RU2717182C1

RU2717182C1 - Modular heat and power complex and method of heating of mine air, carried out by means of it

Info

Publication number: RU2717182C1
Application number: RU2019126580A
Authority: RU
Inventors: Тамара Михайловна Карасева
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2020-03-18
Also published as: CN112413891A

Abstract

FIELD: heating systems.

SUBSTANCE: claimed invention relates to heat supply systems of various objects for both ground and underground purposes, and is intended for obtaining heat energy (hot air) and supply, for example, to additive to mine ventilation air. Modular heat power complex includes at least one upper module, at least one lower module and at least one process module, each of which contains assembled support frame and at least one wall panel, besides, all modules are made with possibility of connection with each other. Each upper module includes a fuel feed system and a cold air duct, and each lower module includes a heat generator unit and a heat exchanger. In its turn, heat-generating unit includes combustion unit with combustion chamber, to which flue-blowing systems, secondary blowing and flap recovery system are connected. Besides, flue gas cleaning and removal system is supplied to combustion chamber, passing through upper module and lower module, and heat exchanger is connected to hot air path passing through lower module, and to cold air path passing through upper module. Elements of heat-power complex are controlled by means of automatic control system located in process module. By means of the claimed device the method of heating of mine air is implemented.

EFFECT: technical result of claimed invention in part of device and method is simplification of its design with increase in its efficiency, ease of installation and use of disclosed device, as well as reduced risk of harm to user's health.

23 cl, 6 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

На сегодняшний день важной проблемой является создание удобной легко масштабируемой системы теплоснабжения, предназначенной для работы с помещениями большого объема. В случае, если возникает необходимость теплоснабжения подземного объекта, такого как шахта, процесс использования системы теплоснабжения должен исключать дополнительные риски причинения вреда здоровью пользователя. Также, в используемой системе теплоснабжения необходимо предусмотреть удобство оперативного изменения конфигурации этой системы с целью повышения выдаваемого тепла. Такая необходимость неизбежно возникает по мере увеличения свободного пространства в шахте в процессе освоения и добычи полезных ископаемых.Today, an important problem is the creation of a convenient, easily scalable heat supply system designed to work with large volumes of premises. If there is a need for heat supply to an underground facility, such as a mine, the process of using the heat supply system should exclude additional risks of harm to the user's health. Also, in the used heat supply system, it is necessary to provide for the convenience of quickly changing the configuration of this system in order to increase the heat generated. Such a need inevitably arises as the free space in the mine increases during the development and mining of minerals.

Заявляемое изобретение относится к системам теплоснабжения различных объектов как наземного, так и подземного назначения, и предназначено для получения тепловой энергии (горячего воздуха) и подачи, например, в присадку к шахтному вентиляционному воздуху.The claimed invention relates to heat supply systems for various objects, both ground and underground, and is intended to produce thermal energy (hot air) and supply, for example, in an additive to mine ventilation air.

Известно устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха, раскрытое в патенте на изобретение RU 2189533 C2 (МПК F24D 15/00, F24H 3/02, E21F 1/00; опубликован 20.09.2002), «Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту», предусматривающее нагрев, транспортирование и подачу горячего воздуха в присадку к основному потоку шахтного вентиляционного воздуха, содержащая камеру сгорания топлива, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы, отличающаяся тем, что она снабжена распределительным устройством горячего воздуха и камерой смешения холодного и горячего воздуха. Недостатками известного устройства являются недостаточно интенсивный процесс горения топлива и низкий к. п. д. нагревательной установки. Кроме того, известное устройство распложено в капитальном здании, что не позволяет осуществлять его быстрый монтаж.A device for heating mine ventilation air is disclosed in the patent for invention RU 2189533 C2 (IPC F24D 15/00, F24H 3/02, E21F 1/00; published September 20, 2002), "Installation for heating the air supplied to the mine", comprising heating, transporting and supplying hot air to an additive to the main flow of mine ventilation air, comprising a fuel combustion chamber, an air heater, a fan, a smoke exhaust and piping, characterized in that it is equipped with a hot air dispenser and a mixing chamber I have cold and hot air. The disadvantages of the known device are the insufficiently intense process of burning fuel and low efficiency of the heating installation. In addition, the known device is located in a capital building, which does not allow for its quick installation.

Известен способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха, раскрытый в заявке на патент на изобретение RU 2014121233 A (МПК F24D 15/00; опубликовано 10.12.2015) «Способ теплоснабжения вентиляции подземных горных выработок», осуществляемый путем получения горячих газов в камере сгорания топлива, поступающих по газоходу в воздухоподогреватель, нагревающих воздух, подаваемый вентилятором в воздухоподогреватель и далее поступающий через воздухораспределительное устройство горячего воздуха в присадку к вентиляционному воздуху, отличающийся тем, что посредством запорно-регулирующих устройств подача присадочного нагретого воздуха осуществляется при температуре не ниже +2°C на выходе из воздухоподогревателя, при этом, с помощью запорно-регулирующего устройства и вентилятора горячего воздуха, давление в воздухораспределительном устройстве горячего воздуха поддерживается выше давления, чем в камере смешения с шахтным воздухом.There is a method of heating mine ventilation air, disclosed in patent application RU 2014121233 A (IPC F24D 15/00; published December 10, 2015) "Method for heating the ventilation of underground mine workings", carried out by receiving hot gases in the combustion chamber of fuel supplied by the duct to the air heater, heating the air supplied by the fan to the air heater and then coming through the hot air distribution device to the additive to the ventilation air, characterized in that by means of shut-off and regulating devices, the supply of additive heated air is carried out at a temperature of at least + 2 ° C at the outlet of the air heater, while using a shut-off and regulating device and a hot air fan, the pressure in the hot air distribution device is maintained higher than in the chamber mixing with mine air.

Недостатком известного способа является отсутствие этапа очистки дымовых газов, а значит, в случае применения известного способа создается угроза загрязнения окружающей среды продуктами горения, а значит, существует риск причинения вреда здоровью человека, следовательно, такой способ подогрева шахтного воздуха не отвечает критерию безопасности.The disadvantage of this method is the lack of a flue gas purification step, which means that if the known method is used, there is a risk of environmental pollution by combustion products, which means that there is a risk of harm to human health, therefore, this method of heating mine air does not meet the safety criterion.

Известно устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха, раскрытое в патенте на изобретение (RU 2386034 C1, МПК E21F 3/00, E21F 1/00, F24H 3/02; опубликован 10.04.2010) «Способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройство для его осуществления», содержащее камеру сгорания топлива, вентиляторы вторичного дутья, конвективную рубашку, щелевые форсунки, воздухоподогреватель, воздухораспределительное устройство горячего воздуха, вентилятор горячего воздуха, дымосос, газоходы, воздуховод и КИП.A device for heating mine ventilation air is disclosed in the patent for the invention (RU 2386034 C1, IPC E21F 3/00, E21F 1/00, F24H 3/02; published on 04/10/2010) “Method for heating mine ventilation air and a device for its implementation »Containing a fuel combustion chamber, secondary blast fans, a convective shirt, slotted nozzles, an air heater, a hot air air distribution device, a hot air fan, a smoke exhaust fan, gas ducts, an air duct and instrumentation.

С помощью известного устройства для подогрева шахтного вентиляционного воздуха реализуют способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха.Using the known device for heating mine ventilation air, a method for heating mine ventilation air is implemented.

Известный способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха раскрыт в патенте на изобретение RU 2386034 C1 (МПК E21F 3/00, E21F 1/00, F24H 3/02; опубликован 10.04.2010) «Способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройство для его осуществления». Известный способ подогрева шахтного вентиляционного воздуха включает нагрев атмосферного воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания через газоход и камеру догорания топлива, подачу его в шахту через вентиляционную систему, отличающийся тем, что в поток вентиляционного воздуха, непосредственно в воздухораспределительное устройство горячего воздуха, дозированно подают присадку горячего воздуха, в камере сгорания используют вторичное дутье, вторичный воздух, подаваемый вентиляторами вторичного дутья, подогревают в конвективной рубашке боковых стенок камеры сгорания, а в выходном газоходе используют поддув холодного воздуха, который направляют вверх под углом не менее 45°.A known method for heating mine ventilation air is disclosed in the patent for invention RU 2386034 C1 (IPC E21F 3/00, E21F 1/00, F24H 3/02; published on 04/10/2010) “Method for heating mine ventilation air and a device for its implementation”. A known method of heating mine ventilation air involves heating the atmospheric air with flue gases coming from the combustion chamber through the gas duct and the combustion chamber, supplying it to the shaft through the ventilation system, characterized in that the flow of ventilation air directly into the hot air distribution device is metered hot air additive, secondary blasting is used in the combustion chamber, the secondary air supplied by the secondary blast fans is heated in a conve su- jacket side walls of the combustion chamber and in the outlet duct of cold air blower is used that is directed upwardly at an angle of at least 45 °.

Недостатками как известного устройства, так и способа, реализуемого с его помощью, являются:The disadvantages of both the known device and the method implemented with its help are:

- низкий к. п. д. применяемой схемы очистки дымовых газов, не превышающий 50%;- low efficiency of the used flue gas treatment scheme, not exceeding 50%;

- конвективная рубашка, выполненная в виде щита, установленного возле боковых стенок камеры сгорания на расстоянии 50-70 мм, не обеспечивает достаточный нагрев холодного воздуха, забираемого из атмосферы, что отрицательно влияет на интенсивность процесса горения.- a convective shirt, made in the form of a shield installed near the side walls of the combustion chamber at a distance of 50-70 mm, does not provide sufficient heating for cold air drawn from the atmosphere, which negatively affects the intensity of the combustion process.

Следствием этих факторов является высокий риск причинения вреда здоровью человека, в случае использования известного устройства и способа, реализуемого с его помощью, в первую очередь, для дыхательной системы человека. Кроме того, использование известного устройства и способа приводит к загрязнению окружающей среды, ввиду низкой степени очистки дымовых газов от частиц золы и шлака (не более, чем на 50%).The consequence of these factors is a high risk of harm to human health, in the case of using a known device and method, implemented with its help, primarily for the human respiratory system. In addition, the use of the known device and method leads to environmental pollution, due to the low degree of purification of flue gases from particles of ash and slag (not more than 50%).

Кроме того, известное устройство распложено в капитальном здании, что не позволяет осуществлять его быстрый монтаж и демонтаж.In addition, the known device is located in a capital building, which does not allow for its quick installation and dismantling.

Известно устройство для подогрева шахтного вентиляционного воздуха, принятое в качестве прототипа как наиболее близкое, раскрытое в патенте на изобретение RU 2488696 C2 (МПК E21F 3/00, F24H 3/06; опубликован 27.07.2013) «Теплоэнергетический комплекс для теплоснабжения горных выработок и помещений большого объема», содержащее систему топливоподачи, воздухонагревательную установку с камерой сгорания топлива, с подведенной к ней системами топочного и вторичного дутья, систему очистки и удаления дымовых газов, снабженной газоходами, золоуловителем, дымососом и дымовой трубой, рекуперативный групповой теплообменник, содержащий переходной боров; комплекс также включает тракт горячего воздуха и тракт холодного воздуха, а также систему золошлакоудаления и систему автоматизированного управления.A device for heating mine ventilation air is known, which is adopted as the closest prototype disclosed in patent RU 2488696 C2 (IPC E21F 3/00, F24H 3/06; published July 27, 2013) "A heat and power complex for heating mine workings and premises large volume ”, comprising a fuel supply system, an air heating installation with a fuel combustion chamber, with furnace and secondary blast systems connected to it, a flue gas cleaning and removal system equipped with flues, an ash collector, a smoke exhaust ohm and chimney, recuperative group heat exchanger containing transitional burs; the complex also includes a hot air path and a cold air path, as well as an ash and ash removal system and an automated control system.

Известное устройство содержит две ступени очистки дымовых газов, а система подачи топочного дутья выполнена с возможностью подогрева части объема воздуха, подаваемого вентилятором топочного дутья в камеру сгорания с помощью золоуловителя.The known device contains two stages of flue gas cleaning, and the furnace blast supply system is configured to heat part of the air volume supplied by the furnace blast fan to the combustion chamber using an ash collector.

С помощью известного устройства реализуют способ подогрева шахтного воздуха, заключающийся в том, что с помощью системы топливоподачи, в камеру сгорания подают топливо и поджигают его, одновременно с этим в камеру сгорания подают воздух с помощью системы топочного дутья, а также в камеру сгорания подают воздух с помощью системы вторичного дутья, образующиеся в процессе горения дымовые газы направляют в камеру снижения температуры газов с осевым вентилятором, после чего дымовые газы направляют в групповой теплообменник, в котором подогревают атмосферный воздух, и направляют в шахту, а дымовые газы охлаждают и направляют в дымовую трубу, образовавшиеся золу и шлак удаляют с помощью системы золошлакоудаления и осуществляют контроль с помощью системы автоматизированного управления. При этом часть воздуха, подаваемого через систему топочного дутья, подогревают за счет теплообмена с золоуловителем, а дымовые газы подвергают двум ступеням очистки.Using the known device, a method for heating mine air is implemented, which consists in the fact that using the fuel supply system, fuel is supplied to the combustion chamber and ignited, at the same time, air is supplied to the combustion chamber by means of a furnace blast system, and air is also supplied to the combustion chamber using a secondary blasting system, the flue gases generated during combustion are directed to a gas temperature reduction chamber with an axial fan, after which the flue gases are sent to a group heat exchanger, in which vayut atmospheric air and fed into the shaft, and the flue gases are cooled and sent to a stack formed ash and slag is removed through ash removal system and carry out control in an automated control system. At the same time, part of the air supplied through the furnace blast system is heated by heat exchange with an ash collector, and flue gases are subjected to two stages of purification.

Известное устройство и способ имеют ряд недостатков, а именно низкое качество очистки дымовых газов от примесей золы и шлака, содержащихся в них, а также неоптимальный расход тепла, выделяемый известным устройством. В частности, тепло, выделяемое шнековым золоуловителем известного устройства, расходуется на нагрев только части объема воздуха, подаваемого вентилятором системы топочного дутья в камеру сгорания, что приводит к снижению интенсивности процесса горения, ввиду недостаточного нагревания объема воздуха, подаваемого в камеру сгорания через систему топочного дутья. Кроме того, известное устройство распложено в капитальном здании, что не позволяет осуществлять его быстрый монтаж и демонтаж.The known device and method have several disadvantages, namely the low quality of flue gas cleaning from impurities of ash and slag contained in them, as well as the sub-optimal heat consumption generated by the known device. In particular, the heat generated by the screw ash collector of the known device is used to heat only part of the volume of air supplied by the fan of the furnace blast system to the combustion chamber, which leads to a decrease in the intensity of the combustion process, due to insufficient heating of the volume of air supplied to the combustion chamber through the furnace blast system . In addition, the known device is located in a capital building, which does not allow for its quick installation and dismantling.

Известен модульный теплоэнергокомплекс, также принятый в качестве прототипа, раскрытый в патенте на изобретение RU 2345291 C1 (МПК F24H 3/00; опубликовано 27.01.2009) «Агрегат воздухонагревательный газовый модульный», содержащий один модуль, разделенный на подсекции с помощью перегородок. В модуле известного устройства подсекции расположены последовательно. В свою очередь, в подсекциях установлены система дутья, соединенная с трактом холодного воздуха, воздухонагреватель смесительного типа, снабженного газовой горелкой, и выравнивающим устройством, установленным на выходе воздухонагревателя, вентиляторы и подсекция смешения горячего присадочного воздуха. При этом все смежные подсекции соединены друг с другом входными окнами, выполненными в перегородках между подсекциями, а система автоматического управления связана с регулятором подачи топлива и регулятором частоты вращения валов вентиляторов.Known modular heat and power complex, also adopted as a prototype, disclosed in the patent for invention RU 2345291 C1 (IPC F24H 3/00; published January 27, 2009) “Air-gas heating gas module”, containing one module, divided into subsections using partitions. In a module of a known device, subsections are arranged in series. In turn, in the subsections there is installed a blasting system connected to the cold air path, a mixing type air heater equipped with a gas burner, and an equalizing device installed at the outlet of the air heater, fans and a hot mix air mixing subsection. Moreover, all adjacent subsections are connected to each other by input windows made in the partitions between the subsections, and the automatic control system is connected to the fuel supply regulator and the fan shaft speed controller.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Атмосферный воздух через тракт холодного воздуха поступает в систему дутья модульного устройства, после чего попадает в воздухонагреватель смесительного типа. В воздухонагревателе смесительного типа происходит нагрев атмосферного воздуха продуктами горения газа, поступающего по газопроводу в газовую горелку. Под действием вентиляторов происходит движение нагретого воздуха, воздух попадает на решетку выравнивающего устройства, где происходит равномерное температурное распределение воздушного потока. Подачу топлива и частоту вращения вентиляторов регулируют с помощью системы автоматического управления. Нагретый до необходимой температуры воздух подают в подсекцию смешения горячего присадочного воздуха, соединенную с обогреваемым помещением.Atmospheric air through a cold air path enters the blast system of a modular device, after which it enters a mixing type air heater. In a mixing type air heater, atmospheric air is heated by the combustion products of the gas entering the gas burner through the gas pipeline. Under the influence of the fans, the movement of heated air occurs, the air enters the grating of the leveling device, where there is a uniform temperature distribution of the air flow. The fuel supply and fan speed are controlled using an automatic control system. Heated to the required temperature, the air is fed into the subsection of the mixing of hot additive air connected to the heated room.

Известное устройство имеет ряд недостатков. В данном устройстве конструктивно предусмотрено сжигание газового топлива, однако такая конструкция не позволяет сжигать твердое топливо, прежде всего уголь. Соответственно, нагрев шахтного воздуха возможен только в том случае, если к шахте подведен газопровод, или же в случае добычи в шахте попутного газа. В случае же сжигания в данном устройстве угля, продукты сгорания неизбежно попадут в нагреваемый воздух, вместе с частицами золы и шлака, образующихся при горении твердого топлива, что является недопустимым, поскольку приведет к критическому содержанию угарного газа в вентиляционном воздухе.The known device has several disadvantages. This device is structurally provided for the combustion of gas fuel, however, this design does not allow to burn solid fuel, primarily coal. Accordingly, heating of mine air is possible only if a gas pipeline is connected to the mine, or if associated gas is produced in the mine. In the case of burning coal in this device, the combustion products will inevitably fall into the heated air, together with the particles of ash and slag generated during the combustion of solid fuel, which is unacceptable, since it will lead to a critical carbon monoxide content in the ventilation air.

Кроме того, в известном устройстве предусмотрен всего один сборный модуль, что не позволяет транспортировать его, например, в частично собранном виде, ввиду его больших габаритов.In addition, in the known device provides only one assembled module, which does not allow transporting it, for example, in partially assembled form, due to its large dimensions.

Задачей заявляемого изобретения является создание компактного легко монтируемого и перевозимого устройства, позволяющего эффективно осуществлять, подогрев воздуха в шахтах.The objective of the invention is the creation of a compact easily mounted and transported device that allows you to effectively implement, heating the air in the mines.

Техническим результатом заявляемого изобретения в части устройства и способа является упрощение его конструкции при повышении его эффективности, удобство монтажа и использования заявляемого устройства, а также снижение риска причинения вреда здоровью пользователя.The technical result of the claimed invention in terms of the device and method is to simplify its design while increasing its efficiency, ease of installation and use of the inventive device, as well as reducing the risk of harm to the health of the user.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В отношении конструкции модульного теплоэнергетического комплекса заявляемый технический результат достигается следующим.Модульный теплоэнергетический комплекс, включает в себя, по крайней мере, один верхний модуль, по крайней мере, один нижний модуль и, по крайней мере, один технологический модуль, каждый из которых содержит сборную опорную раму и, по крайней мере, одну стеновую панель, причем все модули выполнены с возможностью соединения друг с другом. При этом каждый верхний модуль включает систему топливоподачи и тракт холодного воздуха, а каждый нижний модуль включает теплогенераторный блок и теплообменник. В свою очередь, теплогенераторный блок включает в себя топочный блок с камерой сгорания, к которой подведены системы топочного дутья, вторичного дутья и система возврата уноса. Кроме того, к камере сгорания подведена система очистки и удаления дымовых газов, проходящая через верхний модуль и нижний модуль, а теплообменник соединен с трактом горячего воздуха, проходящим через нижний модуль, и с трактом холодного воздуха, проходящим через верхний модуль. Элементы теплоэнергетического комплекса управляются с помощью системы автоматического управления, расположенной в технологическом модуле.Отличительной особенностью конструкции заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса является ее удобство и простота. Благодаря наличию, по крайней мере, одного верхнего модуля, по крайней мере, одного нижнего модуля и технологического модуля, выполненных с возможностью объединения с образованием единого пространства внутри них, с одной стороны, в случае необходимости, становится возможным увеличение числа модулей, а, следовательно, и числа теплогенераторных блоков, что приводит к увеличению мощности модульного теплоэнергетического комплекса. То есть, это приводит к повышению эффективности заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса. Кроме того, обеспечивается удобство монтажа заявляемого изобретения. С другой стороны, наличие единого пространства позволяет свободно перемещаться между модулями, и, беспрепятственно обслуживать элементы модульного теплоэнергетического комплекса, расположенных внутри модулей, в первую очередь, теплогенераторных блоков, то есть обеспечивается удобство использования заявляемого изобретения, а также снижения риска причинения вреда здоровью пользователя.Regarding the design of the modular heat and power complex, the claimed technical result is achieved as follows. The modular heat and power complex includes at least one upper module, at least one lower module and at least one technological module, each of which contains a combined a supporting frame and at least one wall panel, and all modules are made with the possibility of connection with each other. Moreover, each upper module includes a fuel supply system and a cold air path, and each lower module includes a heat generating unit and a heat exchanger. In turn, the heat generating unit includes a combustion unit with a combustion chamber, to which the systems of furnace blasting, secondary blasting and an ablation return system are connected. In addition, a flue gas cleaning and removal system passing through the upper module and the lower module is connected to the combustion chamber, and the heat exchanger is connected to the hot air path passing through the lower module and to the cold air path passing through the upper module. Elements of the heat and power complex are controlled by an automatic control system located in the technological module. A distinctive design feature of the inventive modular heat and power complex is its convenience and simplicity. Due to the presence of at least one upper module, at least one lower module and a technological module, made with the possibility of combining with the formation of a single space inside them, on the one hand, if necessary, it becomes possible to increase the number of modules, and therefore , and the number of heat generating units, which leads to an increase in the power of a modular heat and power complex. That is, this leads to an increase in the efficiency of the claimed modular thermal power complex. In addition, it provides ease of installation of the claimed invention. On the other hand, the presence of a single space allows you to freely move between the modules, and unhindered to service the elements of the modular heat and power complex located inside the modules, primarily heat generating units, that is, the convenience of using the claimed invention is ensured, as well as reducing the risk of harm to the health of the user.

При этом, по крайней мере, один верхний модуль и, по крайней мере, один нижний модуль включают в себя торцевую стеновую панель. Это позволяет сохранять тепло внутри модулей, а значит, повысить эффективность заявляемого теплоэнергетического комплекса.In this case, at least one upper module and at least one lower module include an end wall panel. This allows you to save heat inside the modules, and therefore, increase the efficiency of the claimed heat and power complex.

Для увеличения тепловой мощности заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, а значит и его эффективности, модульный теплоэнергетический комплекс может содержать два верхних модуля и два нижних модуля. При этом модули соединены между собой за счет соединения горизонтальных направляющих и вертикальных направляющих сборных опорных рам соседних модулей. Повышение мощности происходит благодаря возможности размещения в каждом из нижних модулей теплогенераторного блока. Соответственно, горячий присадочный воздух, производимый внутри групповых теплообменников, также направляется с помощью трактов горячего воздуха в магистральный воздуховод, по которому горячий воздух подается в зону смешения горячего присадочного воздуха. В свою очередь, дымовые газы выводятся из нескольких групповых теплообменников теплогенераторных блоков с помощью магистрального дымохода. Также, при необходимости повышения мощности модульного теплоэнергетического комплекса, количество верхних и нижних модулей может быть увеличено. Один технологический модуль может обслуживать неограниченное число нижних модулей и верхних модулей благодаря тому, что внутри технологического модуля расположена система автоматического управления, а сам технологический модуль электрически связан с каждой парой верхнего и нижнего модуля.To increase the thermal power of the inventive modular heat and power complex, and hence its effectiveness, the modular heat and power complex may contain two upper modules and two lower modules. In this case, the modules are interconnected by connecting horizontal guides and vertical guides of the assembled support frames of adjacent modules. The increase in power is due to the possibility of placing in each of the lower modules of the heat generating unit. Accordingly, the hot additive air produced inside the group heat exchangers is also sent via hot air paths to the main duct through which hot air is supplied to the mixing zone of the hot additive air. In turn, flue gases are removed from several group heat exchangers of heat generating units using a main chimney. Also, if it is necessary to increase the power of a modular heat and power complex, the number of upper and lower modules can be increased. One technological module can serve an unlimited number of lower modules and upper modules due to the fact that an automatic control system is located inside the technological module, and the technological module itself is electrically connected to each pair of upper and lower modules.

В качестве предпочтительного варианта реализации заявляемого изобретения предлагается следующий вариант модульного теплоэнергетического комплекса, включающий, по крайней мере, один верхний модуль, по крайней мере, один нижний модуль и, по крайней мере, один технологический модуль. В каждом верхнем модуле расположены система топливоподачи, а также тракт холодного воздуха. В каждом нижнем модуле расположены система золошлакоудаления и теплогенераторный блок, включающий топочный блок с камерой сгорания с, подведенными к ней системой топочного дутья и системой вторичного дутья. К камере сгорания подведена система очистки и удаления дымовых газов, проходящая через каждый верхний модуль и каждый нижний модуль, включающая газоходы, перепускной газоход, золоуловитель, дымосос и дымовую трубу. Теплогенераторный блок также включает, по крайне мере, один групповой теплообменник, расположенный в каждом нижнем модуле. Каждый групповой теплообменник соединен с трактом горячего воздуха, проходящим через каждый нижний модуль, и с трактом холодного воздуха, проходящего через каждый верхний модуль. В свою очередь, система автоматизированного управления расположена в технологическом модуле. Причем, топочный блок снабжен конвективной рубашкой, а камера сгорания снабжена системой удаления уноса.As a preferred embodiment of the claimed invention, the following variant of a modular heat and power complex is proposed, including at least one upper module, at least one lower module and at least one technological module. Each top module has a fuel supply system as well as a cold air path. Each bottom module contains an ash and slag removal system and a heat generating unit, including a furnace block with a combustion chamber with a furnace blast system and a secondary blast system connected to it. A flue gas cleaning and removal system is connected to the combustion chamber, passing through each upper module and each lower module, including gas ducts, a bypass duct, an ash collector, a smoke exhauster and a chimney. The heat generating unit also includes at least one group heat exchanger located in each lower module. Each group heat exchanger is connected to a hot air path passing through each lower module and to a cold air path passing through each upper module. In turn, the automated control system is located in the technological module. Moreover, the furnace block is equipped with a convective jacket, and the combustion chamber is equipped with an ablation removal system.

Такая конструкция элементов теплогенераторного блока в рамках конструкции заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, с одной стороны, призвана обеспечить высокую эффективность заявляемого теплоэнергетического комплекса. С другой стороны, это обеспечивает простоту монтажа заявляемого изобретения за счет упрощения конструкции его элементов и возможности разделения системы на соединяемые модули.This design of the elements of the heat generating unit in the framework of the design of the inventive modular heat and power complex, on the one hand, is designed to provide high efficiency of the inventive heat and power complex. On the other hand, this ensures ease of installation of the claimed invention by simplifying the design of its elements and the possibility of dividing the system into connected modules.

Для эффективной очистки дымовых газов от частиц золы и шлака камера сгорания снабжена ступенью очистки дымовых газов, которая представляет собой переход из газохода задней стенки камеры сгорания в камеру снижения температуры газов. Такая очистка позволяет снизить количество примесей, выбрасываемых в атмосферу, а значит, обеспечивает снижение риска причинению вреда здоровью пользователя. Кроме того, поскольку частицы золы и шлака возвращаются в камеру сгорания с помощью системы возврата уноса с целью их дальнейшего сжигания, это позволяет повысить эффективность использования заявляемого изобретения за счет увеличения тепла, вырабатываемого заявляемым модульным теплоэнергетическим комплексом.For effective cleaning of flue gases from ash and slag particles, the combustion chamber is equipped with a flue gas cleaning stage, which is a transition from the gas duct of the rear wall of the combustion chamber to the chamber for reducing the temperature of the gases. Such cleaning can reduce the amount of impurities emitted into the atmosphere, which means that it reduces the risk of harm to the health of the user. In addition, since the ash and slag particles are returned to the combustion chamber using the ablation recovery system for the purpose of further burning, this improves the efficiency of using the claimed invention by increasing the heat generated by the inventive modular heat power complex.

Кроме того, корпус топочного блока может быть снабжен конвективной рубашкой, что обеспечивает эффективность использования заявляемого изобретения, поскольку позволяет предварительно подогревать атмосферный воздух, подаваемый в камеру сгорания с помощью системы топочного дутья.In addition, the housing of the furnace block can be equipped with a convective jacket, which ensures the efficient use of the claimed invention, since it allows preheating of the atmospheric air supplied to the combustion chamber using the furnace blast system.

При этом стенка камеры сгорания может быть снабжена, по крайней мере, одним соплом, что позволяет осуществлять подачу воздуха, поступающего из системы вторичного дутья, в камеру сгорания. Это обеспечивает эффективность сжигания топлива в камере сгорания, а значит, повышает эффективность использования заявляемого изобретения.In this case, the wall of the combustion chamber can be equipped with at least one nozzle, which allows the supply of air coming from the secondary blast system to the combustion chamber. This ensures the efficiency of fuel combustion in the combustion chamber, and therefore, increases the efficiency of the use of the claimed invention.

Кроме того, в рамках реализации заявляемого изобретения система вторичного дутья может быть подведена к вентилятору топочного дутья, что обеспечивает упрощение конструкции заявляемого изобретения, а также простоту его монтажа при сохранении эффективности использования заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса.In addition, in the framework of the implementation of the claimed invention, the secondary blasting system can be brought to the fan of the blast furnace, which simplifies the design of the claimed invention, as well as the simplicity of its installation while maintaining the efficiency of use of the inventive modular heat and power complex.

В свою очередь, короб тракта холодного воздуха может быть выполнен с возможностью теплообмена с перепускным газоходом. Это позволяет подогревать атмосферный воздух, поступающий в, по крайней мере, один групповой теплообменник. Такой подогрев позволяет эффективно нагревать воздух в воздухоподогревателях, по крайней мере, одного группового теплообменника, а значит, повышает эффективность заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса.In turn, the duct box of the cold air can be made with the possibility of heat exchange with a bypass duct. This allows you to heat the atmospheric air entering at least one group heat exchanger. This heating allows you to effectively heat the air in the air heaters of at least one group heat exchanger, and therefore, increases the efficiency of the inventive modular heat and power complex.

В отношении способа заявляемый технический результат достигается тем, что реализуют способ подогрева шахтного воздуха. Заявляемый способ подогрева шахтного воздуха, заключается в том, что с помощью системы топливоподачи, расположенной в верхнем модуле, подают топливо в камеру сгорания топочного блока, расположенного в нижнем модуле, после чего топливо поджигают. Одновременно с этим в камеру сгорания подают воздух с помощью системы топочного дутья и системы вторичного дутья, расположенных в нижнем модуле. Образующиеся в процессе горения дымовые газы направляют в камеру снижения температуры газов топочного блока, после чего дымовые газы направляют через перепускной газоход, расположенный в верхнем модуле, в теплообменник, расположенный в нижнем модуле. Причем воздух, подаваемый в теплообменник, по тракту холодного воздуха, проходящего через верхний модуль, предварительно нагревают за счет теплообмена с перепускным газоходом. В воздухоподогревателях группового теплообменника осуществляют дальнейший нагрев воздуха и направляют его в шахту, а дымовые газы охлаждают и направляют в дымовую трубу, образовавшиеся золу и шлак удаляют с помощью системы золошлакоудаления, расположенную в нижнем модуле, и осуществляют контроль из технологического модуля с помощью системы автоматизированного управления.With regard to the method, the claimed technical result is achieved in that they implement a method for heating mine air. The inventive method of heating mine air, is that using a fuel supply system located in the upper module, the fuel is supplied to the combustion chamber of the furnace block located in the lower module, after which the fuel is ignited. At the same time, air is supplied to the combustion chamber using a furnace blast system and a secondary blast system located in the lower module. The flue gases generated during the combustion process are directed to a chamber for decreasing the temperature of the gases of the combustion unit, after which the flue gases are directed through a bypass duct located in the upper module to a heat exchanger located in the lower module. Moreover, the air supplied to the heat exchanger through the path of cold air passing through the upper module is preheated by heat exchange with a bypass duct. In the air heaters of the group heat exchanger, the air is further heated and directed to the mine, and the flue gases are cooled and sent to the chimney, the ash and slag formed are removed using the ash and slag removal system located in the lower module, and they are monitored from the technological module using an automated control system .

Заявляемый способ подогрева шахтного воздуха обеспечивает эффективное сжигание топлива. Одновременно с этим, реализация заявляемого способа позволяет снизить риск причинения вреда здоровью пользователя за счет многоступенчатой очистки дымовых газов от содержащихся в них частиц золы и шлака. Это достигается благодаря тому, что дымовые газы дополнительно направляют в ступень предварительной очистки камеры сгорания. При этом, дымовые газы очищают путем инерционного улавливания в переходе из газохода задней стенки камеры сгорания в камеру снижения температуры газов.The inventive method of heating mine air provides efficient combustion of fuel. At the same time, the implementation of the proposed method can reduce the risk of harm to the health of the user due to multi-stage cleaning of flue gases from the particles of ash and slag contained in them. This is achieved due to the fact that the flue gases are additionally sent to the stage of preliminary cleaning of the combustion chamber. In this case, flue gases are cleaned by inertial collection in the transition from the gas duct of the rear wall of the combustion chamber to the chamber for reducing the temperature of the gases.

Кроме того, полученные в результате очистки частицы золы и шлака могут быть направлены с помощью системы возврата уноса в камеру сгорания и сожжены, что обеспечивает увеличение тепла, вырабатываемого в теплогенераторном блоке, а значит, обеспечивает эффективность использования заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса. Также, это позволяет уменьшить количество частиц золы и шлака, выбрасываемых в атмосферу, а значит, снизить риск причинения вреда здоровью пользователя.In addition, the particles of ash and slag obtained as a result of cleaning can be sent using the ablation return system to the combustion chamber and burned, which ensures an increase in the heat generated in the heat generating unit, which means it ensures the efficient use of the inventive modular heat power complex. Also, this allows to reduce the amount of ash and slag particles emitted into the atmosphere, which means to reduce the risk of harm to the user's health.

В свою очередь, воздух топочного дутья могут подавать в камеру сгорания через конвективную рубашку топочного блока, что позволяет предварительно подогревать воздух перед подачей его в камеру сгорания с помощью системы топочного дутья. Это обеспечивает эффективность сжигания топлива в камере сгорания, а значит, и эффективность использования заявляемого теплоэнергетического комплекса в целом. При этом воздух вторичного дутья могут подавать в камеру сгорания через сопло, что обеспечивает эффективность сжигания топлива в камере сгорания, а значит, и эффективность использования заявляемого теплоэнергетического комплекса в целом.In turn, the air of the blast furnace can be supplied to the combustion chamber through the convective jacket of the furnace block, which allows you to preheat the air before feeding it into the combustion chamber using the furnace blast system. This ensures the efficiency of fuel combustion in the combustion chamber, and hence the efficiency of the use of the inventive heat and power complex as a whole. In this case, secondary blast air can be supplied to the combustion chamber through a nozzle, which ensures the efficiency of fuel combustion in the combustion chamber, and hence the efficiency of the use of the inventive heat and power complex as a whole.

Дымовые газы могут быть дополнительно очищены сначала путем инерционного улавливания с помощью переходного борова рекуперативного группового теплообменника, а затем – с помощью золоуловителя. Это, наряду с предварительной очисткой позволяет уменьшить количество частиц золы и шлака, выбрасываемых в атмосферу, а значит, снизить риск причинения вреда здоровью пользователя.Flue gases can be further cleaned first by inertial collection using a transition hog of a regenerative group heat exchanger, and then using an ash collector. This, along with pre-treatment, allows to reduce the amount of ash and slag particles emitted into the atmosphere, which means to reduce the risk of harm to the user's health.

Удаление золы и шлака осуществляют с помощью конвейера системы золошлакоудаления, расположенного в выемке основания нижнего модуля, что обеспечивает эффективность использования заявляемого изобретения в целом и способа подогрева шахтного воздуха, в частности.The removal of ash and slag is carried out using the conveyor of the ash and slag removal system located in the recess of the base of the lower module, which ensures the efficient use of the claimed invention in general and the method for heating mine air, in particular.

При этом горячий воздух направляют в шахту по магистральному воздуховоду, а дымовые газы направляют в дымовую трубу по магистральному дымоходу, что позволяет эффективно подавать горячий воздух в шахту и удалять дымовые газы в случае выполнения заявляемого изобретения с более чем одним верхним модулем и нижним модулем.In this case, hot air is sent to the mine through the main duct, and flue gases are sent to the chimney through the main chimney, which makes it possible to efficiently supply hot air to the mine and remove flue gases in the case of the invention with more than one upper module and lower module.

Описание чертежей.Description of the drawings.

На Фиг. 1 приведен общий вид заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, вид в плане, а на Фиг. 2 – поперечный разрез одного из возможных вариантов реализации совмещения, по крайней мере, одного верхнего модуля 1 и, по крайней мере, одного нижнего модуля 2 с основанием 6, снабженным выемкой 7. На Фиг. 3 изображен общий вид теплогенераторного блока 9, вид сбоку, на Фиг. 4 показан продольный разрез теплогенераторного блока 9 по линии A – A, показанной на Фиг. 1, вид сбоку. На Фиг. 5 показано принципиальное расположение короба 43 тракта холодного воздуха 42 относительно перепускного газохода 27, показанного пунктирной линией. На Фиг. 6 изображен один из возможных вариантов реализации корпуса 16 топочного блока 11, поперечный разрез, вид сбоку.In FIG. 1 shows a general view of the inventive modular heat and power complex, a plan view, and in FIG. 2 is a cross-sectional view of one of the possible embodiments of combining at least one upper module 1 and at least one lower module 2 with a base 6 provided with a recess 7. In FIG. 3 shows a general view of the heat generating unit 9, side view, in FIG. 4 shows a longitudinal section through a heat generating unit 9 along line A - A shown in FIG. 1, side view. In FIG. 5 shows the principal arrangement of the duct 43 of the cold air duct 42 with respect to the bypass duct 27 shown by a dashed line. In FIG. 6 shows one of the possible options for the implementation of the housing 16 of the furnace unit 11, a cross section, side view.

Особенности изобретения раскрыты в следующем описании и прилагаемых изображениях, поясняющих изобретение. В рамках данного изобретения могут быть разработаны альтернативные варианты его реализации. Кроме того, хорошо известные элементы изобретения не будут описаны подробно или будут опущены, чтобы не перегружать подробностями описание настоящего изобретения.Features of the invention are disclosed in the following description and the attached images illustrating the invention. In the framework of this invention can be developed alternative options for its implementation. In addition, well-known elements of the invention will not be described in detail or will be omitted so as not to overload the description of the present invention in detail.

Подробное описание изобретения в части устройства.A detailed description of the invention in terms of the device.

Заявляемый модульный теплоэнергетический комплекс включает в себя, по крайней мере, один верхний модуль 1, по крайней мере, один нижний модуль 2 и, по крайней мере, один технологический модуль 3 (Фиг. 2). Модули выполняются высотой 3-3.5 м, что обеспечивает удобство их транспортировки, в том числе, в собранном виде, на значительные расстояния, а также облегчает их монтаж и демонтаж. Это особенно важно в случае необходимости монтажа и демонтажа модульного теплоэнергетического комплекса в условиях низких температур, например, в условиях крайнего Севера. Таким образом, такое разделение на модули обеспечивает удобство монтажа и использования, заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, а также удобство его демонтажа.The inventive modular heat and power complex includes at least one upper module 1, at least one lower module 2, and at least one technological module 3 (Fig. 2). The modules are 3-3.5 m high, which ensures the convenience of their transportation, including when assembled, over long distances, and also facilitates their installation and dismantling. This is especially important if it is necessary to mount and dismantle a modular heat and power complex at low temperatures, for example, in the extreme North. Thus, this separation into modules provides ease of installation and use of the inventive modular heat and power complex, as well as ease of dismantling.

Каждый из модулей представляет собой сборную конструкцию, включающую в себя сборную опорную раму 4 и, по крайней мере, одну стеновую панель 5. В качестве сборной опорной рамы 4 может быть использована любая известная сборная металлоконструкция каркасного типа. В качестве примера сборная опорная рама 4 выполненная в виде сборной металлоконструкции каркасного типа может быть реализована следующим образом.Each of the modules is a prefabricated structure, including a prefabricated support frame 4 and at least one wall panel 5. As a prefabricated support frame 4, any known prefabricated frame metal structure can be used. As an example, a prefabricated support frame 4 made in the form of a prefabricated metal frame type can be implemented as follows.

Каждая сборная опорная рама 4 включает в себя, по крайней мере, 8 горизонтальных направляющих 53, по крайней мере, 4 вертикальных направляющих 54, а также диагональные перемычки 55. Горизонтальные направляющие 53, вертикальные направляющие 54 и диагональные перемычки 55 опорной рамы 4 каждого нижнего модуля 2, верхнего модуля 1 и технологического модуля 3 выполнены с возможностью соединения друг с другом любым известным способом. В качестве примера такое соединение может быть выполнено сварным, болтовым или любым другим известным способом. В свою очередь, горизонтальные направляющие 53, вертикальные направляющие 54 и диагональные перемычки 55 каждой сборной опорной рамы 4 могут быть выполнены любым известным способом, например, в виде металлических балок, металлических уголков и так далее.Each precast support frame 4 includes at least 8 horizontal rails 53, at least 4 vertical rails 54, as well as diagonal jumpers 55. Horizontal rails 53, vertical rails 54 and diagonal jumpers 55 of the support frame 4 of each lower module 2, the upper module 1 and the technological module 3 are configured to be connected to each other in any known manner. By way of example, such a connection may be made by welding, bolting, or any other known method. In turn, the horizontal rails 53, the vertical rails 54 and the diagonal jumpers 55 of each prefabricated support frame 4 can be made in any known manner, for example, in the form of metal beams, metal corners and so on.

Таким образом, соединение элементов сборных опорных рам 4, по крайней мере, одного нижнего модуля 2 с элементами сборных опорных рам 4, по крайней мере, одного верхнего модуля 1, а также с элементами сборной опорной рамы 4 технологического модуля 3 приводит к получению объединенной конструкции с общим каркасом. Соответственно, поскольку сборные опорные рамы 4 каждого из модулей выполнены с возможностью соединения друг с другом, это свойство присуще и модулям в целом. Таким образом, конструкция каждого модуля является простой и обеспечивает простоту монтажа и демонтажа каждого модуля.Thus, the connection of the elements of the prefabricated support frames 4 of at least one lower module 2 with the elements of the prefabricated support frames 4 of at least one upper module 1, as well as with the elements of the prefabricated support frame 4 of the technological module 3, results in an integrated design with a common frame. Accordingly, since the assembled support frames 4 of each of the modules are configured to be connected to each other, this property is also inherent in the modules as a whole. Thus, the design of each module is simple and provides ease of installation and dismantling of each module.

Поскольку среди элементов сборных опорных рам 4 каждого модуля отсутствуют перегородки, то при объединении модулей в единую конструкцию внутри нее возникает единое пространство. Это необходимо для обеспечения свободного перемещения между модулями, а также доступу ко всем элементам заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, например, к теплогенераторным блокам 9, с целью их обслуживания и ремонта. Таким образом достигается получение объединенной конструкции с единым пространством.Since there are no partitions among the elements of the prefabricated support frames 4 of each module, when combining the modules into a single structure, a single space appears inside it. This is necessary to ensure free movement between the modules, as well as access to all elements of the inventive modular heat and power complex, for example, heat generating units 9, for the purpose of their maintenance and repair. Thus, obtaining a combined design with a single space is achieved.

Стеновая панель 5 каждого модуля может быть выполнена любым известным способом, например, бетонной, кирпичной или выполненной из любого известного композитного материала, применяемого в строительстве зданий. В том числе, стеновая панель 5 может быть выполнена в виде сэндвич-панели. При этом, по крайней мере, один нижний модуль 2 может быть снабжен, по крайней мере, одной стеновой панелью 5 с торцевой стороны, а, по крайней мере, один верхний модуль 1 может быть снабжен, по крайней мере, одной стеновой панелью 5, с торцевой и верхней сторон.The wall panel 5 of each module can be made in any known manner, for example, concrete, brick or made of any known composite material used in the construction of buildings. Including, the wall panel 5 can be made in the form of a sandwich panel. In this case, at least one lower module 2 can be provided with at least one wall panel 5 from the front side, and at least one upper module 1 can be equipped with at least one wall panel 5, from the front and top sides.

Тем не менее, в случае необходимости, перегородки между модулями могут быть установлены. В этом случае перегородки между модулями могут быть выполнены в виде стандартных стеновых панелей 5.However, if necessary, partitions between the modules can be installed. In this case, the partitions between the modules can be made in the form of standard wall panels 5.

По крайней мере, один нижний модуль 2 и, по крайней мере, один технологический модуль 3 выполнены с возможностью установки на основание 6. В качестве примера такого основания 6 может быть использована бетонная площадка, включающая выемку 7, предназначенную для размещения в ней конвейера шлакоудаления 8 системы золошлакоудаления модульного теплоэнергетического комплекса. Таким образом, достигается удобство монтажа заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса.At least one lower module 2 and at least one technological module 3 are arranged to be installed on the base 6. As an example of such a base 6, a concrete platform including a recess 7 can be used to accommodate the slag removal conveyor 8 ash removal systems of a modular heat and power complex. Thus, the ease of installation of the inventive modular heat and power complex is achieved.

Также, по крайней мере, один верхний модуль 1 расположен над, по крайней мере, одним нижним модулем 2, а технологический модуль 3 расположен сбоку от, по крайней мере, одного нижнего модуля 2, как показано на Фиг. 1. Это достигается за счет соединения вертикальных направляющих 54 сборной опорной рамы 4 технологического модуля 3 с вертикальными направляющими 54 сборной опорной рамы 4, по крайней мере, одного нижнего модуля 2.Also, at least one upper module 1 is located above at least one lower module 2, and the technological module 3 is located on the side of at least one lower module 2, as shown in FIG. 1. This is achieved by connecting the vertical rails 54 of the assembled support frame 4 of the process module 3 with the vertical rails 54 of the assembled support frame 4 of at least one lower module 2.

В качестве одного из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения объединение модулей с получением конструкции с единым свободным пространством может быть выполнено следующим образом. В этом варианте реализации используют, по крайней мере, два нижних модуля 2, и, по крайней мере, два верхних модуля 1. Каждый из нижних модулей 2 снабжен, по крайней мере, двумя стеновыми панелями 5, расположенными на противоположных боковых сторонах нижних модулей 2. При этом вертикальные направляющие 54, горизонтальные направляющие 53 и диагональные перемычки 55 сборных опорных рам 4 каждого из нижних модулей 2 расположены и соединены между собой таким образом, чтобы между соединенными нижними модулями 2 образовалось единое пространство, как показано на Фиг. 2. Каждый из нижних модулей 2 также снабжен дополнительной торцевой стеновой панелью 5, выполняющей функцию боковой стенки объединенной конструкции с единым пространством.As one of the possible embodiments of the claimed invention, the combination of modules to obtain a design with a single free space can be performed as follows. In this embodiment, at least two lower modules 2 and at least two upper modules 1 are used. Each of the lower modules 2 is provided with at least two wall panels 5 located on opposite sides of the lower modules 2 In this case, the vertical guides 54, the horizontal guides 53 and the diagonal jumpers 55 of the assembled support frames 4 of each of the lower modules 2 are located and interconnected so that a united space forms between the connected lower modules 2 azano in FIG. 2. Each of the lower modules 2 is also equipped with an additional end wall panel 5 that performs the function of the side wall of the integrated structure with a single space.

Над нижними модулями 2 расположены верхние модули 1. При этом горизонтальные направляющие 53 сборной опорной рамы 4 каждого верхнего модуля 1 соединены с горизонтальными направляющими 53 сборной опорной рамы 4 каждого нижнего модуля 2, как показано на Фиг. 2. Каждый из верхних модулей 1 снабжен, по крайней мере, двумя стеновыми панелями 5, расположенными на противоположных боковых сторонах верхних модулей 1. При этом горизонтальные направляющие 53, вертикальные направляющие 54 и диагональные перемычки 55 сборных опорных рам 4 верхних модулей 1 расположены и соединены между собой таким образом, чтобы между соединенными верхними модулями 1 образовалось единое пространство. Каждый из верхних модулей 1 также снабжен дополнительной торцевой стеновой панелью 5, выполняющей функцию боковой стенки объединенной конструкции с единым пространством. При этом каждый из верхних модулей 1 с верхней стороны снабжен горизонтальной стеновой панелью 5.The upper modules 1 are located above the lower modules 2. The horizontal guides 53 of the assembled support frame 4 of each upper module 1 are connected to the horizontal guides 53 of the assembled support frame 4 of each lower module 2, as shown in FIG. 2. Each of the upper modules 1 is equipped with at least two wall panels 5 located on opposite sides of the upper modules 1. In this case, the horizontal guides 53, vertical guides 54 and diagonal jumpers 55 of the assembled support frames 4 of the upper modules 1 are located and connected between themselves so that between the connected upper modules 1 a single space is formed. Each of the upper modules 1 is also equipped with an additional end wall panel 5 that performs the function of a side wall of an integrated structure with a single space. Moreover, each of the upper modules 1 on the upper side is equipped with a horizontal wall panel 5.

Также в качестве одного из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения объединение модулей с получением конструкции с единым свободным пространством может быть выполнено следующим образом. В этом варианте реализации используют, по крайней мере, три нижних модуля 2, и, по крайней мере, три верхних модуля 1. Каждый из нижних модулей 2 снабжен, по крайней мере, двумя стеновыми панелями 5, расположенными на противоположных боковых сторонах нижних модулей 2. При этом горизонтальные направляющие 53 вертикальные направляющие 54 и диагональные перемычки 55 сборных опорных рам 4 нижних модулей 2 расположены и соединены между собой таким образом, чтобы между соединенными нижними модулями 2 образовалось единое пространство. Каждый из нижних модулей 2, расположенных по краям объединенной конструкции с единым свободным пространством, также снабжен дополнительной торцевой стеновой панелью 5, выполняющей функцию боковой стенки объединенной конструкции с единым свободным пространством.Also, as one of the possible embodiments of the claimed invention, the combination of modules to obtain a design with a single free space can be performed as follows. In this embodiment, at least three lower modules 2 and at least three upper modules 1 are used. Each of the lower modules 2 is provided with at least two wall panels 5 located on opposite sides of the lower modules 2 In this case, the horizontal guides 53, the vertical guides 54 and the diagonal jumpers 55 of the assembled support frames 4 of the lower modules 2 are arranged and interconnected so that a single space is formed between the connected lower modules 2. Each of the lower modules 2 located at the edges of the integrated structure with a single free space is also provided with an additional end wall panel 5 that performs the function of the side wall of the integrated structure with a single free space.

Над нижними модулями 2 расположены верхние модули 1. При этом горизонтальные направляющие 53 опорной рамы 4 каждого верхнего модуля 1 соединены с горизонтальными направляющими 53 сборной опорной рамы 4 каждого нижнего модуля 2. Каждый из верхних модулей 1 снабжен, по крайней мере, двумя стеновыми панелями 5, расположенными на противоположных боковых сторонах верхних модулей 1. При этом сборные опорные рамы 4 верхних модулей 1 расположены и соединены между собой таким образом, чтобы между соединенными верхними модулями 1 образовалось единое свободное пространство. Каждый из верхних модулей 1, расположенных по краям конструкции с единым свободным пространством, также снабжен дополнительной торцевой стеновой панелью 5, выполняющей функцию боковой стенки объединенной конструкции с единым свободным пространством. При этом каждый из верхних модулей 1 с верхней стороны снабжен горизонтальной стеновой панелью 5.The upper modules 1 are located above the lower modules 2. The horizontal guides 53 of the support frame 4 of each upper module 1 are connected to the horizontal guides 53 of the assembly of the support frame 4 of each lower module 2. Each of the upper modules 1 is provided with at least two wall panels 5 located on opposite lateral sides of the upper modules 1. In this case, the assembled support frames 4 of the upper modules 1 are located and interconnected so that a single freedom is formed between the connected upper modules 1 The battery space. Each of the upper modules 1, located at the edges of the structure with a single free space, is also equipped with an additional end wall panel 5, which performs the function of the side wall of the combined structure with a single free space. Moreover, each of the upper modules 1 on the upper side is equipped with a horizontal wall panel 5.

Каждый нижний модуль 2 выполнен с возможностью размещения в нем теплогенераторного блока 9 с топочным блоком 11, по крайней мере, одного группового теплообменника 12, системы топочного дутья 13, системы вторичного дутья 14, системы возврата уноса 15, а также конвейера шлакоудаления 8.Each lower module 2 is arranged to accommodate a heat generating unit 9 with a combustion unit 11 of at least one group heat exchanger 12, a furnace blast system 13, a secondary blast system 14, an ablation return system 15, and a slag conveyor 8.

Каждый верхний модуль 1 выполнен с возможностью размещения в нем элементов системы топливоподачи, в первую очередь, конвейера топливоподачи 40, а также тракта холодного воздуха 42.Each upper module 1 is arranged to accommodate elements of a fuel supply system, primarily, a fuel supply conveyor 40, as well as a cold air path 42.

Такое разделение элементов заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса по расположению в верхнем модуле 1 и нижнем модуле 2 объясняется тем, что загрузка топлива в топку 10 топочного блока 11 теплогенераторного блока 9 осуществляется сверху вниз по действием силы тяжести, поэтому система топливоподачи располагается в каждом верхнем модуле 1, а теплогенраторные блоки 9, а также системы топочного дутья 13, вторичного дутья 14 и возврата уноса 15, подведенные к теплогенераторным блокам 9 и групповые теплообменники 12 – в каждом нижнем блоке 2.This separation of the elements of the inventive modular heat and power complex according to the location in the upper module 1 and lower module 2 is explained by the fact that the fuel is loaded into the furnace 10 of the furnace block 11 of the heat generating unit 9 from top to bottom by gravity, therefore, the fuel supply system is located in each upper module 1, and heat generating units 9, as well as furnace blast systems 13, secondary blast 14 and ablation return 15, connected to heat generating units 9 and group heat exchangers 12, in each lower unit oce 2.

Расположение конвейера шлакоудаления 8 в каждом нижнем модуле 2 объясняется тем, что образовавшиеся в процессе горения частицы золы и шлака оседают на топочном полотне топки 10, после чего, попадают под действием силы тяжести на конвейер шлакоудаления 8, расположенный под топкой 10. Также, частицы золы и шлака оседают в нижней части переходного борова 29, и в золоуловителе 47 под действием силы тяжести. Поскольку топка 10 топочного блока 11, переходный боров 29 группового теплообменника 12, и золоуловитель 47 расположены в каждом нижнем модуле 2, соответственно, сбор частиц золы и шлака должен осуществляться в нижней части конструкции заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, а именно в каждом нижнем модуле 2.The location of the slag removal conveyor 8 in each lower module 2 is explained by the fact that ash and slag particles formed during combustion settle on the furnace web 10, after which, under the influence of gravity, they fall onto the slag conveyor 8 located under the furnace 10. Also, ash particles and slag settles in the lower part of the transitional hog 29, and in the ash collector 47 under the influence of gravity. Since the furnace 10 of the furnace block 11, the transition burs 29 of the group heat exchanger 12, and the ash collector 47 are located in each lower module 2, respectively, the collection of ash and slag particles should be carried out in the lower part of the design of the inventive modular heat and power complex, namely in each lower module 2.

Расположение тракта холодного воздуха 42 в каждом верхнем модуле 2 объясняется тем, что для предотвращения образования конденсата в воздухоподогревателях 32 группового теплообменника 12 необходимо предварительно нагреть холодный воздух в тракте холодного воздуха 42 за счет теплообмена с перепускным газоходом 27. Для этого в конструкции тракта холодного воздуха 42 предусмотрен короб 43 тракта холодного воздуха 42, расположенный над топочным блоком 11 и выполненный с возможностью теплообмена с перепускным газоходом 27. В связи с этим, весь тракт холодного воздуха размещается в каждом верхнем модуле 2.The location of the cold air path 42 in each upper module 2 is explained by the fact that in order to prevent condensation in the air heaters 32 of the group heat exchanger 12, it is necessary to preheat the cold air in the cold air path 42 by heat exchange with the bypass duct 27. For this, the cold air path 42 a duct 43 of the cold air path 42 is provided, located above the furnace block 11 and made with the possibility of heat exchange with a bypass duct 27. In this regard, the entire path olodnogo air located in each upper module 2.

При этом, в каждом верхнем модуле 1 и в каждом нижнем модуле 2 расположены система удаления дымовых газов 49 и тракт горячего воздуха 44.Moreover, in each upper module 1 and in each lower module 2 there is a flue gas removal system 49 and a hot air path 44.

Расположение системы удаления дымовых газов 49 объясняется тем, что в процессе горения дымовые газы движутся снизу-вверх. Соответственно, для эффективного сбора дымовых газов на выходе из камеры 18 снижения температуры выход в перепускной газоход 27 системы удаления дымовых газов 49 должен быть расположен в верхней части камеры 18 снижения температуры дымовых газов. Таким образом, топочный блок 11 располагается в каждом нижнем модуле 2, а перепускной газоход 27 системы удаления дымовых газов 49 – в каждом верхнем модуле 1. При этом золоуловитель 47 и дымоходы 46, подведенные к нему, расположены в каждом нижнем модуле 2, ввиду расположения группового теплообменника 12 в каждом нижнем модуле 2. Таким образом, система удаления дымовых газов 49 расположена как в каждом нижнем модуле 2, так и в каждом верхнем модуле 1.The location of the flue gas removal system 49 is explained by the fact that during the combustion process the flue gases move from bottom to top. Accordingly, for efficient collection of flue gases at the outlet of the temperature reduction chamber 18, the outlet to the bypass duct 27 of the flue gas removal system 49 should be located at the top of the flue gas temperature reduction chamber 18. Thus, the combustion unit 11 is located in each lower module 2, and the bypass duct 27 of the flue gas removal system 49 is located in each upper module 1. At the same time, the ash collector 47 and chimneys 46 connected to it are located in each lower module 2, due to the location a group heat exchanger 12 in each lower module 2. Thus, the flue gas removal system 49 is located both in each lower module 2 and in each upper module 1.

Расположение тракта горячего воздуха 44 в каждом нижнем модуле 2 объясняется тем, что тракт горячего воздуха 44 подведен к групповым теплообменникам 12, расположенным в каждом нижнем модуле 2.The location of the hot air path 44 in each lower module 2 is explained by the fact that the hot air path 44 is connected to the group heat exchangers 12 located in each lower module 2.

Технологический модуль 3 электрически соединен с каждым верхним модулем 1, и каждым нижним модулем 2. Это позволяет осуществлять управление элементами заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, расположенными в каждом нижнем модуле 2 и каждом вернем модуле 1.The technological module 3 is electrically connected to each upper module 1, and each lower module 2. This allows you to control the elements of the inventive modular heat and power complex located in each lower module 2 and each return module 1.

Отличительной особенностью конструкции заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса является ее удобство и простота. Конструкция модулей, в частности их опорных рам 4, предусматривает возможность создания объединенной конструкции с единым пространством и является простой. В связи с тем, что каждый нижний модуль 2 выполнен с возможностью размещения в нем теплогенераторного блока 9, в случае необходимости, становится возможным увеличение числа модулей, а, следовательно, и числа теплогенераторных блоков 9, что приводит к увеличению мощности модульного теплоэнергетического комплекса (Фиг. 1). То есть, это приводит к повышению эффективности заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, за счет увеличения количества выделяемого им тепла в процессе работы. Кроме того, обеспечивается удобство монтажа заявляемого изобретения. С другой стороны, наличие единого пространства позволяет свободно перемещаться между модулями, и, беспрепятственно обслуживать элементы модульного теплоэнергетического комплекса, расположенных внутри модулей, в первую очередь, теплогенераторных блоков 9, то есть обеспечивается удобство использования заявляемого изобретения, а также снижения риска причинения вреда здоровью пользователя.A distinctive design feature of the inventive modular heat and power complex is its convenience and simplicity. The design of the modules, in particular their support frames 4, provides for the possibility of creating an integrated structure with a single space and is simple. Due to the fact that each lower module 2 is configured to accommodate a heat generating unit 9, if necessary, it becomes possible to increase the number of modules, and, consequently, the number of heat generating units 9, which leads to an increase in the power of a modular heat and power complex (FIG. . 1). That is, this leads to an increase in the efficiency of the inventive modular heat and power complex, by increasing the amount of heat generated by it during operation. In addition, it provides ease of installation of the claimed invention. On the other hand, the presence of a single space allows you to freely move between the modules, and unhindered to service the elements of the modular heat and power complex located inside the modules, primarily heat generating units 9, that is, the convenience of using the claimed invention is ensured, as well as reducing the risk of harm to the health of the user .

Таким образом, упрощенная конструкция, по крайней мере, одного верхнего модуля 1, по крайней мере, одного нижнего модуля 2 и технологического модуля 3 позволяет получить компактный, удобный в использовании и монтаже, модульный теплоэнергетический комплекс. Данный модульный теплоэнергетический комплекс также может обладать любой возможной тепловой мощностью, за счет возможности увеличения числа модулей, и теплогенераторных блоков, расположенных в них, что позволяет повысить его эффективность. Конструкция модулей заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса выполнена с возможностью размещения теплогенераторного блока 9 с топкой 10, работающей на твердом топливе, что, в свою очередь, обеспечивает подогрев шахтного воздуха, например, в условиях отсутствия газоснабжения, что также обеспечивает удобство его использования.Thus, the simplified design of at least one upper module 1, at least one lower module 2 and technological module 3 allows you to get a compact, easy to use and install, modular heat and power complex. This modular thermal power complex can also have any possible thermal power, due to the possibility of increasing the number of modules and heat generating units located in them, which allows to increase its efficiency. The design of the modules of the inventive modular heat and power complex is made with the possibility of placing a heat generating unit 9 with a furnace 10 operating on solid fuel, which, in turn, provides heating of mine air, for example, in the absence of gas supply, which also ensures ease of use.

В, по крайней мере, одном нижнем модуле 2 заявляемого теплоэнергетического комплекса расположен теплогенераторный блок 9. Теплогенераторный блок 9 включает в себя топочный блок 11, по крайней мере, один групповой теплообменник 12, систему топочного дутья 13, систему вторичного дутья 14 и систему возврата уноса 15. В случае выполнения заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса с более, чем одним верхним модулем и более, чем одним нижним модулем, число теплогенераторных блоков 9 увеличивают кратно числу нижних модулей 2. При этом количество трактов горячего воздуха 44 также увеличивают кратно количеству нижних модулей 2, и объединяют в магистральный воздуховод 56, который, в свою очередь, соединен с зоной смешения горячего присадочного воздуха. Тем самым достигается мультипликативный эффект, приводящий к увеличению мощности заявляемого изобретения, а значит, эффективности его использования.A heat-generating unit 9 is located in at least one lower module 2 of the inventive heat and power complex. The heat-generating unit 9 includes a furnace block 11, at least one group heat exchanger 12, a furnace blast system 13, a secondary blast system 14 and an ablation return system 15. In the case of the implementation of the inventive modular heat and power complex with more than one upper module and more than one lower module, the number of heat generating units 9 is increased by a multiple of the number of lower modules 2. The number of hot air paths 44 is also increased by a multiple of the number of lower modules 2, and combined into a main duct 56, which, in turn, is connected to the mixing zone of the hot additive air. Thereby, a multiplicative effect is achieved, leading to an increase in the power of the claimed invention, and therefore, the effectiveness of its use.

Топочный блок 11 теплогенераторного блока 9 представляет собой коробчатый корпус 16, внутри которого расположена камера сгорания 17, снабженная топкой 10, работающей на твердом топливе. В качестве твердого топлива может быть использовано любое известное твердое топливо, например, бурый уголь, коксующийся уголь или антрацит, а также дрова или торф.The furnace block 11 of the heat generating unit 9 is a box-shaped housing 16, inside which there is a combustion chamber 17, equipped with a solid fuel burner 10. As the solid fuel, any known solid fuel can be used, for example, brown coal, coking coal or anthracite, as well as firewood or peat.

Топка 10 камеры сгорания 17 расположена в нижней части камеры сгорания 17. Топка 10 камеры сгорания 17 может быть выполнена любой известной конструкции. Топка 10 может быть выполнена прямого хода или обратного хода. Также топка 10 камеры сгорания 17 снабжена колосниковой решеткой (не показана для удобства). Колосниковая решетка может быть выполнена любой известной конструкции. В качестве примера колосниковая решетка может быть выполнена ленточной. Колосниковая решетка также может быть снабжена приводом колосниковой решетки (не показан на чертеже). В качестве привода колосниковой решетки может быть использован привод любой известной конструкции. В качестве примера такого привода может быть использован электропривод, например, электропривод РГП-1.The combustion chamber 10 of the combustion chamber 17 is located at the bottom of the combustion chamber 17. The combustion chamber 10 of the combustion chamber 17 may be of any known design. The furnace 10 can be made forward or reverse. Also, the furnace 10 of the combustion chamber 17 is equipped with a grate (not shown for convenience). The grate can be made of any known design. As an example, the grate can be made of tape. The grate can also be equipped with a grate drive (not shown in the drawing). As the drive of the grate, a drive of any known design can be used. As an example of such a drive, an electric drive can be used, for example, the RGP-1 electric drive.

Внутри топочного блока 11 также расположена камера 18 снижения температуры дымовых газов. Камера сгорания 17 соединена с камерой 18 снижения температуры дымовых газов с помощью газохода 19 задней стенки камеры сгорания 17.Inside the furnace unit 11, a flue gas temperature reduction chamber 18 is also located. The combustion chamber 17 is connected to the chamber 18 to reduce the temperature of the flue gas using the duct 19 of the rear wall of the combustion chamber 17.

Внешние стенки камеры сгорания 17 и камеры 18 снижения температуры дымовых газов могут быть выполнены из любого известного теплоизоляционного материала с теплопроводностью не более 0.9 Вт/м·К и температурой начала размягчения не менее 1350°С, например, шамотного кирпича, что обеспечивает эффективность заявляемого изобретения.The outer walls of the combustion chamber 17 and the chamber 18 for reducing the temperature of the flue gases can be made of any known heat-insulating material with a thermal conductivity of not more than 0.9 W / m · K and a softening temperature of at least 1350 ° C, for example, fireclay brick, which ensures the effectiveness of the claimed invention .

Корпус 16 топочного блока 11 выполнен многослойным и включает в себя, по крайней мере, один слой 20 теплопроводящего материала, например, металла, по крайней мере, один слой 21 теплоизоляционного материала, и конвективную рубашку 22, как показано на Фиг. 6. Это позволяет, с одной стороны, упростить конструкцию заявляемого устройства, а с другой – повысить его эффективность. В качестве теплоизоляционного материала могут быть использованы муллитокремнеземистые маты МТПМК-30.The housing 16 of the furnace unit 11 is multilayer and includes at least one layer 20 of heat-conducting material, for example, metal, at least one layer 21 of heat-insulating material, and a convection jacket 22, as shown in FIG. 6. This allows, on the one hand, to simplify the design of the inventive device, and on the other to increase its effectiveness. As a heat-insulating material, mullite-siliceous mats MTPMK-30 can be used.

Также, на корпус 16 топочного блока 11 с верхней стороны может быть установлена горизонтальная плита 23, которая выполняет функцию верхней стенки камеры сгорания 17 и камеры 18 снижения температуры дымовых газов. В качестве примера в качестве горизонтальной плиты 23 может быть использована бетонная плита.Also, a horizontal stove 23 can be installed on the housing 16 of the furnace unit 11 from the upper side, which performs the function of the upper wall of the combustion chamber 17 and the chamber 18 for reducing the temperature of the flue gases. As an example, a concrete slab may be used as the horizontal slab 23.

В качестве одного из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения газоход 19 задней стенки камеры сгорания 17 может быть выполнен S-образным, как показано на Фиг. 4. В этом случае газоход 19 задней стенки камеры сгорания может быть реализован с помощью двух перегородок 24, расположенных на границе камеры сгорания 17 и камеры 18 снижения температуры дымовых газов.As one of the possible embodiments of the claimed invention, the gas duct 19 of the rear wall of the combustion chamber 17 can be made S-shaped, as shown in FIG. 4. In this case, the gas duct 19 of the rear wall of the combustion chamber can be implemented using two partitions 24 located at the boundary of the combustion chamber 17 and the chamber 18 for reducing the temperature of the flue gases.

Наличие газохода 19 задней стенки камеры сгорания в конструкции заявляемого изобретения позволяет реализовать предварительную ступень очистки дымовых газов от крупных частиц золы и шлака. Для сбора этих частиц в нижней части камеры 18 снижения температуры дымовых газов предусмотрен канал сбора 25 частиц уноса, соединенный с системой возврата уноса 15. Это позволяет проводить очистку дымовых газов от частиц шлака и золы, что, в свою очередь, обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя.The presence of the gas duct 19 of the rear wall of the combustion chamber in the design of the claimed invention allows to realize the preliminary stage of purification of flue gases from large particles of ash and slag. To collect these particles in the lower part of the chamber 18 to reduce the temperature of the flue gases there is a collection channel 25 of the entrainment particles connected to the ablation return system 15. This allows the flue gases to be cleaned of particles of slag and ash, which, in turn, reduces the risk of harm user health.

Для подачи частиц золы и шлака системой возврата уноса 15 в конструкции топки 10 предусмотрен соответствующий канал подачи 26 частиц уноса. Выход этого канала подачи 26 расположен над топочным полотном (не показано на чертеже) с тем, чтобы эффективно осуществлять дожигание частиц золы и шлака, подаваемых в топку 10 с помощью системы возврата уноса 15. Таким образом, проводят очистку дымовых газов от частиц шлака и золы, что, в свою очередь, обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя. Кроме того, это обеспечивает повышение эффективности заявляемого устройства.To supply particles of ash and slag, the ablation return system 15 in the design of the furnace 10 is provided with an appropriate feed channel 26 of ablation particles. The output of this feed channel 26 is located above the furnace web (not shown in the drawing) in order to efficiently afterburn ash and slag particles supplied to the furnace 10 using the ablation recovery system 15. Thus, flue gases are removed from the slag and ash particles , which, in turn, reduces the risk of harm to the health of the user. In addition, this provides increased efficiency of the claimed device.

В свою очередь, камера 18 снижения температуры дымовых газов снабжена воздуховодом 51 с осевым вентилятором 35, предназначенным для подачи атмосферного воздуха в камеру 18 снижения температуры дымовых газов. Это необходимо для контроля температуры дымовых газов, поступающих в, по крайней мере, один групповой теплообменник 12 по перепускному газоходу 27, расположенному на выходе камеры 18 снижения температуры дымовых газов в верхней ее части. Это обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя.In turn, the flue gas temperature reduction chamber 18 is provided with an air duct 51 with an axial fan 35 for supplying atmospheric air to the flue gas temperature reduction chamber 18. This is necessary to control the temperature of the flue gases entering at least one group heat exchanger 12 through the bypass duct 27 located at the outlet of the chamber 18 for decreasing the temperature of the flue gases in its upper part. This reduces the risk of harm to the health of the user.

Поскольку камера 18 снижения температуры дымовых газов расположена в верхней части топочного блока 11, перепускной газоход 27 конструктивно расположен в каждом верхнем модуле 1. Такое расположение перепускного газохода 27 позволяет эффективно удалять дымовые газы из камеры 18 снижения температуры дымовых газов, поскольку дымовые газы поднимаются снизу вверх.Since the flue gas temperature reduction chamber 18 is located in the upper part of the combustion unit 11, the bypass duct 27 is structurally located in each upper module 1. Such an arrangement of the flue gas duct 27 can effectively remove flue gases from the flue gas temperature reduction chamber 18, since the flue gases rise from bottom to top .

Перепускной газоход 27 снабжен дымососом 28, предназначенным для эффективного удаления дымовых газов из камеры сгорания 17 через камеру 18 снижения температуры дымовых газов, перепускной газоход 27 и, по крайней мере, один групповой теплообменник 12, и подачи его в дымовую трубу 48. В качестве дымососа 28 может быть использован дымосос любой известной конструкции, например, дымосос ДН-9.The bypass duct 27 is equipped with a smoke exhauster 28 designed to efficiently remove flue gases from the combustion chamber 17 through the flue gas temperature reduction chamber 18, the bypass duct 27 and at least one group heat exchanger 12, and supply it to the chimney 48. As a smoke exhauster 28, a smoke exhauster of any known design may be used, for example, a DN-9 exhaust exhauster.

Групповой теплообменник 12 предназначен для нагрева холодного воздуха, поступающего из атмосферы, горячими дымовыми газами, исходящими из камеры сгорания 17 и расположен в каждом нижнем модуле 2. В свою очередь, конструктивно групповой теплообменник 12 включает в себя, по крайней мере, один переходный боров 29, выполняющий функцию инерционного уловителя (Фиг. 3). Снабжение, по крайней мере, одного группового теплообменника 12 переходным боровом 29 обеспечивает возможность очистки дымовых газов от мелкой фракции частиц золы плотностью до 2.5 г/см³ и диаметром более 20 мкм, что в свою очередь, обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя в процессе эксплуатации заявляемого изобретения. В нижней части переходного борова 29 расположен шлаковый бункер 30 системы золошлакоудаления, предназначенный для сбора мелких частиц золы и шлака, оседающих в переходном борове 29.The group heat exchanger 12 is designed to heat cold air coming from the atmosphere with hot flue gases coming from the combustion chamber 17 and is located in each lower module 2. In turn, the group heat exchanger 12 structurally includes at least one transition bore 29 performing the function of an inertial trap (Fig. 3). The supply of at least one group heat exchanger 12 with transitional boron 29 enables the flue gases to be cleaned of a fine fraction of ash particles with a density of up to 2.5 g / cm ³ and a diameter of more than 20 μm, which in turn reduces the risk of harm to the user's health in the process operation of the claimed invention. In the lower part of the transitional hog 29 there is a slag bunker 30 of the ash and slag removal system, designed to collect small particles of ash and slag deposited in the transitional hog 29.

В качестве одного из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения групповой теплообменник 12 может включать в себя раму 31, с расположенными в ней, по крайней мере, двумя воздухоподогревателями 32 и переходным боровом 29, выполняющим функцию инерционного уловителя (Фиг. 3). В различных возможных вариантах реализации модульного теплоэнергетического комплекса воздухоподогреватели 32 могут быть выполнены любой известной конструкции. В качестве примера воздухоподогреватели 32 могут быть выполнены пластинчатыми или трубчатыми.As one of the possible embodiments of the claimed invention, the group heat exchanger 12 may include a frame 31, with at least two air heaters 32 and a transitional boron 29 serving as an inertial trap located in it (Fig. 3). In various possible embodiments of the modular heat power complex, the air heaters 32 may be of any known design. By way of example, the air heaters 32 may be plate or tubular.

В рамках различных вариантов реализации заявляемого изобретения групповой теплообменник 12 может быть расположен в, по крайней мере, одном нижнем модуле 2 модульного теплоэнергетического комплекса, что обеспечивает удобство его монтажа.Within the framework of various embodiments of the claimed invention, the group heat exchanger 12 can be located in at least one lower module 2 of the modular heat and power complex, which ensures the convenience of its installation.

Система топочного дутья 13 расположена в каждом нижнем модуле 2, и включает в себя воздуховоды 33 и вентилятор 34 топочного дутья. Система топочного дутья 13 предназначена для подачи атмосферного воздуха в топку 10 через конвективную рубашку 22 корпуса 16 топочного блока 11. Это позволяет подогревать атмосферный воздух в конвективной рубашке 22 перед подачей его в топку 10, а, следовательно, повысить эффективность сжигания топлива в ней.A furnace blast system 13 is located in each lower module 2, and includes air ducts 33 and a furnace blast fan 34. The furnace blast system 13 is designed to supply atmospheric air to the furnace 10 through the convective jacket 22 of the housing 16 of the furnace unit 11. This allows heating the atmospheric air in the convection jacket 22 before feeding it into the furnace 10, and, therefore, increase the efficiency of burning fuel in it.

Система вторичного дутья 14 представляет собой воздуховод, подведенный к камере сгорания 17. Конструктивно система вторичного дутья 14 расположена в, по крайней мере, одном нижнем модуле 2. При этом боковая стенка камеры сгорания 17 может быть снабжена, по крайней мере, одним соплом 36. В качестве сопла 36 может быть использовано любое известное механическое сопло. Для оптимизации конструкции модульного теплоэнергетического комплекса воздуховод системы вторичного дутья 14 подведен к вентилятору топочного дутья 34. Таким образом, вентилятор топочного дутья 34 выполнен с возможностью подачи воздуха и в воздуховоды системы топочного дутья 13, и в воздуховоды системы вторичного дутья 14. Это позволяет упростить конструкцию заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса и, следовательно, обеспечить удобство его монтажа.The secondary blast system 14 is an air duct led to the combustion chamber 17. Structurally, the secondary blast system 14 is located in at least one lower module 2. In this case, the side wall of the combustion chamber 17 can be provided with at least one nozzle 36. As the nozzle 36, any known mechanical nozzle may be used. To optimize the design of the modular heat and power complex, the air duct of the secondary blast system 14 is connected to the fan of the blast furnace 34. Thus, the fan of the blast furnace 34 is configured to supply air to the air ducts of the furnace blast system 13 and the air ducts of the secondary blast system 14. This simplifies the design the inventive modular heat and power complex and, therefore, to ensure the convenience of its installation.

Одной из отличительных особенностей конструкции заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса является снабжение теплогенераторного блока 9 системой возврата уноса 15, расположенной в, по крайней мере, одном нижнем модуле 2. Система возврата уноса 15 включает в себя вентилятор возврата уноса 37 любой известной конструкции, например, вентилятор ВВУ-4,3-3000, эжекторы возврата уноса (не показаны на чертеже), а также воздуховоды системы возврата уноса 15. Эжекторы возврата уноса могут быть выполнены любой известной конструкции. В качестве примера таких эжекторов могут быть использованы эжекторы возврата уноса типа ВУ. Кроме того, система возврата уноса 15 включает в себя канал сбора 25 частиц уноса, расположенный в камере 18 снижения температуры дымовых газов и канал подачи 26 частиц уноса, расположенный в топке 10. Система возврата уноса 15 предназначена для возврата частиц золы и шлака, оседающих в процессе первого этапа очистки при переходе из газохода 19 задней стенки камеры сгорания 17 в камеру 18 снижения температуры дымовых газов, обратно в топку 10 с помощью вентилятора возврата уноса 37 и эжектора возврата уноса (не показан на чертеже) с целью их сжигания. Это существенно упрощает конструкцию модульного теплоэнергетического комплекса, поскольку позволяет выполнить систему золошлакоудаления модульного теплоэнергетического комплекса значительно более компактной, простой и удобной в монтаже, а значит, и всего модульного теплоэнергокомплекса. Кроме того, это увеличивает эффективность заявляемого теплоэнергетического комплекса, а также снижает риск причинения вреда здоровью пользователя, поскольку исключает попадание частиц золы и шлака в атмосферу.One of the distinctive design features of the inventive modular heat and power complex is the supply of the heat generating unit 9 with an ablation return system 15 located in at least one lower module 2. The ablation return system 15 includes an ablation return fan 37 of any known design, for example, a VVU fan -4.3-3000, ablation return ejectors (not shown in the drawing), as well as air ducts of the ablation recovery system 15. The ablation return ejectors can be of any known design. As an example of such ejectors, VU type ablation return ejectors can be used. In addition, the ablation return system 15 includes an ablation particle collection channel 25 located in the flue gas temperature reduction chamber 18 and an ablation particle supply channel 26 located in the furnace 10. The ablation recovery system 15 is designed to return ash and slag particles deposited in during the first stage of cleaning when passing from the gas duct 19 to the rear wall of the combustion chamber 17 to the chamber 18 for reducing the temperature of the flue gases, back to the furnace 10 using the ablation recovery fan 37 and the ablation recovery ejector (not shown in the drawing) to burn them. This greatly simplifies the design of the modular heat and power complex, since it allows the ash and slag removal system of the modular heat and power complex to be much more compact, simple and easy to install, and therefore the entire modular heat and power complex. In addition, this increases the efficiency of the claimed heat and power complex, and also reduces the risk of harm to the health of the user, since it eliminates the ingress of particles of ash and slag into the atmosphere.

Система золошлакоудаления выполнена с возможностью размещения в, по крайней мере, одном нижнем модуле под топочным блоком 11. Система золошлакоудаления включает в себя конвейер шлакоудаления 8, шлаковый бункер 38, бункер для сбора золы 30 и эстакаду 39. Конвейер шлакоудаления 8 может быть выполнен любой известной конструкции. В качестве одного из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения конвейер шлакоудаления 8 может быть выполнен скребковым.The ash removal system is arranged to be placed in at least one lower module under the furnace unit 11. The ash removal system includes an ash removal conveyor 8, a slag hopper 38, an ash collection hopper 30 and a flyover 39. Any ash removal conveyor 8 may be made of any known designs. As one of the possible embodiments of the claimed invention, the slag removal conveyor 8 can be made scraper.

В, по крайней мере, одном верхнем модуле 1 заявляемого теплоэнергетического комплекса расположена система топливоподачи.In at least one upper module 1 of the inventive heat power complex is a fuel supply system.

Система топливоподачи включает в себя угольный бункер 40, конвейер топливоподачи 41 и эстакаду 57. Причем конвейер топливоподачи 41 расположен в каждом верхнем модуле 1. Данная система предназначена для обеспечения бесперебойной подачи топлива в камеру сгорания 17. Поскольку эффективная подача топлива осуществляется сверху вниз под действием силы тяжести, система топливоподачи расположена в каждом верхнем модуле 1, над камерой сгорания 17, распложенной в топочном блоке 11 теплогенераторного блока 9, распложенного, в свою очередь, в каждом нижнем модуле 2. Управление конвейером топливоподачи 41 может быть реализовано как в автоматическом режиме - оператором с сенсорной панели управления, расположенной в технологическом модуле 3, так и в местном режиме - кнопками, расположенными в местах установки электроприводов (не показаны для удобства). Конвейер топливоподачи 41 может быть выполнен любой известной конструкции. В качестве одного из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения конвейер топливоподачи 41 может быть выполнен скребковым.The fuel supply system includes a coal hopper 40, a fuel conveyor 41 and an overpass 57. Moreover, the fuel conveyor 41 is located in each upper module 1. This system is designed to ensure uninterrupted supply of fuel to the combustion chamber 17. Since the fuel is efficiently supplied from top to bottom under the action of force gravity, the fuel supply system is located in each upper module 1, above the combustion chamber 17, located in the furnace block 11 of the heat generating unit 9, located, in turn, in each lower m module 2. The control of the fuel supply conveyor 41 can be implemented both in automatic mode - by the operator from the touch control panel located in technological module 3, and in local mode - by buttons located in the places of installation of electric drives (not shown for convenience). The fuel conveyor 41 may be of any known design. As one of the possible embodiments of the claimed invention, the fuel conveyor 41 can be made scraper.

Также угольный бункер 40 системы топливоподачи может быть дополнительно снабжен, по крайней мере, одним шибером (не показан на чертеже). Шибер, в свою очередь, может быть снабжен прямоходным механизмом (не показан на чертеже). В качестве примера такого механизма может быть использован прямоходный механизм типа МЭП.Also, the coal hopper 40 of the fuel supply system may be further provided with at least one gate (not shown in the drawing). The gate, in turn, can be equipped with a linear mechanism (not shown in the drawing). As an example of such a mechanism, a linear motion mechanism of the MEP type can be used.

Тракт холодного воздуха 42 расположен в, по крайней мере, одном верхнем модуле 1 и предназначен для подачи холодного атмосферного воздуха через короб 43 тракта холодного воздуха 42 в, по крайней мере, один групповой теплообменник 12, как показано на Фиг. 5. Подача холодного атмосферного воздуха в тракт холодного воздуха 42 организована с помощью вентилятора горячего дутья 50, расположенного в каждом нижнем модуле 2. При этом короб 43 тракта холодного воздуха 42 выполнен с возможностью теплообмена с перепускным газоходом 27. Таким образом, это позволяет подогревать атмосферный воздух, поступающий в, по крайней мере, один групповой теплообменник 12. Такой подогрев позволяет эффективно нагревать воздух в воздухоподогревателях 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12, а значит, повышает эффективность заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса. Кроме того, такой подогрев позволяет избежать образования конденсата из-за большой разницы температуры горячих трубок или пластин группового теплообменника 12 и холодного атмосферного воздуха, что также повышает эффективность использования, заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса.The cold air path 42 is located in at least one upper module 1 and is designed to supply cold atmospheric air through the duct 43 of the cold air path 42 to at least one group heat exchanger 12, as shown in FIG. 5. The supply of cold atmospheric air to the cold air path 42 is organized using a hot blast fan 50 located in each lower module 2. At the same time, the duct 43 of the cold air path 42 is made with the possibility of heat exchange with a bypass duct 27. Thus, it allows heating the atmospheric air entering at least one group heat exchanger 12. Such heating allows efficient heating of air in the air heaters 32 of at least one group heat exchanger 12, and therefore, increasing The effectiveness of the proposed modular heat and power complex. In addition, this heating avoids the formation of condensate due to the large temperature difference between the hot tubes or plates of the group heat exchanger 12 and cold atmospheric air, which also increases the efficiency of use of the inventive modular heat and power complex.

Тракт горячего воздуха 44 также расположен в, по крайней мере, одном нижнем модуле 2. Тракт горячего воздуха 44 предназначен для подачи горячего воздуха, выходящего из, по крайней мере, одного группового теплообменника 12, в присадку к основному потоку холодного воздуха, поступающего, например, на вентиляцию шахты. Для этого тракт горячего воздуха 44 снабжен воздуховодами тракта горячего воздуха 44. Воздуховоды тракта горячего воздуха 44 оборудованы шиберами (не показаны на чертеже), управление которых возможно от кнопок (местное управление) или дистанционно, и распределительным устройством (не показано на чертеже). В одном из возможных вариантов реализации заявляемого изобретения, панель дистанционного управления шиберами тракта горячего воздуха 44 может быть расположена в технологическом модуле 3. Для компенсации температурных изменений длины воздуховоды тракта горячего воздуха 44 могут быть оборудованы компенсаторами тепловых перемещений (не показаны на чертеже) любой известной конструкции. В качестве примера воздуховоды тракта горячего воздуха 44 могут быть оборудованы компенсаторами тепловых перемещений типа ПГВУ.The hot air path 44 is also located in at least one lower module 2. The hot air path 44 is designed to supply hot air leaving at least one group heat exchanger 12 to the additive to the main stream of cold air coming, for example to mine ventilation. For this, the hot air path 44 is equipped with ducts for the hot air path 44. The ducts of the hot air path 44 are equipped with gates (not shown in the drawing), which can be controlled by buttons (local control) or remotely, and a switchgear (not shown in the drawing). In one of the possible embodiments of the claimed invention, the remote control panel of the gates of the hot air path 44 can be located in the technological module 3. To compensate for temperature changes in the length of the ducts of the hot air path 44 can be equipped with compensators for thermal displacements (not shown in the drawing) of any known design . As an example, the ducts of the hot air path 44 can be equipped with compensators for thermal displacements such as PGVU.

В случае снабжения заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса более чем одним теплогенератором 9 и более чем одним групповым теплообменником 12, воздуховоды тракта горячего воздуха 44, выходящие из каждого группового теплообменника 12 объединяются в магистральный воздуховод 56 горячего воздуха (Фиг. 1), подведенный к зоне смешения горячего присадочного воздуха (не показана на чертеже).In the case of supplying the inventive modular heat and power complex with more than one heat generator 9 and more than one group heat exchanger 12, the air ducts of the hot air path 44 coming out of each group heat exchanger 12 are combined into a main hot air duct 56 (Fig. 1), connected to the hot mixing zone additive air (not shown in the drawing).

Модульный теплоэнергетический комплекс также снабжен системой удаления дымовых газов 49, выполненной с возможностью размещения в, по крайней мере, одном верхнем модуле 1 и, в, по крайней мере, одном нижнем модуле 2. Система удаления дымовых газов 49 включает в себя дымоходы 46, перепускной газоход 27, по крайней мере, один дымосос 28, по крайней мере, один золоуловитель 47 и дымовую трубу 48. При этом система удаления дымовых газов 49 последовательно соединена с помощью перепускного газохода 27 с, по крайней мере, одним групповым теплообменником 12 и, с помощью дымоходов 46, с по крайней мере, одним золоуловителем 47. Золоуловитель 47 может быть использован любой известной конструкции. В качестве одного из возможных примеров реализации золоуловителя 47 может быть использован инерционный золоуловитель.The modular heat and power complex is also equipped with a flue gas removal system 49 configured to be placed in at least one upper module 1 and in at least one lower module 2. The flue gas removal system 49 includes chimneys 46, a bypass a gas duct 27, at least one smoke exhauster 28, at least one ash collector 47 and a chimney 48. In this case, the flue gas removal system 49 is connected in series using the bypass duct 27 with at least one group heat exchanger 12 and, with P with the help of chimneys 46, with at least one ash collector 47. Ash collector 47 may be of any known design. As one of the possible examples of the implementation of ash collector 47 can be used inertial ash collector.

Таким образом, система удаления дымовых газов 49 предназначена для вывода продуктов сгорания топлива (дымовых газов), образовавшихся в камере сгорания 17, с помощью перепускного газохода 27 в, по крайней мере, один групповой теплообменник 12, а из него, с помощью дымоходов 46 – в золоуловитель 47 и в дымовую трубу 48 за счет возможности создания разряжения в системе удаления дымовых газов 49 с помощью дымососа 28. Для компенсации изменений длины дымоходов система удаления дымовых газов 49 также может быть снабжена компенсаторами 45 тепловых перемещений любой известной конструкции. В качестве примера система удаления дымовых газов 49 может быть снабжена компенсаторами тепловых перемещений типа ПГВУ.Thus, the flue gas removal system 49 is designed to exhaust the combustion products of the fuel (flue gas) formed in the combustion chamber 17, using the bypass duct 27 in at least one group heat exchanger 12, and from it, using the chimneys 46 - into the ash collector 47 and into the chimney 48 due to the possibility of creating a vacuum in the flue gas removal system 49 by means of a smoke exhauster 28. To compensate for changes in the length of the chimneys, the flue gas removal system 49 can also be equipped with expansion joints 45 any known construction. As an example, the flue gas removal system 49 may be equipped with compensators for thermal displacements such as PGVU.

В случае снабжения заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса более чем одним теплогенератором 9 и более чем одним групповым теплообменником 12, дымоходы 46, выходящие из каждого золоуловителя 47, соединенного с групповым теплообменником 12, выполнены объединенными в магистральный дымоход 52, подведенный к дымовой трубе 48, как показано на Фиг. 1.In the case of supplying the inventive modular heat and power complex with more than one heat generator 9 and more than one group heat exchanger 12, the chimneys 46 exiting from each ash collector 47 connected to the group heat exchanger 12 are combined into a main chimney 52 connected to the chimney 48, as shown in FIG. 1.

Заявляемый модульный теплоэнергетический комплекс также снабжен системой автоматизированного управления (САУК), которая обеспечивает управление вентилятором топочного дутья 34, вентилятором возврата уноса 37, вентилятором горячего дутья 50 и осевым вентилятором 35, приводами топочных решеток, топочными питателями (не показаны на чертеже), дымососами 28, конвейером топливоподачи 41 и конвейером шлакоудаления 8 и шиберами (не показаны на чертеже). Система САУК предусматривает аварийное отключение подачи горячего воздуха в случае содержания СО в горячем воздухе за воздухоподогревателем выше допустимого, что обеспечивает безопасность использования заявляемого изобретения. В рамках заявляемого изобретения центр управления системой автоматизированного управления (САУК) располагается внутри технологического модуля 3, электрически соединенного с каждым нижним модулем 2 и каждым верхним модулем 1.The inventive modular heat and power complex is also equipped with an automated control system (ACS), which provides control of a fan of the blast furnace 34, a return fan 37, a fan of hot blast 50 and an axial fan 35, drives of the combustion grates, furnace feeders (not shown in the drawing), smoke exhausters 28 , a fuel supply conveyor 41 and a slag removal conveyor 8 and gates (not shown in the drawing). The SAUK system provides for an emergency shutdown of the hot air supply in the event that the CO content in the hot air behind the air heater is higher than permissible, which ensures the safety of the use of the claimed invention. In the framework of the claimed invention, the control center of the automated control system (ACS) is located inside the technological module 3, electrically connected to each lower module 2 and each upper module 1.

Описанные в тексте данной заявки варианты реализации устройства не являются единственно возможными и приведены с целью наиболее наглядного раскрытия сути изобретения.The embodiments of the device described in the text of this application are not the only possible ones and are given for the purpose of most clearly disclosing the essence of the invention.

Подробное описание изобретения в части способа.A detailed description of the invention in part of the method.

С помощью заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса реализуют следующий способ подогрева шахтного воздуха.Using the inventive modular heat and power complex, the following method of heating mine air is implemented.

Твердое топливо из угольного бункера 40 системы топливоподачи, расположенной в каждом верхнем модуле 1, перемещают с помощью конвейера топливоподачи 41 в топку 10 камеры сгорания 17, расположенную в каждом нижнем модуле 2, и производят поджог топлива в ней.Solid fuel from the coal hopper 40 of the fuel supply system located in each upper module 1 is moved by means of the fuel supply conveyor 41 to the furnace 10 of the combustion chamber 17 located in each lower module 2 and the fuel is ignited therein.

Одновременно с этим в камеру сгорания 17 подают воздух с помощью системы топочного дутья 13, расположенную в каждом нижнем модуле 2. При этом атмосферный воздух поступает в систему топочного дутья 13 за счет разряжения, создаваемого вентилятором топочного дутья 34. После этого воздух по воздуховодам 33 системы топочного дутья 13 поступает в конвективную рубашку 22 корпуса 16 топочного блока 11, расположенного в каждом нижнем блоке 2, и нагревается за счет теплообмена со стенкой топки 10, после чего поступает под полотно колосниковой решетки.At the same time, air is supplied to the combustion chamber 17 by means of a furnace blasting system 13 located in each lower module 2. At the same time, atmospheric air enters the furnace blasting system 13 due to the discharge created by the furnace blast fan 34. After that, the air through the system’s ducts 33 furnace blast 13 enters the convective shirt 22 of the housing 16 of the furnace block 11, located in each lower block 2, and is heated by heat exchange with the wall of the furnace 10, and then comes under the grate.

Вторичный воздух подают в камеру сгорания 17 по воздуховоду системы вторичного дутья 14 с помощью вентилятора топочного дутья 34, расположенных в каждом нижнем модуле 2. Воздух из системы вторичного дутья 14 поступает через, по крайней мере, одно сопло 36 в камеру сгорания 17.Secondary air is supplied to the combustion chamber 17 through the duct of the secondary blasting system 14 with the help of a combustion blast fan 34 located in each lower module 2. Air from the secondary blasting system 14 enters through at least one nozzle 36 into the combustion chamber 17.

В процессе горения в камере сгорания 17 образуются дымовые газы. Дымовые газы, нагретые в камере сгорания 17 до высоких (около 900°С) температур, подхватывая частицы золы и шлака, под действием разрежения, развиваемого дымососом 28, направляют в камеру 18 снижения температуры дымовых газов через газоход 19 задней стенки камеры сгорания 17, образованный перегородками 24. Поскольку все эти элементы являются элементами топочного блока 11, они расположены в нижнем модуле 2.During combustion, flue gases are generated in the combustion chamber 17. Flue gases heated in the combustion chamber 17 to high (about 900 ° C) temperatures, picking up particles of ash and slag, under the influence of the vacuum developed by the smoke exhaust 28, are sent to the chamber 18 to reduce the temperature of the flue gases through the duct 19 of the rear wall of the combustion chamber 17, formed partitions 24. Since all these elements are elements of the furnace block 11, they are located in the lower module 2.

При прохождении дымовых газов через газоход 19 задней стенки камеры сгорания 17 поток газов дважды разворачивается на 180°, что приводит к осаждению крупных частиц золы и шлака из потока дымовых газов при переходе из газохода 19 задней стенки камеры сгорания 17 в камеру 18 снижения температуры дымовых газов. Крупные частицы золы и шлака осаждаются в камере 18 снижения температуры дымовых газов и попадают в канал сбора 25 частиц уноса. После чего, с помощью вентилятора возврата уноса 37 и эжектора возврата уноса (не показан на чертеже), частицы подают в систему возврата уноса 15. После чего частицы направляют в топку 10 камеры сгорания 17 через канал подачи 26 частиц уноса, с целью их сжигания. Таким образом, достигается повышение эффективности заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса в условиях его упрощенной конструкции, а также снижение риска причинения вреда здоровью пользователя.When flue gases pass through a gas duct 19 of the rear wall of the combustion chamber 17, the gas stream doubles through 180 °, which leads to the deposition of large particles of ash and slag from the flue gas stream when passing from the gas duct 19 of the rear wall of the combustion chamber 17 to the chamber 18 for decreasing the temperature of the flue gases . Large particles of ash and slag are deposited in the chamber 18 to reduce the temperature of the flue gases and fall into the collection channel of 25 particles of entrainment. Then, using the ablation return fan 37 and the ablation return ejector (not shown in the drawing), the particles are fed to the ablation return system 15. After that, the particles are sent to the combustion chamber 10 of the combustion chamber 17 through the feed channel 26 of the ablation particles, in order to burn them. Thus, increasing the efficiency of the proposed modular heat and power complex in terms of its simplified design, as well as reducing the risk of harm to the health of the user.

Кроме того, наличие перегородок 24 между камерой сгорания 17 и камерой 18 снижения температуры дымовых газов обеспечивает циркуляцию дымовых газов внутри камеры сгорания 17 и, как следствие, эффективное сжигание твердого топлива при его попадании в топку.In addition, the presence of partitions 24 between the combustion chamber 17 and the chamber 18 for decreasing the temperature of the flue gases ensures the circulation of flue gases inside the combustion chamber 17 and, as a result, efficient combustion of solid fuel when it enters the furnace.

Из камеры 18 снижения температуры дымовых газов дымовые газы, прошедшие первый этап очистки, подают через перепускной газоход 27 системы удаления дымовых газов, расположенный в каждом верхнем модуле 1, в воздухоподогреватель 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12, расположенного в каждом нижнем модуле 2, с помощью разряжения, создаваемого дымососом 28. Температура дымовых газов на входе в воздухоподогреватель 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12 не должна превышать допустимой, что обеспечивается организованной подачей атмосферного воздуха (топочное и вторичное дутье) в камеру сгорания 17 или включением в работу (при достижении аварийного значения температуры газов) осевого вентилятора 35, расположенного в каждом нижнем блоке 2.From the flue gas temperature reduction chamber 18, the flue gases having passed the first purification step are fed through a bypass duct 27 of the flue gas removal system located in each upper module 1 to an air heater 32 of at least one group heat exchanger 12 located in each lower module 2, using the vacuum generated by the exhaust fan 28. The temperature of the flue gases at the inlet to the air heater 32 of at least one group heat exchanger 12 must not exceed the permissible level, which is ensured by supplying atmospheric air (furnace and secondary blasting) into the combustion chamber 17 or turning on the axial fan 35 located in each lower unit 2 (when the gas temperature is at an emergency value is reached).

Одновременно с этим, в, по крайней мере, один воздухоподогреватель 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12 подают холодный атмосферный воздух по тракту холодного воздуха 42, расположенного в каждом верхнем модуле 1 и в каждом нижнем модуле 2. Тракт холодного воздуха соединен 42 с, по крайней мере, одним групповым теплообменником 12, с помощью вентилятора горячего дутья 50, которые, в свою очередь, расположены в каждом нижнем модуле 2. При этом воздух, поступающий по тракту холодного воздуха 42, подогревают в коробе 43 тракта холодного воздуха 42, расположенном в каждом верхнем модуле 1, за счет теплообмена с перепускным газоходом 27. В групповом теплообменнике 12 происходит передача тепла от дымовых газов атмосферному воздуху, проходящему из одного воздухоподогревателя 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12 в другой, при этом воздух нагревается до температуры около 300°С за счет теплообмена с трубками воздухонагревателей 32 группового теплообменника 12 или пластинами, в случае выполнения воздухоподогревателей 32 пластинчатыми. Это обеспечивает эффективность использования заявляемого изобретения.At the same time, at least one air heater 32 of at least one group heat exchanger 12 supplies cold atmospheric air through a cold air path 42 located in each upper module 1 and in each lower module 2. The cold air path is connected 42 with at least one group heat exchanger 12, using a hot blast fan 50, which, in turn, are located in each lower module 2. At the same time, the air entering the cold air path 42 is heated in the duct 43 of the cold path air 42, located in each upper module 1, due to heat exchange with a bypass duct 27. In the group heat exchanger 12, heat is transferred from the flue gases to atmospheric air passing from one air heater 32 of at least one group heat exchanger 12 to another, while the air is heated to a temperature of about 300 ° C due to heat exchange with the tubes of the air heaters 32 of the group heat exchanger 12 or the plates, if the air heaters 32 are plate-type. This ensures the efficient use of the claimed invention.

В, по крайней мере, одном групповом теплообменнике 12, расположенном в каждом нижнем модуле 2, происходит охлаждение горячих дымовых газов до температуры 180÷190°С. Далее дымовые газы проходят через переходный боров 29, то есть, дымовые газы направляют во вторую ступень очистки от частиц золы и шлака. Газовый поток в переходном борове 29 меняет направление движения на 180° и скорость его уменьшается в 2,5 раза за счет увеличения проходного сечения. Частицы золы плотностью до 2,5 г/см³ и диаметром более 20 мкм, сохраняя первоначальную скорость и направление движения, выпадают в нижней части переходного борова 29 и осаждаются в шлаковом бункере 30 системы золошлакоудаления, расположенном в каждом нижнем модуле 2. Таким образом, осуществляют вторую ступень очистки дымовых газов от частиц золы и шлака с помощью переходного борова 29, по крайней мере, одного группового теплообменника 12. Это обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя за счет уменьшения количества частиц золы и шлака, попадающего в атмосферу. После этого охлажденные в, по крайней мере, одном групповом теплообменнике 12 до температуры 180÷190°С дымовые газы направляют, в по крайней мере, один золоуловитель 47 системы золошлакоудаления, расположенный в каждом нижнем модуле 2, в котором проводят осаждение оставшихся мелких частиц золы и шлака из потока дымовых газов, охлажденных до температуры 180÷190°С. Таким образом, реализуют третью ступень очистки дымовых газов. Это обеспечивает безопасность использования заявляемого изобретения. После этого дымовые газы направляют на всасывающий патрубок дымососа 28, расположенного в каждом нижнем модуле 2, и далее через дымовую трубу 48 выводят в атмосферу.In at least one group heat exchanger 12 located in each lower module 2, the cooling of hot flue gases to a temperature of 180 ÷ 190 ° C. Next, the flue gases pass through the transition burs 29, that is, the flue gases are sent to the second stage of cleaning particles of ash and slag. The gas flow in the transition hog 29 changes the direction of movement by 180 ° and its speed decreases by 2.5 times due to the increase in the flow area. Particles of ash with a density of up to 2.5 g / cm ³ and a diameter of more than 20 μm, while maintaining the initial speed and direction of motion, fall out in the lower part of the transition boron 29 and are deposited in the slag bunker 30 of the ash removal system located in each lower module 2. Thus, carry out the second stage of purification of flue gases from particles of ash and slag using a transition hog 29, at least one group heat exchanger 12. This reduces the risk of harm to the health of the user by reducing the number of parts q ash and slag entering the atmosphere. After that, the flue gases cooled in at least one group heat exchanger 12 to a temperature of 180 ÷ 190 ° C are directed to at least one ash collector 47 of the ash removal system located in each lower module 2, in which the remaining fine ash particles are deposited and slag from the flue gas stream, cooled to a temperature of 180 ÷ 190 ° C. Thus, the third stage of flue gas treatment is implemented. This ensures the safety of the use of the claimed invention. After that, the flue gases are sent to the suction pipe of the exhaust fan 28 located in each lower module 2, and then through the chimney 48 to the atmosphere.

В случае выполнения заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, снабженного, по крайней мере, двумя нижними модулями 2 и, по крайней мере, двумя верхними модулями 1, а значит и, по крайней мере, двумя групповыми теплообменниками 12, расположенными в нижних модулях 2, охлажденные дымовые газы направляют из каждого группового теплообменника 12 в золоуловители 47. В них проводят осаждение оставшихся мелких частиц золы и шлака из потока дымовых газов, охлажденных до температуры 180÷190°С. Таким образом, реализуют третью ступень очистки дымовых газов. Это обеспечивает безопасность использования заявляемого изобретения. После этого дымовые газы направляют на всасывающие патрубки дымососов 28 и, с помощью дымоходов 46 направляют дымовые газы в магистральный дымоход 52 (Фиг. 1). Далее, через дымовую трубу 48 дымовые газы выводят в атмосферу.In the case of the implementation of the inventive modular heat and power complex, equipped with at least two lower modules 2 and at least two upper modules 1, and therefore, at least two group heat exchangers 12 located in the lower modules 2, cooled flue the gases are sent from each group heat exchanger 12 to ash collectors 47. In them, the remaining fine particles of ash and slag are precipitated from the flue gas stream cooled to a temperature of 180-190 ° C. Thus, the third stage of flue gas treatment is implemented. This ensures the safety of the use of the claimed invention. After that, the flue gases are sent to the suction pipes of the exhaust fans 28 and, using the chimneys 46, the flue gases are sent to the main flue 52 (Fig. 1). Further, through the chimney 48, the flue gases are vented to the atmosphere.

Нагретый до температуры около 300°С горячий воздух по тракту горячего воздуха 44, расположенному в каждом нижнем модуле 2, подают из воздухоподогревателей 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12 на распределительное устройство (не показано на чертеже) в присадку к основному потоку шахтного вентиляционного воздуха. Газовый поток внутри трубок воздухоподогревателя 32, по крайней мере, одного группового теплообменника 12 находится под разрежением, создаваемым дымососом 28, а воздушный в свободном пространстве - под напором, создаваемым вентилятором горячего дутья 50, что исключает попадание продуктов сгорания в горячий воздух, идущий на вентиляцию шахты по тракту горячего воздуха 43, а значит, обеспечивает эффективность и безопасность использования теплоэнергетического комплекса.Heated to a temperature of about 300 ° C, the hot air through the hot air path 44 located in each lower module 2 is supplied from the air heaters 32 of at least one group heat exchanger 12 to a distribution device (not shown in the drawing) in addition to the main shaft flow ventilation air. The gas stream inside the tubes of the air heater 32 of at least one group heat exchanger 12 is under the vacuum created by the smoke exhauster 28, and the air flow in free space is under the pressure created by the hot blast fan 50, which eliminates the ingress of combustion products into the hot air going to the ventilation mines along the hot air duct 43, which means that it ensures the efficiency and safety of using the heat and power complex.

В случае выполнения заявляемого модульного теплоэнергетического комплекса, снабженного, по крайней мере, двумя нижними модулями 2 и, по крайней мере, двумя верхними модулями 1, а значит и, по крайней мере, двумя групповыми теплообменниками 12, расположенными в нижних модулях 2, горячий воздух из воздухоподогревателей 32 подают в тракты горячего воздуха 44. После чего горячий воздух подают в магистральный воздуховод 56 горячего воздуха, к которому подведены тракты горячего воздуха 44, и направляют горячий воздух в зону смешения горячего присадочного воздуха, как показано на Фиг. 1. Благодаря этому осуществляется доставка горячего воздуха в шахту при увеличении мощности модульного теплоэнергетического комплекса, а значит, достигается эффективность его использования.In the case of the implementation of the inventive modular heat and power complex, equipped with at least two lower modules 2 and at least two upper modules 1, and therefore, at least two group heat exchangers 12 located in the lower modules 2, hot air from the air heaters 32, they are supplied to the hot air paths 44. After that, hot air is supplied to the main air duct 56 of the hot air to which the hot air paths 44 are connected and the hot air is directed to the hot additive mixing zone th air, as shown in FIG. 1. Due to this, hot air is delivered to the mine with an increase in the capacity of the modular heat and power complex, which means that the efficiency of its use is achieved.

Поскольку зона смешения (не показана на чертеже) горячего присадочного воздуха и основного потока холодного вентиляционного воздуха шахтного вентилятора главного проветривания представляет собой контактный теплообменник, здесь отсутствует обратная линия греющего теплоносителя и к.п.д. такого теплообменника, при отсутствии утечек, составляет 100%.Since the mixing zone (not shown in the drawing) of the hot additive air and the main flow of cold ventilation air of the main ventilation shaft fan is a contact heat exchanger, there is no return line for the heating coolant and efficiency such a heat exchanger, in the absence of leaks, is 100%.

Управление заявляемым теплоэнергетическим комплексом осуществляют с помощью системы автоматизированного управления и контроля (САУК), которая обеспечивает управление вентилятором топочного дутья 34, вентилятором возврата уноса 37, вентилятором 50 горячего дутья и осевым вентилятором 35, приводами топочных решеток, топочными питателями (не показаны для удобства), дымососами 28, конвейером топливоподачи 41 и конвейером шлакоудаления 8 и шиберами (не показанными для удобства). Система САУК предусматривает аварийное отключение подачи горячего воздуха в случае содержания СО в горячем воздухе за воздухоподогревателем выше допустимого, что обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя в процессе эксплуатации заявляемого изобретения. При этом система САУК расположена в технологическом модуле 3, электрически связанном с каждым нижним модулем 2 и каждым верхним модулем 1.The claimed heat and power complex is controlled by an automated control and monitoring system (SAUK), which provides control of a furnace blower fan 34, an ablation return fan 37, a hot blast fan 50 and an axial fan 35, furnace grill drives, and furnace feeders (not shown for convenience) , exhaust fans 28, a fuel conveyor 41 and a slag removal conveyor 8 and gates (not shown for convenience). The ACS system provides for an emergency shutdown of the hot air supply in the event that the CO content in the hot air behind the air heater is higher than the permissible value, which reduces the risk of harm to the health of the user during the operation of the claimed invention. In this case, the ACS system is located in the technological module 3, electrically connected to each lower module 2 and each upper module 1.

Таким образом, принцип действия теплоэнергетического комплекса заключается в получении в теплогенераторном блоке 9 горячих дымовых газов, которые, поступая в, по крайней мере, один групповой теплообменник 12, нагревают воздушный поток атмосферного воздуха, нагнетаемого вентилятором горячего дутья 50 и подаче горячего воздуха на распределительное устройство (не показано на чертеже) в присадку к вентиляционному воздуху шахтного вентилятора главного проветривания.Thus, the principle of operation of the heat and power complex is to receive hot flue gases in the heat generating unit 9, which, entering into at least one group heat exchanger 12, heat the air flow of atmospheric air pumped by the hot blast fan 50 and supply hot air to the distribution device (not shown in the drawing) in addition to the ventilation air of the main ventilation shaft fan.

Для обеспечения удобства монтажа заявляемого изобретения каждый нижний модуль 2 и, по крайней мере, один технологический модуль 3 устанавливают на основание 6, снабженного выемкой 7. При этом в выемке 7 располагают конвейер шлакоудаления 8, что обеспечивает эффективный сбор частиц золы и шлака, а значит, и эффективность использования заявляемого изобретения при снижении рисков причинения вреда здоровью пользователя.To ensure ease of installation of the claimed invention, each lower module 2 and at least one process module 3 are mounted on a base 6 provided with a recess 7. In this case, a slag removal conveyor 8 is located in the recess 7, which ensures efficient collection of ash and slag particles, which means , and the effectiveness of the use of the claimed invention while reducing the risks of harming the health of the user.

Описанные в тексте данной заявки варианты реализации способа не являются единственно возможными и приведены с целью наиболее наглядного раскрытия сути изобретения.The embodiments of the method described in the text of this application are not the only possible ones and are given with the aim of most clearly disclosing the essence of the invention.

Заявляемый модульный теплоэнергетический комплекс компактен, прост в монтаже и удобен в использовании. Наличие многоступенчатой системы очистки дымовых газов обеспечивает снижение риска причинения вреда здоровью пользователя в процессе его эксплуатации, а, поскольку топка теплоэнергетического комплекса работает на твердом топливе, заявляемое изобретение незаменимо в условиях отсутствия газоснабжения и может быть реализовано с использованием промышленного производства.The inventive modular heat and power complex is compact, easy to install and convenient to use. The presence of a multi-stage flue gas cleaning system reduces the risk of harm to the health of the user during its operation, and, since the furnace of the heat and power complex runs on solid fuel, the claimed invention is indispensable in the absence of gas supply and can be implemented using industrial production.

Claims

1. A modular heat and power complex comprising at least one upper module, at least one lower module and at least one technological module, each of which contains a prefabricated support frame and at least one wall panel,

each upper module includes a fuel supply system and a cold air path,

and each lower module includes a heat generating unit and a heat exchanger, while the heat generating unit includes a furnace unit with a combustion chamber,

to which the furnace blast, secondary blast and ablation return systems are connected,

in addition, a flue gas cleaning and removal system passing through the upper module and lower module is connected to the combustion chamber,

and the heat exchanger is connected to the hot air path passing through the lower module, and to the cold air path passing through the upper module,

elements of the heat and power complex are controlled using an automatic control system located in the technological module,

moreover, all modules are configured to connect to each other.

2. The modular heat and power complex according to claim 1, characterized in that the process module is electrically connected to more than one pair of upper and lower modules.

3. The modular heat and power complex according to claim 2, characterized in that at least one upper module and at least one lower module include an end wall panel.

4. The modular heat and power complex according to claim 1, characterized in that it contains two upper modules and two lower modules.

5. The modular heat and power complex according to claim 4, characterized in that the hot air paths are combined into a main duct.

6. The modular heat and power complex according to claim 4, characterized in that the chimneys leaving the neighboring lower modules are combined into a main chimney.

7. A modular heat and power complex comprising at least one upper module, at least one lower module and at least one technological module,

the fuel supply system located in each upper module, as well as the cold air path,

an ash removal system and a heat generating unit located in each lower module, including a furnace block with a combustion chamber with a furnace blast system and a secondary blast system connected to it,

a flue gas cleaning and removal system connected to the combustion chamber passing through each upper module and each lower module, including gas ducts, a bypass duct, an ash collector, a smoke exhauster and a chimney,

and at least one group heat exchanger located in each lower module, connected to a hot air path passing through each lower module, and to a cold air path passing through each upper module,

as well as an automated control system located in the technological module,

moreover, the furnace unit is equipped with a convective jacket,

and the combustion chamber is equipped with an ablation removal system.

8. The modular heat and power complex according to claim 7, characterized in that the combustion chamber is equipped with a flue gas cleaning stage.

9. The modular heat and power complex according to claim 8, characterized in that the flue gas pre-treatment stage is a transition from the gas duct of the back wall of the combustion chamber to the chamber for reducing the temperature of the gases.

10. The modular heat and power complex according to claim 7, characterized in that the housing of the furnace block is equipped with a convective jacket.

11. The modular heat and power complex according to claim 7, characterized in that the wall of the combustion chamber is provided with at least one nozzle.

12. The modular heat and power complex according to claim 7, characterized in that the secondary blast system is connected to the furnace blast fan.

13. The modular heat and power complex according to claim 7, characterized in that the cold air duct duct is made with the possibility of heat exchange with a bypass duct.

14. The method of heating mine air, which consists in the fact that using the fuel supply system located in the upper module, fuel is supplied to the combustion chamber of the furnace block located in the lower module, after which the fuel is ignited, at the same time, air is supplied to the combustion chamber by furnace blast systems and secondary blast systems located in the lower module,

the flue gases generated during the combustion process are directed to a chamber for decreasing the temperature of the gases of the combustion unit, after which the flue gases are directed through a bypass duct located in the upper module to a heat exchanger located in the lower module, and the air supplied to the heat exchanger through the path of cold air passing through the upper module, pre-heated by heat exchange with a bypass duct,

in the air heaters of the group heat exchanger carry out further heating of the air and direct it to the mine,

and the flue gases are cooled and sent to the chimney, the resulting ash and slag are removed using an ash and slag removal system located in the lower module, and they are monitored from the technological module using an automated control system.

15. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the flue gases are additionally sent to the stage of preliminary cleaning of the combustion chamber.

16. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the flue gases are cleaned by inertial collection in the transition from the duct of the back wall of the combustion chamber to the chamber for reducing the temperature of the gases.

17. The method of heating mine air according to claim 16, characterized in that the particles of ash and slag obtained as a result of cleaning are sent using the ablation return system to the combustion chamber and burned.

18. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the air of the furnace blast is supplied to the combustion chamber through the convective jacket of the furnace block.

19. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the secondary blast air is supplied to the combustion chamber through a nozzle.

20. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the flue gases are further cleaned first by inertial collection using a transitional hog of a regenerative group heat exchanger, and then cleaned using an ash collector.

21. The method for heating mine air according to claim 14, characterized in that the ash and slag are removed using an ash and slag removal system conveyor located in the recess of the base of the lower module.

22. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the hot air is sent to the mine through the main duct.

23. The method of heating mine air according to claim 14, characterized in that the flue gases are sent to the chimney through the main chimney.