RU2430846C2 - Method of operating steam locomotive on solid fuel - Google Patents

Method of operating steam locomotive on solid fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2430846C2
RU2430846C2 RU2009119688/11A RU2009119688A RU2430846C2 RU 2430846 C2 RU2430846 C2 RU 2430846C2 RU 2009119688/11 A RU2009119688/11 A RU 2009119688/11A RU 2009119688 A RU2009119688 A RU 2009119688A RU 2430846 C2 RU2430846 C2 RU 2430846C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
heat
solid
temperature
burning
Prior art date
Application number
RU2009119688/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009119688A (en
Inventor
Евгений Александрович Оленев (RU)
Евгений Александрович Оленев
Original Assignee
Евгений Александрович Оленев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Александрович Оленев filed Critical Евгений Александрович Оленев
Priority to RU2009119688/11A priority Critical patent/RU2430846C2/en
Publication of RU2009119688A publication Critical patent/RU2009119688A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430846C2 publication Critical patent/RU2430846C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to steam locomotives running on solid fuel. Proposed method comprises thermal decomposition of solid fuel into solid and gas phases, their separate combustion, feed of generated heat to boiler water, production of steam, steam overheating and feed into steam machine. Said method comprises the following stages. Solid fuel portion into combustion chamber for it to be decomposed into solid and gas phases. Thereafter, solid phase is fired in furnace. Has phase is combusted in furnace to increase steam generation by radiant steam superheater to increase steam temperature. Heat of gas phase combustion products is used to dry saturated steam of steam machine cylinder wall and accumulator water. Amount of combusted gas phase is used to adjust furnace heat rating. Heat transfer to boiler water is terminated in afterburning chamber to facilitate rate of reaction between combustible substances with oxidiser via temperature and concentration increase rate.
EFFECT: higher efficiency and lower steam consumption per unit power.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в паровых локомотивах.The invention relates to the field of transport engineering and can be used in steam locomotives.

Известен способ работы парового локомотива на твердом топливе, включающий сжигание твердого топлива в топке, передачу получившегося тепла через стенки топки и труб котловой воде, превращение ее в пар, перегрев его в пароперегревателе, подачу пара в цилиндр паровой машины и последующее превращение через движущий механизм возвратно-поступательного движения поршня машины во вращательное движение колес [1].A known method of operation of a steam locomotive on solid fuel, including burning solid fuel in the furnace, transferring the resulting heat through the walls of the furnace and pipes to boiler water, converting it into steam, overheating it in a superheater, supplying steam to the cylinder of the steam engine and then turning it back through the moving mechanism - translational movement of the piston of the machine in the rotational movement of the wheels [1].

Недостатками такого способа являются:The disadvantages of this method are:

- низкий кпд, обусловленный механическими потерями топлива (через щели колосниковой решетки и унос угольной мелочи с продуктами сгорания), а также химическими потерями (недожог топлива);- low efficiency due to mechanical losses of fuel (through the slots of the grate and the entrainment of coal fines with combustion products), as well as chemical losses (underburning of fuel);

- низкий эксплуатационный кпд, связанный с тем, что при резком снижении потребления паровой машиной пара (например, в случае внезапной остановки) нельзя быстро уменьшить продуцируемое топкой тепло. В результате этого увеличивается давление пара в котле, величину которого уменьшают выпуском пара в атмосферу, при этом полезная работа не производится и, следовательно, кпд снижается;- low operational efficiency, due to the fact that with a sharp decrease in steam consumption by the steam engine (for example, in the case of a sudden stop), the heat produced by the furnace cannot be quickly reduced. As a result of this, the steam pressure in the boiler increases, the value of which is reduced by the release of steam into the atmosphere, while useful work is not performed and, therefore, the efficiency decreases;

- сравнительно большой расход пара на единицу производимой мощности, обусловленный невысокой температурой перегрева в конвекционном пароперегревателе и снижением температуры пара в процессе поступления его в паровую машину в результате соприкосновения с холодными стенками цилиндра;- a relatively large steam consumption per unit of power produced, due to the low superheat temperature in the convection superheater and the decrease in the temperature of the steam when it enters the steam engine as a result of contact with the cold walls of the cylinder;

- наличие вредных выбросов в атмосферу.- the presence of harmful emissions into the atmosphere.

Прототипом является способ работы парового локомотива на твердом топливе, включающий сжигание твердого топлива в топке и камере догорания, передачу получившегося тепла через стенки топки, камеры догорания и труб котловой воде, превращение ее в пар, перегрев его в пароперегревателе, подачу пара в цилиндр паровой машины и последующее превращение через движущий механизм возвратно-поступательного движения поршня машины во вращательное движение колес [2].The prototype is a method of operating a steam locomotive on solid fuel, including burning solid fuel in the furnace and afterburning chamber, transferring the resulting heat through the walls of the furnace, afterburning chamber and boiler water pipes, turning it into steam, overheating it in a superheater, supplying steam to the cylinder of the steam engine and subsequent transformation through the driving mechanism of the reciprocating motion of the piston of the machine into the rotational movement of the wheels [2].

Данный способ по существу имеет те же недостатки, что и предыдущий, хотя дожигание топлива в камере догорания и передача через нее тепла котловой воде несколько увеличивают кпд котла и уменьшают химический недожог.This method essentially has the same disadvantages as the previous one, although afterburning the fuel in the afterburner and transferring heat through it to the boiler water slightly increase the efficiency of the boiler and reduce the chemical underburning.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение кпд, уменьшение расхода пара на единицу производимой мощности и снижение вредных выбросов в атмосферу.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely increasing efficiency, reducing steam consumption per unit of production capacity and reducing harmful emissions into the atmosphere.

Задача решается тем, что в способе работы парового локомотива на твердом топливе, включающем сжигание топлива в топке, передачу получившегося тепла котловой воде, получение пара, перегрев его в конвекционном пароперегревателе и подачу в паровую машину, в топке топливо подвергают термическому разложению на твердую и газообразную фазы, которые сжигают раздельно.The problem is solved in that in the method of operating a steam locomotive on solid fuel, including burning fuel in a furnace, transferring the resulting heat to boiler water, receiving steam, overheating it in a convection superheater and feeding it to a steam engine, the fuel in the furnace is thermally decomposed into solid and gaseous phases that are burned separately.

Полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают котловой воде. Полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару преимущественно излучением до подачи его в паровую машину. Полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару преимущественно конвекцией в процессе подачи его в паровую машину. Полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают насыщенному пару. Передачу тепла котловой воде чередуют с прерыванием. Сжигание газовой фазы производят с коэффициентом избытка воздуха, большим, чем это требуется практически. Увеличение количества пара осуществляют подачей в котел воды с температурой выше, а уменьшение - с температурой ниже температуры котловой воды. Количество получаемого пара регулируют количеством сжигаемой газообразной фазы. Полученное при сжигании твердой и газообразной фазы тепло используют для приготовления воды с температурой выше, чем температура котловой воды.The heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to boiler water. The heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to the superheated steam mainly by radiation before it is fed to the steam engine. The heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to the superheated steam mainly by convection in the process of feeding it to the steam engine. The heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to saturated steam. Heat transfer to boiler water is alternated with interruption. The combustion of the gas phase is carried out with a coefficient of excess air greater than is practically required. The increase in the amount of steam is carried out by supplying water with a temperature above the boiler, and the decrease with a temperature below the temperature of the boiler water. The amount of steam produced is controlled by the amount of gaseous phase burned. The heat obtained by burning the solid and gaseous phases is used to prepare water with a temperature higher than the temperature of the boiler water.

Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения и оказывающие такое же, как и они, влияние на технический результат, состоящий в повышении кпд, уменьшении расхода пара на единицу производимой мощности и снижении вредных выбросов в атмосферу.The prior art does not reveal solutions that have signs that match the distinguishing features of the claimed invention and have the same effect as they, on the technical result, which consists in increasing the efficiency, reducing the steam consumption per unit of power produced and reducing harmful emissions into the atmosphere.

Сущность изобретения отражают операции:The invention is reflected in the operations:

- в топке топливо подвергают термическому разложению на твердую и газообразную фазы, которые сжигают раздельно;- in the furnace, the fuel is thermally decomposed into solid and gaseous phases, which are burned separately;

- полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают котловой воде;- the heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to boiler water;

- полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару преимущественно излучением до подачи его в паровую машину;- the heat obtained during the combustion of the gaseous phase is transferred to the superheated steam mainly by radiation before it is fed into the steam engine;

- полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару преимущественно конвекцией в процессе подачи его в паровую машину;- the heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to the superheated steam mainly by convection in the process of supplying it to the steam engine;

- полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают насыщенному пару;- the heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to saturated steam;

- передачу тепла котловой воде чередуют с прерыванием;- heat transfer to boiler water alternate with interruption;

- сжигание газовой фазы производят с коэффициентом избытка воздуха, большим, чем это требуется практически;- combustion of the gas phase is carried out with a coefficient of excess air greater than is practically required;

- увеличение количества пара осуществляют подачей в котел воды с температурой выше, а уменьшение - с температурой ниже температуры котловой воды;- an increase in the amount of steam is carried out by supplying water with a temperature above the boiler, and a decrease with a temperature below the temperature of the boiler water;

- количество получаемого пара регулируют количеством сжигаемой газообразной фазы;- the amount of steam produced is controlled by the amount of gaseous phase burned;

- полученное при сжигании твердой и газообразной фазы тепло используют для приготовления воды с температурой выше, чем температура котловой воды.- the heat obtained by burning the solid and gaseous phases is used to prepare water with a temperature higher than the temperature of the boiler water.

Термическое (пирогенетическое) разложение в топке топлива на твердую и газообразную фазы, которые сжигают раздельно, позволяет увеличить полноту сгорания топлива по сравнению с прототипом, во-первых, за счет уменьшения механического уноса угольной пыли, которая, нагреваясь, переходит в пластическое состояние и прилипает к большим кускам твердой фазы топлива (например, к получающемуся полукоксу). Во-вторых, сгорание нагретой (до температуры термического разложения) газообразной фазы (летучих) происходит значительно быстрее, поэтому сравнительно небольшого объема топки хватает для сгорания летучих. Следует заметить, что под раздельным сжиганием понимается горение твердой и газообразной фазы с отдельным окислителем. Например, твердая фаза сжигается с коэффициентом избытка воздуха 1,2, а газообразная - 1,05. Все это повышает кпд котла и снижает количество вредных выбросов в атмосферу.Thermal (pyrogenetic) decomposition of the fuel into solid and gaseous phases, which are burned separately, allows to increase the completeness of fuel combustion compared to the prototype, firstly, by reducing the mechanical entrainment of coal dust, which, when heated, goes into a plastic state and sticks to large pieces of the solid phase of the fuel (for example, to the resulting semi-coke). Secondly, the combustion of the heated (to the temperature of thermal decomposition) of the gaseous phase (volatiles) occurs much faster, therefore, a relatively small volume of the furnace is enough for the combustion of volatiles. It should be noted that by separate combustion is meant the combustion of a solid and gaseous phase with a separate oxidizing agent. For example, the solid phase is burned with a coefficient of excess air of 1.2, and the gaseous - 1.05. All this increases the efficiency of the boiler and reduces the amount of harmful emissions into the atmosphere.

Передача полученного при сжигании газообразной фазы тепла котловой воде увеличивает теплопередачу благодаря высокой излучательной способности факела и возможности получения направленной теплоотдачи при использовании эффекта настильности факела. Все это повышает кпд котла.The transfer of heat obtained during the combustion of the gaseous phase to boiler water increases the heat transfer due to the high emissivity of the torch and the possibility of obtaining directed heat transfer when using the effect of flatness of the torch. All this increases the efficiency of the boiler.

Передача полученного при сжигании газообразной фазы тепла перегретому пару преимущественно излучением до подачи его в паровую машину позволяет повысить температуру перегрева пара, например в радиационном пароперегревателе, в результате чего уменьшается расход пара на единицу производимой мощности.The transfer of heat obtained during the combustion of the gaseous phase to the superheated steam, mainly by radiation, before it is fed to the steam engine, makes it possible to increase the superheat temperature of the steam, for example, in a radiation superheater, as a result of which the steam consumption per unit of produced power is reduced.

Передача полученного при сжигании газообразной фазы тепла перегретому пару преимущественно конвекцией в процессе подачи его в паровую машину дает возможность более полно использовать тепло продуктов сгорания газовой фазы, направляя их, например, в рубашку, охватывающую паровую машину. Тогда тепло продуктов сгорания будет компенсировать охлаждение цилиндра паровой машины, которое происходит в результате расширения в нем пара. Это способствует повышению кпд и уменьшению расхода пара на единицу производимой мощности. Следует заметить, что при сжигании обычного угля или жидкого топлива образуется значительно больше твердых частиц и мелкодисперсной сажи, чем при сжигании газа, поэтому продукты горения газовой фазы не будут загрязнять рубашку паровой машины и другие теплопередающие элементы.The transfer of heat obtained during the combustion of the gaseous phase to the superheated steam mainly by convection in the process of supplying it to the steam engine makes it possible to more fully use the heat of the combustion products of the gas phase, directing them, for example, into a jacket covering the steam engine. Then the heat of the combustion products will compensate for the cooling of the cylinder of the steam engine, which occurs as a result of the expansion of steam in it. This contributes to an increase in efficiency and a decrease in steam consumption per unit of power produced. It should be noted that when burning ordinary coal or liquid fuel, significantly more solid particles and fine soot are formed than when burning gas, therefore, the products of combustion of the gas phase will not contaminate the jacket of the steam engine and other heat transfer elements.

Передача полученного при сжигании газообразной фазы тепла насыщенному пару позволяет испарить имеющуюся в насыщенном паре влагу до поступления его в пароперегреватель. В результате этого появляется возможность уменьшения габаритов пароперегревателя или увеличения температуры перегрева пара, что уменьшает его расход и повышает кпд.The transfer of the heat obtained by burning the gaseous phase to the saturated steam allows you to evaporate the moisture in the saturated steam before it enters the superheater. As a result of this, it becomes possible to reduce the dimensions of the superheater or increase the superheat temperature of the steam, which reduces its consumption and increases the efficiency.

Чередование передачи тепла котловой воде с прерыванием позволяет в процессе прерывания повысить температуру продуктов горения, в результате чего будут догорать все горючие частицы и газы. При этом необходимый для догорания окислитель можно взять из излишков воздуха, получаемых при сжигании газовой фазы с коэффициентом избытка воздуха, большим, чем это требуется практически. Догорание горючих компонентов способствует дополнительному выделению тепла, что повышает кпд и снижает количество вредных выбросов.The alternation of heat transfer to boiler water with interruption allows during the interruption to increase the temperature of the combustion products, as a result of which all combustible particles and gases will burn out. At the same time, the oxidizing agent necessary for burning out can be taken from the excess air obtained by burning the gas phase with an excess air coefficient greater than is practically required. The combustion of combustible components contributes to additional heat generation, which increases the efficiency and reduces the amount of harmful emissions.

Увеличение количества пара путем подачи в котел воды с температурой выше, а уменьшение - с температурой ниже температуры котловой воды позволяет в первом случае при необходимости кратковременно увеличить продуцирование пара за счет интенсивного вскипания подаваемой воды, а во втором - не допустить аварийный выброс пара в атмосферу при быстром росте давления пара (например, при снижении потребления пара) благодаря затратам тепла на нагрев холодной воды. Все это способствует повышению кпд.An increase in the amount of steam by supplying water with a temperature higher than the boiler, and a decrease with a temperature lower than the temperature of the boiler water allows, in the first case, if necessary, to briefly increase the steam production due to intensive boiling of the supplied water, and in the second, to prevent accidental release of steam into the atmosphere at rapid increase in steam pressure (for example, with a decrease in steam consumption) due to the cost of heat for heating cold water. All this contributes to increased efficiency.

Регулирование количества получаемого пара количеством сжигаемой газообразной фазы дает возможность управлять паропроизводительностью котла, что повышает эксплуатационный кпд.Regulation of the amount of steam produced by the amount of gaseous phase burned makes it possible to control the boiler's steam capacity, which increases operational efficiency.

Использование полученного при сжигании твердой и газообразной фазы тепла для приготовления воды с температурой выше температуры котловой воды дает возможность более полно использовать тепло продуктов сгорания, что повышает кпд.The use of heat obtained during combustion of the solid and gaseous phases for the preparation of water with a temperature above the temperature of the boiler water makes it possible to more fully use the heat of the combustion products, which increases the efficiency.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего способ, в момент получения газов полукоксования. На фиг.2 изображена схема устройства, реализующего способ, в момент выгрузки полукокса.Figure 1 shows a diagram of a device that implements the method at the time of receipt of semi-coking gases. Figure 2 shows a diagram of a device that implements the method at the time of unloading of the semi-coke.

Устройство содержит паровой котел 1 с жаровыми трубами 2, в которых размещены пароперегревательные элементы 3, соединенные посредством трубок 4 с элементами 5 радиационного пароперегревателя 6, который через теплообменные трубки 7 паросушителя 8 сообщен с дымовой коробкой 9 и через газоход 10 - с рубашкой 11, охватывающей цилиндр 12 паровой машины. Одни концы жаровых труб выходят в дымовую коробку, а другие через камеру 13 догорания соединены с топкой 14, в которой установлена с откидывающимся дном 15 камера 16 для термического разложения топлива (например, угля) на твердую 17 и газообразную 18 фазу, которая через распределитель 19 по газопроводам поступает в газовые горелки 20 топки и 21 радиационного пароперегревателя. Стенки топки и жаровые трубы соприкасаются с котловой водой 22, над которой находится паровое пространство с насыщенным паром 23, сообщающееся через регулятор 24, паропровод 25, паросушитель, пароперегревательные элементы и коллектор 26 с цилиндром паровой машины, рубашка которой через канал 27 сообщена с дымовой коробкой, имеющей вытяжную трубу 28. В дымовой коробке размещен паросушитель и аккумулятор 29, который посредством трубы 30 с вентилем 31 соединен с паровым котлом.The device comprises a steam boiler 1 with heat pipes 2, in which superheater elements 3 are placed, connected by tubes 4 to elements 5 of the radiation superheater 6, which is connected through the heat exchange tubes 7 of the steam dryer 8 to the smoke box 9 and through the duct 10 to the jacket 11, covering cylinder 12 of the steam engine. Some ends of the chimneys exit into the chimney box, while others are connected through the afterburning chamber 13 to the firebox 14, in which the chamber 16 for thermal decomposition of fuel (for example coal) is mounted on the solid 17 and gaseous 18 phase, which through the distributor 19 Through gas pipelines 20 furnaces and 21 radiation superheaters enter the gas burners. The walls of the furnace and the chimneys are in contact with the boiler water 22, above which there is a steam space with saturated steam 23, communicating via a regulator 24, a steam line 25, a steam dryer, superheater elements and a manifold 26 with a cylinder of a steam engine, the shirt of which is connected to a smoke box through a channel 27 having a chimney 28. In the chimney box there is a steam dryer and accumulator 29, which is connected via a pipe 30 with valve 31 to a steam boiler.

Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.

Загружают очередную порцию топлива, например каменного угля, в камеру 16 (фиг.1). В результате подвода тепла происходит термическое разложение топлива и выделение из него газообразной фазы 18 (летучих), которая поступает в распределитель 19 для последующего сжигания в газовых горелках. После выхода летучих открывают дно 15 камеры и сжигают твердую фазу 17 (например, полукокс) в топке 14 (фиг.2). При этом мелкие фракции топлива в процессе нагрева в камере переходят в пластическое состояние, прилипают к более крупным кускам и при выгрузке твердой фазы не уносятся топочными газами и не проваливаются в щели колосниковой решетки, благодаря чему повышается кпд.Download another portion of fuel, such as coal, in the chamber 16 (figure 1). As a result of the heat input, thermal decomposition of the fuel takes place and a gaseous phase 18 (volatile) is released from it, which enters the distributor 19 for subsequent combustion in gas burners. After the release of volatiles, the bottom of the chamber 15 is opened and the solid phase 17 (for example, semicoke) is burnt in the furnace 14 (Fig. 2). At the same time, small fractions of fuel during the heating process in the chamber become plastic, adhere to larger pieces and, when unloading the solid phase, are not carried away by flue gases and do not fall into the slots of the grate, which increases the efficiency.

Передают котловой воде 22 полученное при сжигании газообразной фазы тепло, для чего подают ее в газовую горелку 20 топки. Продукты горения твердой и газообразной фазы отдают свое тепло котловой воде через стенки топки и жаровые трубы 2, проходя через них из топки в дымовую коробку 9. При этом часть тепла отводится пару, движущемуся внутри пароперегревательных элементов 3 из котла 1. Поскольку эти элементы окружены холодной экранирующей поверхностью жаровых труб, то температура перегрева пара сравнительно невысока.The boiler water 22 is transferred the heat obtained by burning the gaseous phase, for which it is supplied to the gas burner 20 of the furnace. The combustion products of the solid and gaseous phases transfer their heat to the boiler water through the walls of the furnace and heat pipes 2, passing through them from the furnace to the smoke box 9. At the same time, part of the heat is removed by the steam moving inside the superheater elements 3 from boiler 1. Since these elements are surrounded by cold the shielding surface of the flame tubes, the temperature of the superheat of the steam is relatively low.

Для повышения температуры пара полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару преимущественно излучением, для чего подают летучие в горелку 21 радиационного пароперегревателя 6. Проходящий по элементам 5 радиационного пароперегревателя пар перегревается до более высокой температуры и поступает потом через коллектор 26 в цилиндр 12 паровой машины, воздействуя на поршень, возвратно-поступательное движение которого через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение колес локомотива (на чертеже не показаны).To increase the temperature of the steam, the heat obtained during the combustion of the gaseous phase is transferred to the superheated steam mainly by radiation, for which purpose the steam that is volatile into the burner 21 of the radiation superheater 6. The steam passing through the elements 5 of the radiation superheater is overheated to a higher temperature and then passes through the collector 26 to the cylinder 12 of the steam engine acting on the piston, the reciprocating movement of which through the crank mechanism is converted into rotational movement of the wheels of the locomotive (on rtezhe it not is shown).

В процессе движения поршня в цилиндре пар расширяется и охлаждается, понижая при этом температуру стенок цилиндра. В результате этого свежая порция пара, поступающая в цилиндр, безвозвратно теряет часть своего тепла на нагрев стенок цилиндра. Для исключения этого вредного явления полученное при сжигании газообразной фазы тепло (например из радиационного пароперегревателя) передают перегретому пару преимущественно конвекцией, подавая его через газоход 10 в рубашку 11.During the movement of the piston in the cylinder, the steam expands and cools, while lowering the temperature of the walls of the cylinder. As a result, a fresh portion of the steam entering the cylinder irretrievably loses part of its heat to the heating of the cylinder walls. To eliminate this harmful phenomenon, the heat obtained by burning the gaseous phase (for example, from a radiation superheater) is transferred to the superheated steam mainly by convection, feeding it through the duct 10 to the jacket 11.

Если насыщенный пар 23, содержащий, как правило, 5-7% воды, через регулятор 24 и паропровод 25 подать непосредственно в пароперегревательные элементы 3, то часть из них будет занята под осушку пара, в результате чего температура пара на данном участке будет постоянной (равной температуре насыщенного пара), при этом эффективная площадь элементов, предназначенная для перегрева пара, уменьшится. Поэтому для повышения температуры перегрева полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают посредством теплообменных трубок 7 паросушителя 8 насыщенному пару, поступающему в него.If saturated steam 23, containing, as a rule, 5-7% of water, is supplied directly to the superheater elements 3 through the regulator 24 and the steam line 25, then some of them will be used for drying the steam, as a result of which the temperature of the steam in this section will be constant ( equal to the temperature of saturated steam), while the effective area of the elements intended for superheating of the steam will decrease. Therefore, to increase the superheat temperature, the heat obtained during the combustion of the gaseous phase is transferred through the heat exchange tubes 7 of the steam dryer 8 to the saturated steam entering it.

Передачу тепла котловой воде чередуют с прерыванием, для чего прекращают передачу тепла в камере 13 догорания, покрывая теплоизолятором ее стенки. При этом температура газов в ней повышается, и происходит догорание горючих частиц и газов. Заметим, в результате сужения потока в камере догорания концентрация реагирующих веществ повышается, что благотворно сказывается на реакции горения. Догорающие вещества выделяют дополнительное тепло, увеличивая температуру продуктов горения и улучшая теплопередачу в жаровых трубах.Heat transfer to boiler water is alternated with interruption, for which they cease heat transfer in the afterburning chamber 13, covering its walls with a heat insulator. At the same time, the temperature of the gases in it rises, and the burning of combustible particles and gases occurs. Note, as a result of the narrowing of the flow in the afterburner, the concentration of reacting substances increases, which has a beneficial effect on the combustion reaction. Burning substances produce additional heat, increasing the temperature of the combustion products and improving heat transfer in the flame tubes.

Поскольку для догорания веществ нужен окислитель, то сжигание газовой фазы производят с коэффициентом избытка воздуха, большим, чем это требуется практически. При этом часть неизрасходованного при сжигании газовой фазы воздуха используют для догорания веществ.Since an oxidizing agent is needed for the burning of substances, the gas phase is burned with a coefficient of excess air greater than is practically required. At the same time, part of the air consumed during the combustion of the gas phase is used for burning substances.

В случае уменьшения потребности в паре можно часть котловой воды по трубе 30 направить в аккумулятор 29 и перекрыть вентиль 31, а в котел добавить холодной воды. При этом тепло продуктов сгорания будет расходоваться на нагрев холодной воды, и количество продуцируемого котлом пара уменьшится. Продукты сгорания твердой и газообразной фазы направляют по каналу 27, трубкам 7 и жаровым трубам 2 в дымовую коробку и используют для приготовления в аккумуляторе воды с температурой выше, чем температура котловой воды. После отдачи тепла аккумулятору продукты покидают дымовую коробку через вытяжную трубу 28. В случае увеличения потребности в паре открывают вентиль, и вода из аккумулятора устремляется в котел, давление в котором оказывается ниже, чем в аккумуляторе. В результате этого происходит интенсивное кипение вытекающей из аккумулятора воды и увеличивается парообразование. Таким образом, увеличение количества пара осуществляют подачей в котел воды с температурой выше, а уменьшение - с температурой ниже температуры котловой воды.In the case of reducing the need for steam, part of the boiler water can be sent through the pipe 30 to the accumulator 29 and the valve 31 is closed, and cold water can be added to the boiler. In this case, the heat of the combustion products will be spent on heating cold water, and the amount of steam produced by the boiler will decrease. The combustion products of the solid and gaseous phases are directed through the channel 27, pipes 7 and heat pipes 2 into the smoke box and used to prepare water in the accumulator with a temperature higher than the temperature of the boiler water. After heat is transferred to the accumulator, the products leave the chimney box through the exhaust pipe 28. If the demand for steam increases, the valve is opened, and water from the accumulator flows into the boiler, the pressure of which is lower than in the accumulator. As a result of this, intense boiling of water flowing out of the accumulator occurs and vaporization increases. Thus, an increase in the amount of steam is carried out by supplying water with a temperature above the boiler, and a decrease with a temperature below the temperature of the boiler water.

При работе нагрузка на локомотив изменяется. Поскольку нельзя быстро увеличить и тем более уменьшить поток тепла, продуцируемого при сгорании твердой фазы, то вырабатываемое в топке тепло, а следовательно, и количество получаемого пара регулируют количеством сжигаемой газообразной фазы.During operation, the load on the locomotive changes. Since it is impossible to quickly increase and even lessen the flow of heat produced during the combustion of the solid phase, the heat generated in the furnace and, consequently, the amount of steam produced are controlled by the amount of gaseous phase burned.

Внедрение изобретения позволит повысить КПД локомотива, уменьшить расход пара на единицу производимой мощности и снизить количество вредных выбросов в атмосферу. Очевидно, что для облегчения работы локомотивной бригады работа котла должна быть автоматизирована.The implementation of the invention will increase the efficiency of the locomotive, reduce steam consumption per unit of power produced and reduce the amount of harmful emissions into the atmosphere. Obviously, to facilitate the work of the locomotive crew, the operation of the boiler must be automated.

Источники информацииInformation sources

1. Хмелевский А.В., Смушков П.И. Паровоз (устройство, работа и ремонт). - М.: Транспорт, 1973. С.7-9 - аналог.1. Khmelevsky A.V., Smushkov P.I. Steam locomotive (device, work and repair). - M .: Transport, 1973. S.7-9 - analogue.

2. Сыромятников С.П. Тепловой процесс паровоза. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1940. С.137-140 - прототип.2. Syromyatnikov S.P. Thermal process of a steam locomotive. - M .: State Transport Railway Publishing House, 1940. S.137-140 - prototype.

Claims (9)

1. Способ работы парового локомотива на твердом топливе, включающий разложение топлива на твердую и газообразную фазы, которые сжигают раздельно, сжигание твердой фазы в топке, передачу полученного тепла котловой воде, получение пара, перегрев его в пароперегревателе и подачу в паровую машину, отличающийся тем, что полученное при сжигании газообразной фазы топлива тепло передают полученному пару.1. The method of operation of a steam locomotive on solid fuel, including decomposing the fuel into solid and gaseous phases, which are burned separately, burning the solid phase in the furnace, transferring the received heat to boiler water, generating steam, overheating it in a superheater and feeding it to a steam engine, characterized in that the heat obtained by burning the gaseous phase of the fuel is transferred to the resulting steam. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару до подачи его в паровую машину преимущественно излучением.2. The method according to claim 1, characterized in that the heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to the superheated steam before it is supplied to the steam engine mainly by radiation. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают перегретому пару в процессе движения поршня паровой машины, преимущественно конвенцией.3. The method according to claim 1, characterized in that the heat obtained by burning the gaseous phase is transferred to the superheated steam during the movement of the piston of the steam engine, mainly by convention. 4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что полученное при сжигании газообразной фазы тепло передают посредством теплообменных трубок насыщенному пару.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the heat obtained during the combustion of the gaseous phase is transferred by means of heat exchange tubes to saturated steam. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что передачу тепла котловой воде чередуют с прерыванием.5. The method according to claim 1, characterized in that the heat transfer to the boiler water is alternated with interruption. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжигание газообразной фазы производят с коэффициентом избытка воздуха большим, чем это требуется практически.6. The method according to claim 1, characterized in that the combustion of the gaseous phase is carried out with a coefficient of excess air greater than is practically required. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что увеличение количества пара осуществляют подачей в котел воды с температурой выше, а уменьшение - с температурой ниже температуры котловой воды.7. The method according to claim 1, characterized in that the increase in the amount of steam is carried out by supplying water to the boiler with a temperature higher and the decrease with a temperature below the temperature of the boiler water. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество получаемого пара регулируют количеством сжигаемой газообразной фазы.8. The method according to claim 1, characterized in that the amount of steam produced is controlled by the amount of gaseous phase burned. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученное при сжигании твердой и газообразной фазы тепло используют для приготовления воды с температурой выше, чем температура котловой воды. 9. The method according to claim 1, characterized in that the heat obtained by burning the solid and gaseous phases is used to prepare water with a temperature higher than the temperature of the boiler water.
RU2009119688/11A 2009-05-25 2009-05-25 Method of operating steam locomotive on solid fuel RU2430846C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009119688/11A RU2430846C2 (en) 2009-05-25 2009-05-25 Method of operating steam locomotive on solid fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009119688/11A RU2430846C2 (en) 2009-05-25 2009-05-25 Method of operating steam locomotive on solid fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009119688A RU2009119688A (en) 2010-11-27
RU2430846C2 true RU2430846C2 (en) 2011-10-10

Family

ID=44057340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009119688/11A RU2430846C2 (en) 2009-05-25 2009-05-25 Method of operating steam locomotive on solid fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430846C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109367549A (en) * 2018-11-09 2019-02-22 温州捷凯智能设备科技有限公司 A kind of pseudo-classic steam mini train environment-friendly and energy-efficient dynamical system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109367549A (en) * 2018-11-09 2019-02-22 温州捷凯智能设备科技有限公司 A kind of pseudo-classic steam mini train environment-friendly and energy-efficient dynamical system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009119688A (en) 2010-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7350471B2 (en) Combustion system with recirculation of flue gas
EP0982476A2 (en) Apparatus for generating power
JPH07509766A (en) Combined cycle thermal power plant combined with atmospheric circulation fluidized bed boiler and gasifier
CN108758651A (en) A kind of circulating fluidized bed boiler suitable for waste incineration
JP5150500B2 (en) Steam generating boiler from flue gas under optimum conditions
JP2007127330A (en) Cogeneration method and system using carbonization furnace
JPH11511236A (en) Steam generator
RU2430846C2 (en) Method of operating steam locomotive on solid fuel
JP2007163078A (en) Waste disposal method and device
JP2564849B2 (en) Waste treatment equipment
JP2013117336A (en) Combustion method and combustion device of stoker-type incinerator
CA2441692A1 (en) Method and apparatus for producing superheated steam
JP2007309162A (en) Waste incinerator power generation device
RU2092757C1 (en) Thermal module for preparation of carbon sorbents
FI113562B (en) Power boiler and method for burning fuel in a boiler
RU2137981C1 (en) Technological power plant for thermal processing of solid waste
SU1460362A1 (en) Solid fuel-fired steam/gas plant
RU2684514C1 (en) Boiler plant
JP2018173061A (en) Power generation system and power generation method
RU2749261C2 (en) Thermal-oxidative carbonisation unit
JP4414514B2 (en) High-efficiency waste power generation system
UA151490U (en) Method of burning solid low-reaction fuel in a boiler unit
SU1368454A1 (en) Steam-gas unit
RU2684720C1 (en) Boiler plant
EA031280B1 (en) Method for firing a low-temperature fluidized-bed furnace