PL207258B1 - Instalacja kotłowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest instalacja kotłowa.

Znana jest ze stanu techniki instalacja kotłowa zawierająca sekcję spalania, sekcję wymiany ciepła, usytuowaną nad wspomnianą sekcją spalania i zawierająca powierzchnie wymiany ciepła, przy czym we wspomnianej sekcji wymiany ciepła kierunek przepływu spalin jest od dołu do góry, oraz stacjonarną konstrukcję nośną.

Powierzchnie wymiany ciepła w sekcji wymiany ciepła instalacji kotłowej ogólnie obejmują przynajmniej rury przegrzewacza z różnymi stopniami przegrzewania oraz podgrzewacz wody. Temperatura wody lub pary jest stopniowo zwiększana na różnych powierzchniach wymiany ciepła. W celu osiągnięcia temperatury końcowej, która jest najwyższą możliwą do uzyskania temperaturą, najkorzystniej jest aby różne powierzchnie wymiany ciepła były umieszczane w sekcji wymiany ciepła w kolejności odpowiadającej wymaganym dla nich temperaturom końcowym w taki sposób, że gorące spaliny, płynące z sekcji spalania, trafiają najpierw na powierzchnię wymiany ciepła, która ma najwyższą temperaturę końcową.

Sekcja spalania i sekcja wymiany ciepła tradycyjnego kotła wieżowego tworzą jednoczęściową konstrukcję, podwieszoną górną częścią do konstrukcji nośnej instalacji kotłowej. Ponieważ ciągły kocioł wieżowy jest często bardzo wysoki, pionowe ruchy termiczne sekcji spalania, wywołane przez zmiany temperatury kotła, mogą być znaczne. Natomiast w rozwiązaniu według wynalazku sekcja spalania kotła jest podwieszona bezpośrednio do konstrukcji nośnej, co znacznie redukuje pionowe ruchy termiczne dolnej części sekcji spalania kotła.

Powierzchnie wymiany ciepła są zwykle zestawami głównie poziomych rur, kilka razy wygiętych do przodu i do tyłu. Ogólnie mówiąc, średnice rur i odległości między rurami maleją w kierunku powierzchni o niższych temperaturach. Na przykład, odległości między rurami podgrzewacza są zwykle krótsze niż odległości między rurami pakietów przegrzewacza, w celu uzyskania dostatecznej wydajności wymiany ciepła.

Popioły i inne cząsteczki, które mogą przywrzeć do powierzchni wymiany ciepła, są unoszone ze spalinami opuszczającymi sekcję spalania. Powstające w ten sposób osady zmniejszają współczynnik wymiany ciepła, a zatem również zmniejszają wydajność wymiany ciepła. Grube osady mogą również zakłócić przepływ gazu między rurami wymiany ciepła, co dodatkowo zmniejsza wydajność wymiany ciepła.

Kiedy warstwa osadu popiołów staje się zbyt gruba, to może odpaść od powierzchni rur wymiany ciepła lub może zostać zrzucona przy pomocy odpowiedniego zdmuchiwania sadzy. Zrzucony popiół spada z powrotem do sekcji spalania lub na dno sekcji wymiany ciepła, skąd może być kierowany, na przykład, do zakładowego układu usuwania popiołu.

W celu uniknięcia przywierania spadających popiołów do niższych powierzchni wymiany ciepła, korzystnie stosowana jest konstrukcja tak zwanego kotła wieżowego, szczególnie w przypadku spalania paliwa, wytwarzającego uciążliwe popioły, na przykład, węgla brunatnego. Sekcja wymiany ciepła w kotle wież owym jest umieszczona nad sekcją spalania w taki sposób, że kierunek przepływu spalin jest w sekcji wymiany ciepła od dołu do góry. Zatem popioły spadające, lub zrzucone z górnych powierzchni wymiany ciepła sekcji wymiany ciepła, spadają na nieliczne zestawy rur poniżej i ryzyko przywarcia spadających popiołów do dolnych zestawów jest raczej niewielkie.

Duże konstrukcje kotłów są zwykle podtrzymywane od góry w taki sposób, że stacjonarna konstrukcja nośna jest rozmieszczona wokół kotła i kocioł jest montowany tak, że wisi na mocnych linach nośnych, spuszczonych z płyty nośnej, usytuowanej w górnej części konstrukcji nośnej. Problemy, związane z budową opisanego powyżej kotła wieżowego, odnoszą się do faktu, że wysokość jednoczęściowej konstrukcji jest bardzo duża. Wysokość kotła wieżowego w dużej instalacji może być większa niż 100 m.

Kiedy kocioł jest uruchamiany, to temperatura korpusu kotła rośnie o setki stopni. Górna część wiszącego kotła pozostaje stacjonarna, ale dolna część obniża się o dziesiątki centymetrów. Tak duży ruch termiczny narzuca wymagania bardzo dużej elastyczności dla połączeń z dolną częścią wieży kotła. Na przykład, układy wlotowe dla paliwa i układy wylotowe dla popiołu usuwanego z dna muszą być dostosowane do takiego ruchu między stacjonarnymi częściami układów, a częściami połączonymi z kotłem.

Montaż kotła zwykle jest wykonywany stopniowo w taki sposób, że najpierw najwyższe części są łączone ze stacjonarną konstrukcją nośną. Dopiero po zmontowaniu górnych części można dołąPL 207 258 B1 czać do nich dolne części. Ponieważ kocioł wieżowy jest zwykle bardzo wysoką, jednoczęściową konstrukcją, to jego montaż jest bardzo czasochłonny. Spowalnia to budowę instalacji kotłowej i zwiększa koszty budowy.

Celem wynalazku jest opracowanie instalacji kotłowej, w której wspomniane powyżej niedogodności dotychczasowego stanu techniki są zminimalizowane lub wyeliminowane.

Instalacja kotłowa, obejmująca sekcję spalania, sekcję wymiany ciepła zawierającą powierzchnie wymiany ciepła, umieszczoną nad wspomnianą sekcją spalania i charakteryzującą się kierunkiem przepływu spalin od dołu do góry oraz stacjonarną konstrukcję nośną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że sekcja spalania i sekcja wymiany ciepła kotła są oddzielnymi komorami, elastycznie połączonymi ze sobą, przy czym komory te są oddzielnie podwieszone ich górnymi częściami, do stacjonarnej konstrukcji nośnej.

Korzystnie wysokości sekcji spalania i sekcji wymiany ciepła są w przybliżeniu jednakowe.

Korzystnie wysokość sekcji wymiany ciepła jest równa w przybliżeniu 25% - 50% wysokości instalacji kotłowej.

Korzystnie konstrukcja nośna zawiera poziomą, dolną płytę nośną, do której podwieszona jest sekcja spalania i górną płytę nośną, do której podwieszona jest sekcja wymiany ciepła.

Korzystnie sekcja spalania i sekcja wymiany ciepła są połączone ze sobą za pomocą elastycznego kanału.

Korzystnie kanał jest chłodzony.

Korzystnie kanał lub dno sekcji wymiany ciepła są wyposażone w lej, w którym gromadzi się popiół spadający z powierzchni wymiany ciepła.

Korzystnie w jednym rozwiązaniu kocioł jest kotłem opalanym sproszkowanym węglem, zaś w rozwiązaniu alternatywnym kocioł jest kotłem z obiegowym złożem fluidalnym, zaś kanał zawiera separator cząsteczek.

Dzięki rozwiązaniu, według wynalazku, ruch termiczny dolnej części kotła jest zminimalizowany.

Ponadto, montaż kotła może być wykonywany w krótszym czasie niż montaż obecnych kotłów wieżowych.

Niniejszy wynalazek odnosi się w szczególności do instalacji kotłowej tak zwanego kotła wieżowego, w którego sekcji wymiany ciepła główny kierunek przepływu spalin jest od dołu do góry. Ogólnie, wysokości sekcji spalania i sekcji wymiany ciepła są równe mniej więcej połowie całkowitej wysokości kotła. Korzystnie wysokości te są w przybliżeniu jednakowe albo też wysokość sekcji wymiany ciepła jest równa w przybliżeniu 25% - 60% wysokości instalacji kotłowej. Ponieważ sekcja spalania kotła, według wynalazku, jest połączona górną częścią ze stacjonarną konstrukcją podtrzymującą, to ruchy termiczne, znaczne w jej dolnej części, są równe jedynie połowie ruchów termicznych w dolnej części odpowiedniego jednoczęściowego kotła wieżowego. Dzięki temu znacznie maleją problemy wywoływane przez ruchy termiczne w różnych połączeniach między dolną częścią sekcji spalania a jej stacjonarnym otoczeniem. Zatem, na przykład, uproszczone są układy wprowadzania paliwa i układy usuwania popiołu z dna. Jednocześnie, ich koszt maleje i zwiększa się niezawodność ich pracy.

Kocioł wchodzący w skład instalacji, według wynalazku, zawiera kanał usytuowany między górną częścią sekcji spalania a dolną częścią sekcji wymiany ciepła. Gorące spaliny płyną tym kanałem od sekcji spalania do sekcji wymiany ciepła. Ponieważ sekcja spalania w układzie według wynalazku zwisa z górnej konstrukcji stacjonarnej, to górna część sekcji spalania pozostaje stacjonarna. Ponieważ z drugiej strony sekcja wymiany ciepła jest połączona górną częścią ze stacjonarną konstrukcją nośną, to jej dolna część przesuwa się w wyniku rozszerzania termicznego. Zatem kanał łączący górną część sekcji spalania i dolną część sekcji wymiany ciepła musi być elastyczny.

Ponieważ wysokość sekcji wymiany ciepła jest zwykle równa mniej więcej połowie całkowitej wysokości kotła, to ruch termiczny między dolną częścią sekcji wymiany ciepła a górną częścią sekcji spalania jest stosunkowo mały. Nie ma dużego przepływu stałych cząsteczek, który wymagałby ciężkich konstrukcji, biegnących między sekcją spalania a sekcją wymiany ciepła kotła wieżowego. Zatem kanał może zostać wykonany w postaci elastycznej w stosunkowo prosty sposób, na przykład w postaci konstrukcji mieszkowej lub odpowiednio elastycznych elementów wyginanych.

Tradycyjne kotły wieżowe są zwykle kotłami opalanymi zawiesiną, w której sproszkowane paliwo, np. węgiel, jest dostarczane przez palniki do pieca, gdzie jest szybko spalane w wysokiej temperaturze. Chłodzona sekcja spalania jednoczęściowego kotła wieżowego musi być tak wysoka, aby spaliny miały czas na odpowiednie ochłodzenie, zanim dotrą do pierwszej powierzchni wymiany cie4

PL 207 258 B1 pła. Należy zapewnić to, aby popiół, unoszony przez spaliny, nie zawierał stopionych lub częściowo stopionych cząsteczek, które mogą zestalić się na powierzchniach wymiany ciepła.

Kanał między sekcją spalania a sekcją wymiany ciepła kotła opalanego sproszkowanym węglem, może być, według korzystnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku, chłodzony. Spaliny są zatem chłodzone również w kanale, zaś wysokość sekcji spalania może być mniejsza niż w tradycyjnym kotle wieżowym bez obawy, że stopiony popiół dotrze do powierzchni wymiany ciepła w sekcji wymiany ciepła.

W tradycyjnym kotle wieżowym sekcja wymiany ciepła znajduje się bezpośrednio nad sekcją spalania, co powoduje, że osady z popiołów, zrzucone z powierzchni wymiany ciepła, spadają ponownie do sekcji spalania. W pewnych przypadkach nie ma potrzeby kierowania osadów popiołów ponownie do sekcji spalania, ale jest korzystne usuwanie ich bezpośrednio z sekcji wymiany ciepła. Natomiast według korzystnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku, kanał dla spalin, łączący sekcję spalania z sekcją wymiany ciepła lub punkt połączenia kanału i sekcji wymiany ciepła, ma przynajmniej jedno wygięcie, do którego dołączony jest lej do usuwania popiołu. Popioły usunięte z powierzchni wymiany ciepł a mog ą być zatem usuwane korzystnie przez wspomniany lej, z którego mogą być kierowane do zakładowego układu usuwania popiołu.

Według drugiego korzystnego przykładu wykonania wynalazku, kocioł jest kotłem z obiegowym złożem fluidalnym, którego górna część jest połączona z przynajmniej jednym separatorem cząsteczek, który oddziela stałe cząsteczki od spalin. Oddzielony stały materiał jest ponownie kierowany do dolnej części sekcji spalania, zaś oczyszczone spaliny są kierowane do sekcji wymiany ciepła nad sekcją spalania. Według wynalazku, sekcja spalania i sekcja wymiany ciepła są komorami, zwisającymi z góry jedna niezależnie od drugiej, zaś kanał prowadzący z separatora do sekcji wymiany ciepła jest elastyczny. Spaliny uwalniają ciepło na powierzchni wymiany ciepła w sekcji wymiany ciepła do wody lub pary, które płyną w rurach wymiany ciepła.

Górna część konstrukcji nośnej tradycyjnego, jednoczęściowego kotła wieżowego ma poziomą główną płytę nośną, do której cały jednoczęściowy kocioł wieżowy jest podwieszony na linach nośnych. Montaż kotła wieżowego jest wykonywany od góry do dołu, przy czym montaż różnych części kotła najczęściej jest wykonywany kolejno w określonym porządku. Zatem różne fazy montażu zależą jedna od drugiej i montaż kotła jako całości zajmuje dużo czasu, zwykle 15 - 20 miesięcy.

Natomiast konstrukcja nośna kotła wieżowego według wynalazku korzystnie zawiera dwie oddzielne, poziome płyty nośne, z których pierwsza jest umieszczona pod drugą. Kiedy kocioł wieżowy według wynalazku jest montowany, to jego sekcja spalania może być montowana do niższej płyty nośnej w tym samym czasie, kiedy sekcja wymiany ciepła jest montowana do górnej płyty nośnej. Zmniejsza to znacznie czas montażu kotła wieżowego i związanych z nim urządzeń.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazano schematycznie instalację kotłową według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2 pokazano schematycznie instalację kotłową wynalazku, w drugim przykładzie wykonania.

Fig. 1 przedstawia instalację kotłową 10, według pierwszego przykładu wykonania, zawierającą opalany zawiesiną kocioł 12. Kocioł 12 jest tak zwanym kotłem wieżowym, zawierającym pionową sekcję spalania 14 i usytuowaną nad nią pionową sekcję wymiany ciepła 16.

Sekcja spalania 14 i sekcja wymiany ciepła 16 są oddzielnymi komorami, ograniczonymi przez ściany, które są korzystnie przynajmniej częściowo ścianami rurowymi, chłodzonymi wodą. Górna część 18 sekcji spalania 14 i dolna część 20 sekcji wymiany ciepła 16 są połączone ze sobą kanałem 22.

Kiedy paliwo, na przykład węgiel, jest spalane przez palniki 24 kotła 12, to wytwarzane są spaliny zawierające popiół. Spaliny przepływają z górnej części 18 sekcji spalania kanałem 22 do sekcji wymiany ciepła 16. W sekcji wymiany ciepła 16 są umieszczone powierzchnie wymiany ciepła cyklu wytwarzania pary w kotle, na przykład, podgrzewacza 26, pierwszego przegrzewacza 28 i końcowego przegrzewacza 30, w postaci wymienników ciepła.

Część popiołu unoszonego przez spaliny gromadzi się na powierzchniach wymienników ciepła: podgrzewacza 26, pierwszego przegrzewacza 28 i końcowego przegrzewacza 30 wchodzących w skład sekcji wymiany ciepła 16. Kiedy warstwy popiołu stają się zbyt grube, to popiół odpada ze ścianek, lub też jest zrzucany z wymienników ciepła, przy czym popiół spada na dno sekcji wymiany ciepła 16.

Gorące spaliny, płynące w sekcji wymiany ciepła 16 kotła 12 ogrzewają wodę lub parę, płynącą w rurach wymienników ciepła: podgrzewacza 26, pierwszego przegrzewacza 28 i końcowego przegrzewacza 30, przy czym spaliny są ochładzane, zaś temperatura wody rośnie. Ochłodzone spaliny

PL 207 258 B1 są zwykle usuwane z sekcji wymiany ciepła 16 do urządzeń oczyszczających spaliny i dalej, przez komin, do otoczenia, co jednak nie jest pokazane na fig. 1.

Wymienniki ciepła, które tworzą podgrzewacz 26, pierwszy przegrzewacz 28 i końcowy przegrzewacz 30 zwykle mają wygięcia do przodu i do tyłu, głównie poziomych rur, w których płynie woda lub para. W celu uzyskania pary przegrzanej do odpowiedniej temperatury, przegrzewacze 28, 30 są umieszczone w kierunku przepływu spalin przy bliższym zakończeniu 32 sekcji wymiany ciepła 16. Odpowiednio, podgrzewacz 26 jest umieszczony w kierunku przepływu spalin przy dalszym zakończeniu 34 sekcji wymiany ciepła 16.

W celu uzyskania odpowiedniej wydajności wymiany ciepła, średnice rur wodnych w podgrzewaczu 26 i odległości między nimi są zwykle mniejsze niż w przegrzewaczach 28, 30. Gdyby spaliny płynęły w dół w sekcji wymiany ciepła 16, to występowałoby ryzyko, że osady popiołu, spadające z powierzchni przegrzewaczy 28, 30 będą przywierać między rurami podgrzewacza 26, w wyniku czego wydajność wymiany ciepła podgrzewacza 26 mogłaby się znacznie zmniejszyć. Zgodnie z ideą kotła wieżowego 12 spaliny płyną do góry w sekcji wymiany ciepła 16, dzięki czemu naturalną lokalizacją podgrzewacza 26 jest górne zakończenie 34 sekcji wymiany ciepła 16 i wspomniane ryzyko jest wyeliminowane.

Zgodnie z wynalazkiem sekcja spalania 14 i sekcja wymiany ciepła 16 kotła 12 wchodzących w skład instalacji kotłowej 10 są oddzielnymi komorami, które są oddzielnie podwieszone do konstrukcji nośnej 36 instalacji kotłowej 10. Konstrukcja nośna 36 instalacji kotłowej 10 według wynalazku korzystnie zawiera dwie płyty nośne 38, 40. Dolna płyta nośna 38 jest przymocowana nad sekcją spalania 14, zaś górna płyta nośna 40 jest przymocowana powyżej całkowitej wysokości sekcji wymiany ciepła 16 i sekcji spalania 14. Sekcja spalania 14, w postaci komory, jest podwieszona górną częścią 18 do lin 42, przymocowanych do dolnej płyty nośnej 38. Odpowiednio, sekcja wymiany ciepła 16, w postaci komory, jest podwieszona górną częścią 34 do lin 44, przymocowanych do górnej płyty nośnej 40.

Dolna część 46 sekcji spalania 14 zawiera różne urządzenia, takie jak palniki 24, urządzenie 48 do usuwania popiołu i urządzenie 50 dostarczające powietrze, przymocowane do stacjonarnych konstrukcji w otoczeniu kotła 12. Konstrukcja takiego urządzenia musi zawierać elastyczne elementy, które przejmują ruchy termiczne kotła, nie ulegając przy tym uszkodzeniu. Na przykład, duża ilość paliwa jest dostarczana do sekcji spalania przez palniki 24, co narzuca wysokie wymagania co do trwałości elastycznych elementów. Zmniejszenie ruchów termicznych w dolnej części 46 sekcji spalania 14 w kotle 12, według wynalazku, znacznie ułatwia montaż takich urządzeń, które muszą być dołączane do dolnej części kotła.

Ponieważ sekcja spalania 14 jest podwieszona górną częścią bezpośrednio do dolnej płyty nośnej 38, to ruchy termiczne górnej części 18 sekcji spalania 14 są bardzo małe. Z drugiej strony, sekcja wymiany ciepła 16 jest podwieszona górną częścią 34 do górnej płyty nośnej 40, w wyniku czego dolna część 20 sekcji wymiany ciepła 16 przesuwa się znacznie, kiedy zmienia się temperatura sekcji wymiany ciepła 16, na przykład, kiedy kocioł 12 jest ogrzewany do temperatury roboczej. Zatem kanał 22, prowadzący od górnej części 18 sekcji spalania 14 do dolnej części 20 sekcji wymiany ciepła 16 musi być regulowany odpowiednio do różnych ruchów termicznych różnych części. Na fig. 1, przymocowany do kanału 22 elastyczny element jest mieszkiem 52.

Kanał 22 w przykładzie wykonania z fig. 1 jest chłodzony w taki sposób, że część ścian kanału 22 jest utworzona ze ścian rurowych 54, chłodzonych wodą lub parą. Ściany rurowe 54 kanału 22 są korzystnie połączone z cyklem wytwarzania pary w kotle 12, w wyniku czego ciepło jest przekazywane z gorących spalin płynących z sekcji spalania 14 do pary wytwarzanej w kotle 12. Jednocześnie spaliny są ochładzane, w wyniku czego stopione lub częściowo stopione cząsteczki popiołu, które mogą jeszcze być unoszone przez spaliny, ulegają zestaleniu i dzięki temu nie mogą pogorszyć właściwości powierzchni wymiany ciepła wymienników ciepła: podgrzewacza 26, pierwszego przegrzewacza 28 i końcowego przegrzewacza 30 umieszczonych w sekcji wymiany ciepła 16.

Pokazany na fig. 1 kanał 22 jest przymocowany do bocznej ściany 56 sekcji wymiany ciepła 16 nieco nad najniższym punktem 58 tej sekcji. Dzięki temu można utworzyć lej 60 na dnie sekcji wymiany ciepła 16, w którym gromadzą się osady popiołu, spadające z powierzchni wymiany ciepła wymienników ciepła: podgrzewacza 26, pierwszego przegrzewacza 28 i końcowego przegrzewacza 30. Popiół zgromadzony w leju 60 może być przesyłany kanałem 62 do urządzenia chłodzącego popiół, nie pokazanego na fig. 1, a następnie poza kocioł 12.

PL 207 258 B1

Kanał 22 może być alternatywnie połączony z najniższym punktem 58 sekcji wymiany ciepła 16. Wówczas kanał 22 może być korzystnie wyposażony w wygięcie, które jest połączone z lejem 60, w którym mogą gromadzić się osady popiołu, spadające z sekcji wymiany ciepła 16. Kanał 22 łączący z najniższym punktem 58 sekcji wymiany ciepła 16, może być również prosty, w wyniku czego popioły spadają z sekcji wymiany ciepła 16 wprost do sekcji spalania 14.

W pewnych zastosowaniach korzystne jest połączenie sekcji spalania 14 z sekcją wymiany ciepła 16 za pomocą przynajmniej dwóch kanałów 22, które korzystnie są połączone symetrycznie z różnymi bokami dolnej części 20 sekcji wymiany ciepła 16. W ten sposób można zapewnić jednorodny przepływ spalin w sekcji wymiany ciepła 16 i optymalną wydajność wymiany ciepła w różnych wymiennikach ciepła: podgrzewacza 26, pierwszego przegrzewacza 28 i końcowego przegrzewacza 30.

Fig. 2 przedstawia inny korzystny przykład wykonania według wynalazku, w którym instalacja kotłowa 110 zawiera kocioł 112 z obiegowym złożem fluidalnym. Sekcja spalania 114 i sekcja wymiany ciepła 116 kotła 112 są oddzielnymi komorami, które są podwieszone górnymi częściami 118, 134, odpowiednio, do stacjonarnej konstrukcji nośnej 136.

Konstrukcja nośna 136 instalacji kotłowej 110 według wynalazku korzystnie zawiera dwie płyty nośne 138, 140. Dolna płyta nośna 138 jest przymocowana nad sekcją spalania 114, zaś górna płyta nośna 140 jest przymocowana powyżej całkowitej wysokości sekcji wymiany ciepła 116 i sekcji spalania 114. Sekcja spalania 114, w postaci komory, jest podwieszona górną częścią 118 do lin 142, przymocowanych do dolnej płyty nośnej 138. Odpowiednio, sekcja wymiany ciepła 116, w postaci komory, jest podwieszona górną częścią 134 do lin 144, przymocowanych do górnej płyty nośnej 140.

Dolna część 146 sekcji spalania 114 kotła 112 z obiegowym złożem fluidalnym jest wyposażona w środki 166 do dostarczania paliwa i materiału złoża, na przykład piasku. Dno sekcji spalania 114 jest połączone z urządzeniem 150 dostarczającym powietrze, przy czym powietrze jest wprowadzane w celu spalania paliwa i fluidyzacji materiału złoża.

Wymienniki ciepła, które tworzą podgrzewacz 126, pierwszy przegrzewacz 128 i końcowy przegrzewacz 130 zwykle mają wygięcia do przodu i do tyłu, głównie poziomych rur, w których płynie woda lub para. W celu uzyskania pary przegrzanej do odpowiedniej temperatury, przegrzewacze 128, 130 są umieszczone w kierunku przepływu spalin przy bliższym zakończeniu 132 sekcji wymiany ciepła 116. Odpowiednio, podgrzewacz 126 jest umieszczony w kierunku przepływu spalin przy dalszym zakończeniu 134 sekcji wymiany ciepła 116.

Spaliny przepływają z górnej części 118 sekcji spalania 114 kanałem 122 do sekcji wymiany ciepła 116. W sekcji wymiany ciepła 116 są umieszczone powierzchnie wymiany ciepła cyklu wytwarzania pary w kotle, na przykład, podgrzewacza 126, pierwszego przegrzewacza 128 i końcowego przegrzewacza 130, w postaci wymienników ciepła.

Kierunek przepływu spalin w sekcji wymiany ciepła 116 jest od dołu do góry. W wyniku tego podgrzewacz 126 może być korzystnie zlokalizowany przy dalszym zakończeniu 134 sekcji wymiany ciepła 116 i w ten sposób unika się spadania lepkich osadów popiołu z rur wymienników ciepła przegrzewaczy 128, 130 umieszczonych przy bliższym zakończeniu 132 na gęsto rozmieszczone rury podgrzewacza 126.

Gorące spaliny, płynące z sekcji spalania 114 są kierowane do sekcji wymiany ciepła 116 kanałem 122. Według wynalazku, kanał 122 zawiera elastyczny element, na przykład mieszek 152, który może być regulowany zgodnie z termicznymi ruchami dolnej części 120 sekcji wymiany ciepła 116. Korzystnie kanał 122 jest chłodzony i jest wyposażony w lej.

Kocioł 112 z obiegowym złożem fluidalnym według fig. 2 zawiera separator cząsteczek 170 zintegrowany z sekcją spalania 114, w celu oddzielania stałego materiału, unoszonego przez spaliny opuszczające sekcję spalania 114. Oddzielone stałe cząsteczki są zawracane kanałem powrotnym 172 do dolnej części 146 sekcji spalania 114 kotła 112.

Separator cząsteczek 170 może być opcjonalnie wykonany jako oddzielne urządzenie, które jest połączone z sekcją spalania 114 kanałem. Kocioł 112 z obiegowym złożem fluidalnym według fig. 2 jest wyposażony tylko w jeden separator cząsteczek 170, ale duży kocioł z obiegowym złożem fluidalnym może być korzystnie wyposażony w przynajmniej dwa separatory cząsteczek.

Oczyszczony gaz przepływa z separatora cząsteczek 170 kanałem 122 do sekcji wymiany ciepła 116. Kanał 122 jest korzystnie połączony z dolną częścią bocznej ścianki 156 sekcji wymiany ciepła 116, dzięki czemu można wyposażyć dno sekcji wymiany ciepła w lej 160. Popiół gromadzący się w leju 160 może być usuwany z sekcji wymiany ciepła 116 kanałem usuwania popiołu 162.

PL 207 258 B1

Chociaż wynalazek został opisany przykładowo w odniesieniu do preferowanych obecnie przykładów wykonania, należy rozumieć, że wynalazek nie jest ograniczony do opisanych przykładów wykonania, ale obejmuje różne kombinacje i/lub modyfikacje jego cech i innych zastosowań w zakresie działania wynalazku, określonym przez dołączone zastrzeżenia.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Instalacja kotłowa, obejmująca sekcję spalania, sekcję wymiany ciepła zawierającą powierzchnie wymiany ciepła, umieszczoną nad wspomnianą sekcją spalania i charakteryzującą się kierunkiem przepływu spalin od dołu do góry oraz stacjonarną konstrukcję nośną, znamienna tym, że sekcja spalania (14, 114) i sekcja wymiany ciepła (16, 116) kotła (12, 112) są oddzielnymi komorami, elastycznie połączonymi ze sobą, przy czym komory te są oddzielnie podwieszone ich górnymi częściami (18, 34), (118, 134) do stacjonarnej konstrukcji nośnej (36, 136).
2. 2. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że wysokości sekcji spalania (14, 114) i sekcji wymiany ciepła (16, 116) są w przybliżeniu jednakowe.
3. 3. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że wysokość sekcji wymiany ciepła (16, 116) jest równa w przybliżeniu 25% - 60% wysokości instalacji kotłowej (10, 110).
4. 4. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że konstrukcja nośna (36, 136) zawiera poziomą, dolną płytę nośną (38, 138), do której podwieszona jest sekcja spalania (14, 114) i górną płytę nośną (40, 140), do której podwieszona jest sekcja wymiany ciepła (16, 116).
5. 5. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że sekcja spalania (14, 114) i sekcja wymiany ciepła (16, 116) są połączone ze sobą za pomocą elastycznego kanału (22, 122).
6. 6. Instalacja według zastrz. 5, znamienna tym, że kanał (22, 122) jest chłodzony.
7. 7. Instalacja według zastrz. 5, znamienna tym, że kanał (22, 122) lub dno sekcji wymiany ciepła (16, 116) są wyposażone w lej (60, 160), w którym gromadzi się popiół spadający z powierzchni wymiany ciepła.
8. 8. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że kocioł (12) jest kotłem opalanym sproszkowanym węglem.
9. 9. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że kocioł (112) jest kotłem z obiegowym złożem fluidalnym, zaś kanał (122) zawiera separator cząsteczek (170).