ГАЗОГЕНЕРАТОР ГОРНОВОГО ТИПА С ПАРООБРАЗУЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована для внутрицикловой газификации углей в парогазовых энергетических установках на твердом топливе.
Известен принимаемый в качестве прототипа данной полезной модели газогенератор горнового типа, содержащий вертикальный силовой цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, установленную внутри корпуса систему охлаждения с образованием кольцевого пространства между ними, устройство подачи топлива и средство для выгрузки из газогенератора минеральной части отработанного топлива [1].
К недостаткам газогенератора [1] можно отнести невысокую степень надежности работы, вытекающую из нескольких факторов. В частности, система охлаждения выполнена в виде охлаждаемой воздухом рубашки, охватывающей высокотемпературную реакционную зону газогенератора, что недостаточно эффективно вследствие сравнительно низкой теплоемкости воздуха и локальности зоны охлаждения; устройство подачи топлива выполнено в виде помещенного в силовой корпус бункера, что может привести к нестабильности процесса газификации из-за непостоянства толщины слоя газифицируемого топлива в реакционной зоне; средство для выгрузки минеральной части отработанного топлива выполнено в виде колосниковой решетки для приема золы, что связано с возможным прекращением работы газогенератора из-за забивания золой газового тракта; работающий под воздушным наддувом парогенератор не имеет шлюзовых камер на участках ввода топлива и вывода золы, что не обеспечивает требуемых условий герметичности газогенератора.
Достигаемым результатом полезной модели является повышение надежности работы газогенератора за счет его более эффективного охлаждения, стабилизации газификационного процесса и предотвращения возможных заторов свежего и отработанного топлива.
Указанный результат достигается тем, что в газогенераторе горнового типа, содержащем вертикальный силовой цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, установленную внутри корпуса систему охлаждения с образованием кольцевого пространства между ними, устройство подачи топлива и средство для выгрузки из газогенератора минеральной части отработанного топлива, согласно полезной модели система охлаждения выполнена в виде перевернутой цельносварной мембранной корзины из плавниковых экранных труб, образующих парогенерирующий блок, устройство подачи топлива - в виде пропущенной через верхнее днище топливоподающей трубы, имеющей внутри силового корпуса разветвление по меньшей мере на две течки, каждая из которых пропущена внутрь мембранной корзины на глубину, определяемую необходимой постоянной толщиной слоя топлива в процессе газогенерации, средство для выгрузки - в виде проточной шлаковой летки с устройством регулирования выходного сечения, причем пространство внутри мембранной корзины между торцами течек и проточной леткой образует реакционную камеру, между торцами течек и потолочной частью мембранной корзины - камеру охлаждения и выхода генераторного газа, а устройство подачи топлива и средство для выгрузки минеральной части отработанного топлива оборудованы установленными соответственно на их входе и выходе шлюзовыми камерами.
Еще одним результатом полезной модели является дополнительное повышение надежности работы газогенератора за счет улучшения условий удаления минеральной части отработанного топлива, вытекающего в виде жидкого шлака.
Указанный дополнительный результат обеспечивается тем, что согласно полезной модели газогенератор дополнительно оборудован байпасным отводом горячего генераторного газа в камеру охлаждения через летку и кольцевое пространство между силовым корпусом и мембранной корзиной.
На чертеже изображен в продольном разрезе газогенератор согласно полезной модели.
теч
топ
топ
Газогенератор горнового типа содержит вертикальный силовой цилиндрический корпус 1 с верхним и нижним днищами соответственно 1.1 и 1.2. Внутри корпуса 1 установлена система охлаждения, выполненная в виде перевернутой цельносварной мембранной корзины 2 из плавниковых экранных труб 2.1, образующих парогенерирующий блок с водяным кольцевым коллектором 2.2, кольцевым паровым коллектором 2.3 и пароотводящими трубами 2.4. В верхней части газогенератора предусмотрено устройство подачи топлива, выполненное в виде пропущенной через верхнее днище 1.1 топливоподающей трубы 3, имеющей внутри силового корпуса 1 разветвление в данном случае на две течки 3.1, 3.2, каждая из которых пропущена внутрь мембранной корзины 2 на глубину h, определяемую необходимой постоянной толщиной h слоя топлива в процессе газогенерации. Толщина hзадается при проектировании газогенератора, исходя из оптимальных условий обеспечения устойчивого горения в реакционной зоне и достаточно свободного прохода генерируемого газа через топливо. В нижней части газогенератора предусмотрено средство для выгрузки в виде шлакового расплава минеральной части отработанного топлива. Указанное средство выполнено в виде проточной шлаковой летки 4 с устройством 5 регулирования выходного сечения. Летка 4 образована подовыми выступами экранных труб, покрытыми футеровкой 2.5. Устройство 5 регулирования проходного сечения летки 4 представляет собой водоохлаждаемую трубчатую диафрагму со встречно перемещаемыми створками. Пространство внутри мембранной корзины 1 между торцами течек 3.1, 3.2 и проточной леткой 4 образует реакционную камеру 1.3, между торцами указанных течек и потолочной частью мембранной корзины 1 - камеру 1.4 охлаждения и выхода генераторного газа. В реакционную камеру 1.3 подведены фурмы 6 паровоздушного дутья и фурмы 7 воздушного дутья. В нижней части газогенератора размещена охлаждающая водяная ванна 8 для гранулирования удаляемого шлака. Устройство 3 подачи топлива и средство выгрузки минеральной части отработанного топлива оборудованы установленными соответственно на их входе и выходе шлюзовыми камерами (на чертеже не показаны). Газогенератор оборудован также байпасным
отводом горячего генераторного газа в камеру охлаждения 1.4 через летку 4 и кольцевое пространство 9 между силовым корпусом 1 и мембранной корзиной 2. Для пропуска байпасируемого потока генераторного газа в камеру его охлаждения и выхода в верхней части мембранной корзины предусмотрен перепускной канал 10. К боковой части корпуса 1 примыкает патрубок 11 выхода генераторного газа из камеры 1.4.
теч
топ
Газогенератор согласно полезной модели работает следующим образом. Свежее твердое топливо (кусковой уголь) загружается через топливоподающую трубу 3 и течки 3.1, 3.2 на футеровку 2.5 пода мембранной корзины 2 и непрерывно подается в процессе газификации, перемещаясь сверху вниз самотеком по мере прогорания его нижних слоев. Наличие течек 3.1, 3.2 установленной высоты h обеспечивает неизменность заданной общей толщины h слоя топлива, что способствует стабилизации оптимального режима газификации. Процесс горения нижних слоев воспламененного топлива поддерживается подачей сжатого воздуха через фурмы 7 воздушного дутья. Генерация газа происходит в результате нагрева верхних слоев газифицируемого топлива за счет теплоты продуктов сгорания его нижних слоев при дополнительном вводе в реакционную зону через фурмы 6 паровоздушной смеси. Образующийся генераторный газ, проходя через верхние слои топлива попадает в камеру 1.4 охлаждения, откуда через выходной патрубок 11 направляется на очистку или непосредственно потребителю. Минеральная часть отработанного топлива расплавляется на футеровке 2.5 подовой части мембранной корзины 2 и в виде жидкого шлака сливается через летку 4 под слой воды водяной ванны 8, где происходит его грануляция с последующим удалением из газогенератора в виде шлаководяной пульпы. Выход шлака из шлаковой летки 4 регулируется перемещением створок водоохлаждаемого регулирующего устройства 5. Для предотвращения застывания шлака на выходе из летки 4 организуется байпасный проток горячего генераторного газа в камеру охлаждения 1.4 через летку 4, кольцевое пространство 9 и перепускной канал 10. Для герметизации газогенератора ввод свежего топлива и вывод шлаководяной пульпы осуществляются через не показанные на чертеже
шлюзовые камеры, заполняемые в процессе шлюзования сжатым воздухом. Образующийся в процессе охлаждения газогенератора водяной пар может направляться для смешения с водяным паром, вырабатываемым в котле-утилизаторе парогазовой установки, в состав которой входит газогенератор, или другому потребителю. Парообразование в системе охлаждения газогенератора позволяет повысить эффективность охлаждения за счет использования при отводе тепла скрытой теплоты парообразования воды.
Источники информации:
1.Патент RU 2074884, 6 С 10 J 3/20,1993