CS223656B1 - Parný kotol s výtavným ohniskom - Google Patents

Description

223656

Vynález sa týká parného kotlá s výtav-ným ohniskom, u ktorého sa rieši vhodnéusporiadanie výhřevných ploch prehrieva-ča a medziprehrievača páry, vytvorenie stienohniska a stien spalinových ťahov z celoko-vových plynotesných rúrkových panelov, akoa] jeho dilatovanie vo vertikálnej a horizon-tálnej rovině. U niektorých parných kotlov klasickejkoncepcie Pí— tvarového prevedenia a svýtavným ohniskom, v súvislosti s nepriaz-nivou energetickou situáciou vo svete je po-třebné spalovat' aj vysokopopolnaté tnedéuhlia. Tieto sa vyznačujú s vysokým obsa-hom minerálnych zložiek, menovite Na20,FeaOs, MgO, S1O2 a tiež s nízkými charakte-ristickými hodnotami popolčeka (teplotamáknutia, teplota tavenia, teplota tečenia).Následkom týchto vlastností, ako aj posobe-ním dalších prvkov — inhibítorov pri spa-lovaní dochádza k intenzívnej tvorbě náno-sov na povrchoch zvázkov rúrok výhřevnýchploch. Tvorba nánosov pri spalování také-ho uhlia je taká velká, že postupné, najmau vystriedaného usporiadania rúrok zváz-kov výhřevných plóch, pri ich nevhodnejšírkovej rozteči — zvlášť neupravovanej vsmere prúdenia spalin, dochádza k premos-ťovaniu nánosov medzi rúrkami a susedný-mi zvázkami rúr a postupné k takému stup-ňů zúženia prietočného prierezu spalin v da-nom mieste popolčekom, že parný kotol tře-ba havarijně odstaviť. Zanášanie tohotodruhu pri nepriaznivých zmesiach paliv do-sahuje až takej intenzity, že prevádzkováperioda klesá až na niekolko dní, čím sapoužitelnost parného kotlá stává praktic-ky nulová. Prevádzkové skúsenosti z dote-raz realizovaných parných kotlov spalujú-cich takéto pálivá ďalej poukázali na to, žečistenie týchto parných kotlov klasickýmisposobmi — ofukovaním, guličkovým daž-dom, striasaním, neviedli k výrazným úspe-chom a dalej na to, že je potřebné do uspo-riadania výhřevných plóch urobit zásah vpodobě optimalizovania ich roztečí po šír-ke a hlbke ťahov i na úkor zváčšenia obosta-vaného priestoru parným kotlom. Ďalšounevýhodou takýchto parných kotlov bolo to,že spalovacia komora bola relativné, předané účely, malá, kotol nebol celomembrá-nový (opatřený celokovovými plynotesnýmirArkovými stěnami), stěnový prehrievač bolpřeložený cez rúrkové systémy výparníkaa aj prehrievač páry, ktorého zároveň ajniesli cez komplikovanú sústavu závesov.Týmto sa prirodzene účinnosť zakrytých vý-hřevných plóch vo velkej miere zmenšila.Takto realizované parné kotly, pretože 0-krem výparníka mali klasický systém otrub-kovania, boli velmi ťažké (poloťažká zámu-rovka v oblasti medziťahu a druhého tahu)a mali tiež vážné dilatačně problémy. Tie-to sa prejavovali hlavně v tom, že parný ko-tol mal dve pevné dilatačně roviny — jed-na prechádzala osou spalovacej komory,druhá osou druhého tahu a tak proti sebe nasměrované dilatácie sa nedali vhodnýmikonštrukčnými opatreniami vykompenzovat,čo sa prejavilo hlavně netesnosťami v ob-lastiach prenikov rúrok výhřevných plóchstropom parného kotlá, ako aj medzi boč-nými stěnami medziťahu a šikmého sklzu.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje par-ný kotol s výtavným ohniskom s povzbude-nou cirkuláciou na spaíovanie vysokopopol-natého hnědého uhlia podl'a vynálezu, kto-rého podstatou je, že predná stená, bočnésteny a zadná stená výparníka sú vytvořenéz celokovových plynotesných rúrkových pa-nelov, pričom predná stená a bočné stenyvýparníka siahajú do dvoch třetin výškyvychladzovacieho priestoru ohniska a zad-ná stená výparníka je vedená po šikmý sklzmedziťahu, odkial pokračuje cez zbernú ko-moru sústavou rúr vačšieho priemeru tvoria-cich mrežu výparníka do kotlového telesa, * ostatně steny sú vytvořené z celokovovýchplynotesných rúrkových panelov stěnovýchprehrievačov páry, a to tak, že strop kotláa část prednej steny vychladzovacieho prie-storu tvoří stěnový prehrievač, časť bočnýchstien vychladzovacieho priestoru tvoří stě-nový prehrievač, bočné steny medziťahutvoria stěnový prehrievač, šikmý sklz a pred-ná stená druhého tahu tvoria stěnový pre-hrievač a bočné steny druhého tahu spoluso žádnou stěnou druhého tahu tvoria stě-nový prehrievač. Přitom kým prvý stěnový prehrievač, dru-hý stěnový prehrievač a piaty stěnový pre-hrievač majú rovnaký rozstup a priemer rú-rok ako celokovové plynotesné rúrkové pa-nely výparníka, štvrtý stěnový prehrievačmá pri takom istom rozstupe rúrky váčšiehopriemeru a třetí stěnový prehrievač má jakrúrky vačšieho priemeru, tak aj váčší roz-stup ako celokovové plynotesné rúrkové pa-nely výparníka. Predná stená druhého tahunie je vyvedená cez medziťah nad strop kot-lá formou mreže, ale prechádza priamo došikmého sklzu, pričom je podopretá nosní-kom, ktorý je na oboch koncoch zavesenýna prevádzacích potrubiach. Para z kotlo-vého telesa je vedená postupné cez rúrkyvýhřevných plóch prvého stěnového pre-hrievača, druhého stěnového prehrievača,tretieho stěnového prehrievača, konvekčné-ho prehrievača, čtvrtého stěnového prehrie-vača, piateho stěnového prehrievača, a da-lej cez závěsné rúrky, predný šotový pre-hrievač, biflux a zadný šotový prehrievač dovýstupného prehrievača. Vydilatovanie par-ného kotlá v horizontálnej rovině od pevnejroviny, prechádzajúcej osou spalovacej ko-mory, je usměrňované smerom k druhémutahu a vydilatovanie druhého tahu vo verti-kálnej a horizontálnej rovině umožňuje spo-jovací kanál zavesený v ťažisku na zavod-ňovacie rúry kotlového telesa, pričom spo-jovací kanál je s druhým ťahom a s ohrie-vačom vzduchu spojený kíbovými kompen-zátormi tak, že tieto preberajú tiež dilatač- 223656 ný posuv spalinového kanála ohrievača vzdu-chu směrovaného od pevnej dilatačnej rovi-ny prechádzajúcou osou ohrievača vzduchuk výsypke druhého tahu.

Použitím celokovových plynotesných rúr-kových stien na ceiom parnom kotle sa do-siahne dobré vychladenie spalin, podstatnésa zvýši těsnost spaiovacej komory a ťahovkotlá, dosiahnu sa úspory na celkovej hmot-nosti zariadenia, u ktorého sa podstatné zní-ži hmotnost izolácie odstránením polotaž-kej zámurovky. Úpravou zvazkov rúrok vý-hřevných plech podl'a vynálezu a odstráne-ním mreže před druhým ťahom sa výraznéznížl náchylnost parného kotlá na zanáša-nie, čím sa podstatné zvýši jeho prevádz-ková použitelnost. Zavedením jednej pevnejdilatačnej roviny a zvláštnym riešením za-vesenia spojovacieho kanála sa vyrieši váž-ný problém bezpečnosti a prevádzkovej spo-1'ahlivosti celého zariadenia.

Na připojených výkresoch na obrázku 1je znázorněné celkové riešenie parného kot-lá s výtavným ohniskom podlá vynálezu. Naobrázku 2 je schematicky znázorněné zapo-jenie výhřevných ploch prehrievačov a med-ziprehrievačov páry spolu s ohrievačoin vo-dy. Na obrázku 3 je znázorněná v axono-metrickom pohlade dilatačná schéma par-ného kotlá.

Parný kotol s výtavným ohniskom (obrá-zok 1 a 2) je dvojťahového prevedenia spovzbudenou cirkuláciou, ktorého prednástená 1, bočné steny 2 a zadná stená 3 vý-parníka sú vytvořené z celokovových plyno-tesných rúrkových panelov 4, pričom pred-ná stená 1 a bočné steny 2 výparníka siaha-jú do dvoch třetin výšky vychladzovaciehopriestoru ohniska 5 a zadná stená 3 výpar-níka je vedená po šikmý sklz 6 medziťahu 7,odkial pokračuje cez zbernú komoru 8 sú-stavou rúr vačšieho priemeru tvoriacichmrežu 9 výparníka do kotlového telesa 19.Ostatně steny sú vytvořené z celokovovýchplynotesných rúrkových panelov 10 stěno-vých prehrievačov páry, a to tak, že strop11 kotlá a část prednej steny vychladzova-cieho priestoru 12 tvoří stěnový prehrievačI, část bočných stien 13 vychladzovaciehopriestoru tvoří stěnový prehrievač II, boč-né steny 14 medziťahu tvoria stěnový pre-hrievač III, šikmý sklz 6 a predná stená 15druhého ťahu tvoria stěnový prehrievač IVa bočné steny 16 druhého ťahu spolu so žád-nou stěnou 17 druhého ťahu tvoria stěnovýprehrievač V. Spojenie prednej steny 1 abočných stien 2 výparníka so stěnovými pre-hrievačmi I a II, je zaistené přechodovýmpanelom 18. Okrem stěnových prehrievačovI až V je kotol osadený na straně prehriatejpáry konvekčným prehrievačom 20, časťoubifluxu 23, predným šotovým prehrievačom22, žádným šotovým prehrievačom 24 a vý-stupným prehrievačom 25, a na straně med-ziprehriatej páry časťou bifluxu 23, vstup-ným medziprehrievačom 27 a výstupnýmmedziprehrievačom 26. Trasa napájacej vody je vytvořená ohrievačom 28 vody,prevádzacími rúrkami 53 ohrievača vody akotlovým telesom 19, cirkuláciu obehovejvody z kotlového telesa 19 do výparníka za-bezpečuje sústava zavodňovacích rúr 35,bezupchávkové oběhové čerpadla 52 a roz-vodný pavúk rúr 42. Doprava práškovéhopaliva spolu s horúcim vzduchom do spa-iovacej komory 50 sa prevádza prostredníct-vom horákov 51.

Spalovacím procesom vytvořené horúcespaliny prechádzajú zúženým prierezom spa-1'ovacej komory 50 do vychladzovacieho prie-storu ohniska 5. V jej hornej časti 29 spaliny v smereprúdenia prechádzajú cez mrežu 9, medzi-ťah 7, vstupujú. do vertikálně vedeného dru-hého ťahu 31, ktorým prúdia smerom doleaž po výsypku 41, kde sa otáčajú a šikmovedeným spojovacím kanálom 34 vstupujúcez spalinový kanál 43 ohrievača vzduchudo blokov 46 ohrievača vzduchu, za ktorý-mi spaliny opúšfajú parný kotol přírubouvýsypky pod konštrukciou 3S ohrievača vzdu-chu. Napájacia voda vstupuje do ohrievača28 vody, odkial' je vedená prevádzacími rúr-kami 53 ohrievača vody do kotlového tele-sa 19. Z kotlového telesa 19 sa voda cez za-vodňovacie rúry 35, bezupchávkové oběhovéčerpadlá 52 zabezpečujúce povzbudenie cir-kulácie vody a rozvodný pavúk rúr 42 dostá-vá do výparníka, v ktorom sa působením tep-la mění na parovodnú zmes. Táto sa dostá-vá opáť do kotlového telesa 19, kde sa z nejodlučuje sýta para, ktorá je vedená prevád-zacími rúrami 44 postupné do stěnových pre-hrievačov I, II a III. Prevádzacím potrubím30 postupuje para ďalej do konvekčnéhoprehrievača 20 a odtial do stěnového pre-hrievača IV a stěnového prehrievača V. Ďal-šia cesta prehriatej páry je nasledovná: pre-vádzacím potrubím sa dostává do závěsnýchrúrok 21, odtial postupné cez predný šoto-vý prehrievač 22, časť bifluxu 23 a zadnýšotový prehrievač 24 do výstupného pre-hrievača 25. Z vysokotlakého dielu turbínyvstupuje čiastočne vyexpandovaná para dočasti bifluxu 23 odkial je vedená postupnédo vstupného medziprehrievača 27 a výstup-ného medziprehrievača 26.

Dilatačně je kotol riešený tak, (obrázok3 a obr. lj, že od pevnej vertikálněj roviny32 prechádzajúcej osou 33 spaiovacej komo-ry sa rozťahovanie parného kotlá usměrňu-je k druhému ťahu 31, a to tak, že sa dila-tačně v horizontálnom smere posúva aj kot-lové teleso 19 spolu so zavodňovacími rúra-mi 35, ležiacimi vo vertikálnej rovině 49,spojenými so žádnou stěnou druhého ťahu17 rozpernými nosníkmi 47 a prenikajúcimispojovacím kanálom 34. Dilatačně posuvydruhého ťahu 31, ukončeného výsypkou 41a spalinového kanála ohrievača 43 vzduchu,smerujúce proti sebe sú kompenzované kíbo-vými kompenzátormi 38 a vykláňaním spo-jovacieho kanála 34 okolo ťažiska. Konstruk-

Claims (3)

1. 7 8 223B5B cia 38 ohrievača vzduchu nesie bloky 48ohrievača vzduchu, ktoré dllatujú od pev-nej vertikálnej roviny 39 prechádzajúcejosou 40 ohrievača vzduchu, tvoriaceho zá-roveň aj os tretieho spalinového tahu 37.Zvláštnym riešením parného kotlá je zave-senie prednej steny 15 druhého tahu 31 nanosník 48, ktorý je na oboch koncoch zavě-šený na prevádzacie rúrky 30. Parný kotol s výtavným ohniskom podřavynálezu sa dá využit všade tam, kde ide ospalovanie menej hodnotného hnedehé uhlia,zvlášť náchylného k tvorbě nánosov po spá-leniu. Parný kotol s výtavným ohniskom sadá použit ako energetický zdroj pre výstav-bu elektrární a teplární. PREDMET

   1. Parný kotol s výtavným ohniskom s po-vzbudenou cirkuláciou s celokovovými ply-notesnými rúrkovými stěnami na spal'ova>-nie vysokopopolnatého hnědého uhlia, vyzna-čený tým, že predná stená (1), bočné steny(2) a zadná stená (3) výparnika sú vytvo-řené z celokovových plynotesných rúrko-vých panelov (4), pričom predná stená (1)a bočné steny (2) výparnika siahajú dodvoch třetin výšky vychladzovacieho prie-storu ohniska (5) a zadná stená (3) výpar-níka je vedená po šikmý sklz (6) medziťa-hu (7), odkial' pokračuje cez zbernú komo-ru (8) sústavou rúr váčšieho priemeru tvo-riacich mrežu (9J výparnika do kotlovéhotelesa (19), ostatně steny sú vytvořené z ce-lokovových plynotesných rúrkových pane-lov (10) stěnových prehrievačov páry, a totak, že strop (11) kotlá a část prednej ste-ny vychladzovacieho priestoru (12) tvořístěnový prehrievač (I) časť bočných stienvychladzovacieho priestoru (13) tvoří ste- ynálezu nový prehrievač (II), bočné steny (14) med-ziťahu tvoria stěnový prehrievač (III), šik-mý sklz (8) a predná stená (15) druhéhotahu tvoria stěnový prehrievač (IV) a boč-né steny (16) druhého tahu spolu so žád-nou stěnou (17) druhého tahu tvoria stěno-vý prehrievač (V).
2. 2. Parný kotol s výtavným ohniskom po-dlá bodu 1, vyznačený tým, že rúrky bočnejsteny (14) medziťahu majú vačší rozstup aváčší vonkajší priemer ako rúrky časti boč-ných stien (13) vychladzovacieho priestoru,rúrky šikmého sklzu (6) a prednej steny (15) druhého tahu majú rovnaký rozstupako rúrky časti bočných stien (13) vychlad-zovacieho priestoru.
3. 3. Parný kotol s výtavným ohniskom po-dlá bodov 1 a 2, vyznačený tým, že prednástená (15) druhého tahu je podopretá nos-níkom (48), ktorý je na oboch koncoch za-věšený na prevádzacích potrubiach (30). 3 listy výkresov