрессивных отложений.
ГАК 10 могут устанавливаться с целью воздействия как на отдельные элементы, например, пароперегреватель, так и на все поверхности нагрева, размещенные в корпусе КУ.
Источники информации:
1. Зеликов Е.Н. / Повышение надежности пароперегревателей котлов ТЭС для сжигания твердых бытовых отходов. // Автореферат диссертации на на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2008.