СПОСОБ БЕЗМАЗУТНОЙ РАСТОПКИ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ
METHOD FOR OIL-FREE STEAMING OF STEAM AND WATER BOILERS

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для растопки паровых и водогрейных котлов.
Известен способ подготовки и сжигания угольного топлива при растопке пылеугольного котла [RU №2548706, F23D 1/02, F23K 1/00, опубл. 20.04.2015], сущность которого заключается в технологии получения, транспортировки, раздельного и совместного сжигания механоактивированного угля микропомола и угля штатной системы пылеприготовления в вихревой растопочной горелке при растопке пылеугольного котла и стабилизации горения с целью замещения дорогостоящего мазута или природного газа. Способ подготовки и сжигания угольного топлива при растопке пылеугольного котла заключается в том, что помол и механоактивацию угля осуществляют внутри камеры дезинтегратора с получением угля микропомола, который далее транспортируют в вихревую растопочную горелку, где происходит его интенсивное перемешивание с вторичным воздухом с получением пылевоздушной смеси, дальнейшее воспламенение которой и ее последующее сжигание совместно с углем обычного помола при растопке пылеугольного котла осуществляют непосредственно в топочном объеме пылеугольного котла, а после завершения этапа растопки подачу угля микропомола в растопочную горелку прекращают. Технический результат заключается в применении более простого, надежного и экономически выгодного технологического процесса растопки пылеугольного котла и стабилизации горения в нем угольного топлива.
Недостатком известного способа является сложность конструкции, повышенная пожароопасность и взрывоопасность на который влияет тонина микропомола угля, а это влияет на низкую надежность данного способа.
Известен способ плазменно-угольной безмазутной растопки котла и устройство для его реализации [RU №2339878, F23Q 5/00, F23D1/00, опубл. 27.11.2008], который заключается в подаче пылеугольной аэросмеси в камеры термохимической подготовки топлива двух плазменно-угольных горелок, генерирование низкотемпературной плазмы в плазматроне каждой из горелок, подачу струи плазмы в камеру термохимической подготовки каждой из двух горелок, воспламенение аэросмеси плазмой и получение топливной смеси в камере термохимической подготовки каждой из двух горелок в результате горения части угля и нагрева всей аэросмеси до выхода горючих компонентов и частичной газификации коксового остатка, подачу полученной топливной смеси из этих двух горелок в топку котла, подачу вторичного воздуха из этих горелок в топку с образованием двух горящих факелов.
Недостатком способа является большой расход электроэнергии и короткий срок службы работы нагревательных элементов плазматрона, что влияет на надежность данного способа.
Известен способ сжигания пылеугольного топлива [РФ №2498159, F23Q 5/00, опубл. 10.11.2013], который заключается в том, что его воспламенение производят электродуговым разрядом, стабилизируют и интенсифицируют горение факела, воздействуя на зону пламеобразования переменным электрическим током высокой частоты, образуя в зоне пламеобразования диффузный электрический разряд. Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в воспламенении, стабилизации и усилении процесса горения при малых затратах электрической энергии.
Недостатком данного способа является низкая надежность из-за короткого срока службы нагревательного устройства, которое производит электродуговой разряд.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности, надежности и экологичности работы системы безмазутной растопки.
Технический результат достигается тем, что способ безмазутной растопки паровых и водогрейных котлов, включающий применение растопочной горелки, твердого топлива и горячего (вторичного) воздуха для растопки, новым является то, что из газогенератора, мощность которого должна поддерживать котел в рабочем состоянии с нагрузкой до 30% от максимальной, по газопроводу, на котором установлена автоматическая запорная арматура, которая при необходимости может отсечь газ от топки котла, устройство контроля температуры газа внутри газопровода, позволяющее контролировать температуру газа внутри газопровода, сбросной патрубок газа, при необходимости применяемый для сброса избыточного количества генераторного газа в атмосферу, генераторный газ попадает в растопочную горелку с температурой не менее 300°С и не превышающую 500°С, в которой смешиваясь с горячим (вторичным) воздухом и образуя газовую смесь, попадает в топку котла, где происходит его воспламенение. А также то, что генераторный газ, используемый для растопки котла, получается из проектного твердого топлива, на котором работает котел, и применяемый генераторный газ в качестве растопочного топлива замещает твердое и жидкое топлива при растопке котла.
Надежность способа достигается наличием устройства, контролирующего температуру генераторного газа, во избежание его самопроизвольного воспламенения внутри газопровода, также наличием автоматической запорной арматуры и специального патрубка, через который, при необходимости, можно сбрасывать излишки газа в атмосферу.
Эффективность способа достигается за счет выработки генераторного газа из любого ископаемого топлива в устройствах, предназначенных для выработки генераторного газа.
Экологичность способа заключается в том, что основным топливом при растопке котла является генераторный газ в замен жидкому и твердому топливу, содержание вредных веществ (оксидов азота, оксидов серы и т.п.) в разы выше чем у генераторного газа.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решения от описанных аналогов, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежом. На фиг. изображен способ безмазутной растопки паровых и водогрейных котлов.
Схема безмазутной растопки паровых и водогрейных котлов включает в себя газогенератор 1, газопровод 2, устройство контроля температуры газа внутри газопровода 3, сбросной патрубок газа 4, автоматическую запорную арматуру 5а и 5б, растопочную горелку 6, воздухопровод 7 и топку котла 8.
Способ безмазутной растопки паровых и водогрейных котлов осуществляется следующим образом.
Генераторный газ, вырабатываемый в газогенераторе 1 попадает в газопровод 2. Мощность газогенератора должна обеспечивать во время растопки котла до 30% его номинальной нагрузки, поэтому его габариты зависят от мощности котла, который необходимо растопить генераторным газом из холодного состояния. При пуске газогенератора из холодного состояния, искусственный газ имеет низкую температуру, которая затрудняет его воспламенение и горение, поэтому до температуры 300°С его сбрасывают через патрубок 4 в атмосферу, при этом автоматическая запорная арматура 5б закрыта, а 5а открыта. Время запуска газогенератора и прогрева генераторного газа до рабочей температуры необходимо учитывать перед планированием растопки котла. После достижения рабочей температуры генераторного газа не менее 300°С, измеряемой устройством контроля температуры газа внутри газопровода 3, автоматически открывается запорная арматура 5б, а 5а автоматически закрывается и газ начинает поступать в растопочную горелку 6, в которой смешивается с горячим (вторичным) воздухом, подаваемым из воздухопровода 7. Во избежание самовоспламенения генераторного газа внутри газопровода 3, его температура не должна превышать 500°С. Далее газовая смесь поступает в топку котла 8, где происходит ее воспламенение при помощи устройств, предназначенных для воспламенения проектного растопочного топлива (факелы, электрозапальные устройства и т.п.) используемых на данном котле. В случае необходимости прекращения подачи генераторного газа в топку котла, автоматически открывается запорная арматура 5а, а 5б автоматически закрывается.
Таким образом, предлагаемый способ безмазутной растопки паровых и водогрейных котлов позволяет повысить надежность и эффективность растопки, а также ограничить применение жидкого и твердого топлива при растопке котлов.