RU18272U1 - Газогенератор и утилизатор тепла к нему - Google Patents

Abstract

1. Газогенератор, включающий корпус, жестко соединенные с ним парогенератор, корпус загрузочного устройства, разгрузочное устройство золы и шлака, систему подготовки и подачи паровоздушной смеси в качестве дутья, содержащую в своем составе теплообменник с патрубками подвода и отвода горячего генераторного газа и патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, а также систему очистки и удаления генераторного газа, содержащую циклон с патрубками подвода и удаления газа, при этом теплообменник выполнен в виде двух сборников газа, соединенных между собой трубами для движения горячего генераторного газа, проходящих через промежуточную между ними емкость - шахту для движения воздушного потока, отличающийся тем, что система подготовки и подачи паровоздушной смеси и система подачи и очистки генераторного газа объединены в единый блок - утилизатор тепла.2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что утилизатор тепла выполнен в виде прямоугольного теплоизолированного корпуса с крышкой, разделенного вертикальной перегородкой на две камеры - теплообменник и смеситель-теплообменник, при этом камера-теплообменник разделена вертикальными перегородками на три герметичные шахты, две из которых крайние - сборники газа сообщаются между собой горизонтальными отрезками труб для газа, пронизывающими промежуточную между ними шахту для движения воздуха, и соединены с патрубками - первая - подачи очищенного газа из циклона, вторая - удаления очищенного газа, а шахта для воздуха соединена одним концом с патрубком подачи воздуха от воздуходувки, другим - через полость в крышке - с камерой смесителем-теплообменником, в которой �

Description

ГАЗОГЕНЕРАТОР и УТИЛИЗАТОР ТЕПЛА К НЕМУ

Газогенератор предназначен для получения горючих газов, содержащих оксид углерода, из твердого углеродеодержащего топлива (например, каменного угля) и может быть исполъзован в качестве источника газообразного топлива в отраслях промышленности, объекты которых удалены от централизованных энергосистем - в сельском хозяйстве, лесной и других отраслях промьшленнос-та.

Известна бытовая газогенераторная установка Сопубл.заявка N 93006347/05 от 03.02.93, 6С 10 J 3/20,3/22), имеющая целью увеличение удобства обслуживания.Установка содержит трубу для отвода генерируемого газа, выполненную в виде двух патрубков с запорными клапанами,соединенных между собой газоотводом, газовую горелку,соединенную с газоотводом и сообщающуюся с вытяжной трубой,приспособление для розжига газовой горелки, сообщающейся с емкостью для жидкого топлива.

Недостатки зтой газогенераторной установки состоят в непомерно усложненной конструкции и разветвленной системе вспомогательных коммуникаций. Это усложняет монтаж, демонтаж и ремонт газогенератора, ухудшает эргономические свойства.Кроме того,такая установка неэкономична из-за безвозвратных потерь тепла при транспортировании горючего газа по трубам.

Известен газогенератор (патент N 2145628, 7С 10 J 3/20),содержащий рубащку с газоотводящим патрубком и патрубком отвода конденсата, бункер, колосниковую решетку, камеру горения, зольную чашу, систему подачи дутья, при этом камера горения закреплена на колосниковой решетке подпружинеными стойками, между которыми расположена зольная чаша,бункер, стойки и чаша установлены над подпружиненном основании с ванной.

Для этого газогенератора характерны те же недостатки, что и для описанного выше.

2000j fj,,ii«uiiiiiiiii ii

Ш1Ш1ШП1 11И

г о

С 10 J 3/20 С 10 J 3/00 С 10 J 3/86

Однако неизвестно его применение для теплообмена газ-воздух в газогенераторах.

Известен способ охлаждения газогенераторного газа воздухом Савт.свид. N 81765, С 10 J 3/20).Он заключается в том,что очищенный генераторный газ поступает в сборную камеру радиаторного охладителя,проходит по трубам в другую сборную камеру. Трубки заключены в кожух С камеру), через которую проходит подогреваемый воздух, отсасываемый с помощью зжектора.

Этот способ позволяет сделать генераторные установки более зкономичными за счет использования тепла уходящего генераторного газа.

Известен газогенератор С заявка N 2000114356),выполненный в виде толстостенного водоохлаждаемого цилиндрического корпуса, снабженного загрузочным устройством твердого топлива,шлаковой ваннт для удаления золы и шлака, парогене1эатором, жестко соединенных с корпусом С например, фланцами). Газогенератор снабжен системой подготовки и подачи дутья, включающей теплообменник с патрубками подвода и отвода горячего генераторного газа и патрубками подвода и отвода воздуха подаваемого в качестве дутья, а также системой очистки и удаления генераторного газа, включающей циклон с патрубками подвода и удаления генераторного газа.

Данный аналог является ближайшим к предлагаемому техническому решению и с учетом аналога Способ по авт.свид. N 81765 принят нами за прототип.

Недостатки его состоят в некомпактности, затруднены его монтаж, демонтаж, ремонт, а также транспортировка, обладает неважными зргономическими свойствами, что в целом снижает эффективность работы установки.

Цель предлагаемого конструктивного решения - повьш1ение зкономичНОСТ7И установки газогенератора за счет снижения теплопотерь, а также за счет снижения трудоемкости и повышения производительности при монтаже, демонтаже, ремонте и транспоругировке генератора и его составных частей, обеспечение компактности установки, снижение металлоемкости, улучшение зргономических свойств.

Сущность предлагаемого решения состоит в следущем.

Газогенератор состоит из корпуса, жестко соединенных с ним парогенер атора, корпуса загрузочного устройства, разгрузочного устройства золы и шлака, системы подготовки и подачи паровоздушной смеси в качестве дутья, содержащей в своем составе теплообменник с пат1рубками подвода и отвода горячего генераторного газа и патрубками подвода и отвода подлежащего нагреву воздуха, а также системы очистки и удаления генераторного газа,содержащей циклон с патрубками подвода и удаления газа, при этом теплообменник выполнен в виде двух сборников газа, соединенных между собой трубами для движения горячего газа, проходящими через промежуточную между ними емкость - шахту для движения воздушного потока.

Газогенератор отличается тем,что система подготовки и подачи паровоздушной смеси и система подачи и очистки генераторного газа объединены в единый блок - утилизатор тепла.

Газогенератор отличается также тем, что утилизатор тепла выполнен в виде прямоугольного теплоизолированного корпуса с крышкой,разделенного вертикальной перегородкой на две кашры - теплообменник и смеситель-теплообменник, при этом теплообменник разделен вертикальными перегородками на три шахты, два из которых - сборники газа сообщаются между собой горизонтальными отрезками труб для газа, пронизывающими промежуточную между ними как(еру-шахту для движения воздуха и соединены с патрубками - первая - подачи очищенного газа из циклона,вторая - удаления очищенного газа, а шахта для воздуха соединена одним концом с патрубком подачи воздуха от воздуходувки, другим - через полость в крышке - с какюрой смесителем-теплообменником, в которой установлен циклон и которая соединена с патрубком удаления подготовленного воздуха.

Газогенератор отличается также тем, что в камере смеситель-теплообменник установлен паропровод со свободным выходом,соединенный с патрубком парогенератора, для движения воздушного потока.

Осуществление предлагаемой конструкции газогенератора и утилизатора тепла к нему позволяют получить следующий эффект; повысить зкономичность установки за счет снижения теплопотерь путем утилизации тепла, снизить трудоемкость и повысить производительность при монтаже,демонтаже, ремонте и транспортировке генератора, обеспечить компактность установки,снизить металлоемкость, улучшить эргономические свойства, повысить эстетику производства генераторного газа.

Предлагаемые конструкции газогенератора и утилизатора тепла к нему изображены на чертедах,где показаны:

Фиг.1 - Общая схема установки газогенератора. Фиг.2 - Общий вид установка газогенератора. Фиг.3 - Утилизатор тепла (продольный разрез). СОиг.4 - Утилизатор тепла (поперечный разрез). СРиг.5 - Утилизатор тепла (вид сверху без крышки). Фиг. 6 - Крепление паропровода в стенке корпуса утилизатора тепла.

Газогенератор состоит (Фиг. 1) из корпуса 1 с водоохлаждаемой рубашкой, загрузочного устройства 2, жестко закрепленного в верхней части корпуса 1,разгрузочного устройства золы и шлака 3, парогенератора 4,последние два соединены Фланцами с корпусом 1, системы подготовки и подачи паровоздушной смеси в качестве дутья и системы удаления и очистки генераторного газа.

налъному назначению блок 5 является утилизатором тепла, поэтому здесь и далее будем именовать блок 5 утилизатором тепла.

Система подготовки и подачи паровоздушной смеси включает теплообменник 6 для отбора тепла от горячего генераторного газа,смеситель-теплообменник (второго порядка) 7,воздуходувку 8,паропровод 9 С Фиг. 2,3,4,53.

Воздуходувка 8, служащая для подачи воздуха на подогрев,соединена с патрубком 10 мягкой вставкой 11 С CDиг. 2,3.4). Паропровод (для подачи пара из парогенератора 4 на смешение с воздухом соединен с патрубком 13 парогенератора 4 через вентиль 14 С Фиг. 2), герметично пропущен сквозь стенку корпуса 6 (. 6) и соединен угольником 15 с вертикальным участтсом 16 паропровода, опущенным в смеситель-теплообменник 7. Для удаления готовой паровоздушной сь«еси из смесителя-теплообменника 7 служит патрубок 17 и отвод 18,соединенный фланцами с трубой 19 С Фиг. 3,5,2)

Система удаления и очистки генераторного газа включает циклон 20 С Фиг.3,5),вдоль корпуса которого пропущен вертикальный участок 16 паропровода. Входной патрубок 21 циклона соединен с патрубком 22 газогенератора 1 через перепускной клапан 23СФиг.2), снабженный выхлопной трубой 24 и регулятором 25.Выходной патрубок 26 циклона соединен фланцами с отводным патрубком 27, служащим для подачи очищенного газа в теплооб1данник 6 С Фиг.3,5).Для удаления очищенного и отдавшего тепло генераторного газа служит патрубок 28 С 1Й4г. 3,4.5).

Утилизатор тепла 5 к газогенератору 1 выполнен в виде прямоугольного теплоизолированного корпуса 29 с к млжой 30, разделенного вертикальной перегородкой 31 на две камеры - теплообменник 6 и смеситель-теплообменник 7 С Фиг. 2,3.4.5. D.

Теплообменник 6 выполнен в виде камеры,разделенной двумя вертикальными перегородками 32 и 33 на три вертикальные прямоугольнью шахты 34,35 и 36, две из которых - крайние сообщаюпгся между собой отрезками труб 37. Отрезки труб 37 пронизывают насквозь шахту 35,имеют длину, равную ширине шахты 35 и располагаются по высоте в шахматном порядке СФиг. 3,4,5D.

Шахта 34 содержит сверху отверстие 38 для сообщения её с отводным патрубком 27 горячего генераторного газа. Шадта 36 ограничена сверху перекрытием 29,а снизу снабжена патрубком 28 выхода генераторного газа (охлажденного).

Шахта 35 служит каналом для прохождения подвергающегося нагреву воздуха и соединена снизу с помощью патрубка 10 и мягкой вставки 11 с воздуходувкой 8 (Фиг. 2).Сверху шахта 35 открыта и сообщается через полость 38 в крышке 30 со второй камерой смесителем-теплообменником 7.

щему его воздуху, находящемуся в камере смесителе-теплообменнике 7. Смеситель-теплообменник 7 снижен ВНИЗУ в боковой стен1се патрубком 17 для удаления подогретого и смешанного с паром воздуха и подачи его в качестве дутья в газогенератор.

Все составные части газогенератора - корпус 1 с парогенератором 4 и разгрузочным устройством 3,загрузочное устройство 2, утилизатор тепла 5 и воздуходувка 8 крепятся на отдельнъш опорных конструкциях С соответственно 40,41,42,43) и установлены на общие полозья 44 для удобства транспортировки.

Газогенератор работает следующим образом.

Горячий генераторный газ из корпуса 1 поступает через патрубок 22, перепускной канал 23,входной патрубок 21 циклона 20 С Фиг.2), где из спирального его потока выделякугся и падаюгг вниз загрязнения С частицы пыли, капельки тяяйлых фракций масел и др.), которые скапливаются в конической части и удаляются через сопло С Шг. 3,4,5,). Очищенный газ чержз ВЫХОДНОЙ патрубок 26 циклона 20, отводной патрубок 27, отверстие 38 направляется в шахту 34 теплообменника 6. Проходя по трубам 37 через их стенки и через перегордки 32 и 33 горячий газ отдает своё тепло воздуху, собирается в шахте 36 и удаляется через патрубок 28 С Фиг. 3,4,5).

Подлежащий нагреву воздух подается воздуходувкой 8 через мягкую вставку 11 и патрубок 10 в шахту 35,проходит по ней между трубами 37, через отверстие 30 и полость в крышке 38 и поступает в смеситель-теплообменник 7. Сюда же поступает пар из парогенератора 4 через патрубок 13, вентиль 14,паропровод 12 и вертикальный участок 16 паропровода. Уже подогретый воздух доводится в смесителе-теплообменнике благодаря соприкосновению со стенками циклона 20 С в который поступает горячий газ) до необходикюй температуры ,смешивается с паром и через патрубок 17, трубу 19 подается в Форсунку генератора в качестве дутья С(.3,4,5).Регулирование количества дутья производится вентилем 45.

Излишки генераторного газа с помощью регулятора 25 перепускного клапана 23 удаляются через выхлопную трубу 24.

Технологические параметры паровоздушной смеси С давление, температура, состав) регулируются подачей воздуха,подачей пара (вентилем 14),подачей горючего газа 9 (перепускным клапаном 23),подачей паровоздушной смеси (вентилем 45).

Разработаны рабочие чертежи газогенератора и всех его составляющих. Работа находится на стадии изготовления промышленного образца.

Claims (4)

1. Газогенератор, включающий корпус, жестко соединенные с ним парогенератор, корпус загрузочного устройства, разгрузочное устройство золы и шлака, систему подготовки и подачи паровоздушной смеси в качестве дутья, содержащую в своем составе теплообменник с патрубками подвода и отвода горячего генераторного газа и патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, а также систему очистки и удаления генераторного газа, содержащую циклон с патрубками подвода и удаления газа, при этом теплообменник выполнен в виде двух сборников газа, соединенных между собой трубами для движения горячего генераторного газа, проходящих через промежуточную между ними емкость - шахту для движения воздушного потока, отличающийся тем, что система подготовки и подачи паровоздушной смеси и система подачи и очистки генераторного газа объединены в единый блок - утилизатор тепла.

2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что утилизатор тепла выполнен в виде прямоугольного теплоизолированного корпуса с крышкой, разделенного вертикальной перегородкой на две камеры - теплообменник и смеситель-теплообменник, при этом камера-теплообменник разделена вертикальными перегородками на три герметичные шахты, две из которых крайние - сборники газа сообщаются между собой горизонтальными отрезками труб для газа, пронизывающими промежуточную между ними шахту для движения воздуха, и соединены с патрубками - первая - подачи очищенного газа из циклона, вторая - удаления очищенного газа, а шахта для воздуха соединена одним концом с патрубком подачи воздуха от воздуходувки, другим - через полость в крышке - с камерой смесителем-теплообменником, в которой установлен циклон и которая соединена с патрубком удаления подготовленного воздуха и подачи его в форсунку для дутья газогенератора.

3. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что в камере смеситель-теплообменник установлен паропровод со свободным выходом, соединенный с патрубком парогенератора.

4. Газогенератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что все составляющие его части - корпус с парогенератором и разгрузочным устройством, загрузочное устройство, утилизатор тепла и воздуходувка крепятся на отдельных опорных конструкциях и установлены на общие полозья.