RU99101047A - Система для сжигания и обработки биомассы (варианты) - Google Patents

Claims (34)

1. Система для сжигания биомассы для получения горячего газа, содержащая турбоагрегат с множеством лопаток, работающий под избыточным давлением топочный агрегат, включающий в себя устройство для сжигания частиц биомассы в зоне горения для получения горючего газа и имеющий наружный кожух, защитный экран и первый кольцевой канал между наружным кожухом и защитным экраном, имеющим по крайней мере одно кольцевое отверстие, а наружный кожух имеет входной патрубок в нижней части, при этом топочный агрегат включает в себя огнеупорный конус, распложенный в нижней его части, создающий первоначальную зону горения и аккумулирующий и излучающий тепловую энергию для стабилизации процесса горения частиц биомассы при первоначальном попадании частиц в эту зону и их воспламенении, отличающаяся тем, что она включает в себя подающее устройство для транспортировки биомассы в нижнюю часть топочного агрегата, циклонный сепаратор зольного остатка для удаления зольного остатка из горючего газа, связанный с топочным агрегатом соединительным трубопроводом, образующим второй кольцевой канал, связанный с первым кольцевым каналом, при этом циклонный сепаратор имеет наружный кожух, защитный экран, третий кольцевой канал между ними и трубопровод, причем третий кольцевой канал соединен со вторым кольцевым каналом, а указанный трубопровод обеспечивает подачу горючего газа в турбоагрегат для вращения турбоагрегата с установленной скоростью, а также воздушный компрессор для подачи сжатого воздуха в первый, второй и третий кольцевые каналы и приводимый в действие газовой турбиной, а сжатый воздух подается в зону горения по крайней мере через один кольцевой канал для облегчения работы устройства для сжигания, и систему регулирования для регулирования скорости вращения турбоагрегата и подачи измельченной биомассы в топочный агрегат, работающий под давлением.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что топочный агрегат включает в себя устройство для регулирования воздушного потока, поступающего от первого кольцевого канала через нижний патрубок топочного агрегата для создания завихряющегося потока частиц биомассы.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство для регулирования воздушного потока включает в себя множество лопаток и приводной механизм, причем лопатки расположены на выходе подающего устройства внутри первого кольцевого канала в нижней части топочного агрегата, при этом каждая из этих лопаток вращается вокруг собственной оси относительно одного конца и ее поворот приводным механизмом обеспечивает регулирование расстояния между каждой из этих лопаток.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что топочный агрегат снабжен устройством для регулирования воздушного потока, поступающего от первого кольцевого канала через нижний патрубок для создания завихряющегося потока частиц биомассы.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что устройство для регулирования потока воздуха включает в себя множество лопаток и приводной механизм, причем лопатки расположены на выходе подающего устройства внутри первого кольцевого канала, расположенного в нижней части топочного агрегата, при этом каждая из этих лопаток вращается вокруг собственной оси относительно одного конца и ее поворот приводным механизмом обеспечивает регулирование расстояния между каждой из этих лопаток.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система регулирования включает в себя байпасный воздушный узел для подачи и регулирования байпасного потока воздуха в указанный трубопровод из третьего кольцевого канала циклонного сепаратора, где этот воздух смешивается с горючим газом.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что байпасный воздушный узел содержит стационарный стакан, регулируемый стакан и газоотводный патрубок, причем стационарный стакан образован первым концом указанного трубопровода, газоотводный патрубок расположен и закреплен в стационарном стакане таким образом, что между ними образуется четвертый кольцевой канал, верхний конец которого свободен и соединен с указанным трубопроводом, а регулируемый стакан входит по кольцу в наружную поверхность стационарного стакана и имеет возможность поворота относительно стационарного стакана, причем верхняя часть стационарного стакана имеет множество первых отверстий, а регулируемый стакан имеет множество вторых отверстий, каждое из которых соответствует таким же отверстиям в стационарном стакане, причем регулируемый стакан сообщен с третьим кольцевым каналом циклонного сепаратора зольного остатка и при вращении регулируемого стакана вокруг стационарного стакана изменяется количество открываемых первых отверстий, регулируя количество сжатого воздуха, поступающего из третьего кольцевого канала через первые и вторые множества отверстий в указанный четвертый кольцевой канал.

8. Система по п.8, отличающаяся тем, что байпасный воздушный узел включает в себя корпус и байпасный регулирующий клапан, причем указанный трубопровод имеет множество отверстий у своего первого конца, при этом этот корпус охватывает внешнюю поверхность первого конца трубопровода, а байпасный регулирующий клапан сообщен с третьим кольцевым каналом циклонного сепаратора зольного остатка и позволяет части сжатого воздуха проходить в третий кольцевой канал и затем в корпус и через указанное множество отверстий в трубопроводе для смешивания с горючим газом, входящим в трубопровод.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что система регулирования включает в себя термический разгрузочный клапан, сообщенный с трубопроводом рядом с выходом из циклонного сепаратора зольного остатка для выпуска горючего газа.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что указанный циклонный сепаратор зольного остатка, кроме того, включает в себя по меньшей мере один зольный бункер с затвором для приема и хранения зольного остатка, удаленного из горючего газа.

11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, включает в себя систему для обработки древесины и подготовки биомассы к подаче в систему.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что указанная система для обработки древесины включает в себя инжекторы с захватом воздуха, распыляющие, высушивающие и распределяющие биомассу.

13. Система для сжигания частиц биомассы для получения горячего газа, содержащая турбоагрегат с множеством лопаток, работающий под избыточным давлением топочный агрегат, включающий в себя устройство для сжигания частиц биомассы в зоне горения для получения горючего газа и имеющий наружный кожух, защитный экран и первый кольцевой канал между наружным кожухом и защитным экраном, имеющим как минимум одно кольцевое отверстие, а наружный кожух имеет отверстие в нижней части, отличающаяся тем, что она включает в себя подающее устройство для транспортировки частиц биомассы в нижнюю часть топочного агрегата, циклонный сепаратор зольного остатка для удаления зольного остатка из горючего газа, связанный с топочным агрегатом соединительным трубопроводом, образующим второй кольцевой канал, сообщенный с первым кольцевым каналом, при этом циклонный сепаратор имеет наружный кожух, защитный экран, расположенный между ними третий кольцевой канал и трубопровод, причем третий кольцевой канал соединен со вторым кольцевым каналом, а указанный трубопровод обеспечивают подачу горючего газа в турбоагрегат для вращения турбоагрегата с установленной скоростью вращения, а также воздушный компрессор для подачи сжатого воздуха в первый, второй и третий кольцевые каналы через указанный патрубок и приводимый в действие турбиной газогенератора, а сжатый воздух подается в зону горения через указанный по меньшей мере один кольцевой канал для облегчения работы устройства для сжигания, и систему регулирования для регулирования скорости вращения турбоагрегата, включающую в себя байпасный воздушный узел, регулирующий прохождение байпасного воздуха в трубопровод из третьего кольцевого канала циклонного сепаратора зольного остатка для смешивания в этом трубопроводе с горючим газом.

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что работающий под давлением топочный агрегат включает в себя огнеупорный конус у его нижнего конца, образующий зону начального горения, аккумулирующий и излучающий тепло для стабилизации начального горения частиц биомассы, когда они поступают в зону начального горения.

15. Система по п. 13, отличающаяся тем, что топочный агрегат имеет устройство для регулирования воздушного потока из первого кольцевого канала через нижнюю часть топочного агрегата для создания завихряющегося потока частиц биомассы.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что указанное средство регулирования воздушного потока включает в себя множество лопаток и приводной механизм, причем лопатки расположены на выходе из подающего устройства внутри первого кольцевого канала в нижней части топочного агрегата, причем каждая из лопаток вращается вокруг своей оси относительно одного конца, причем приводной механизм регулирует поворот ряда лопаток, регулируя расстояние между каждой из этого ряда лопаток.

17. Система по п. 14, отличающаяся тем, что топочный агрегат содержит устройство для регулирования воздушного потока от первого кольцевого канала через нижнюю часть топочного агрегата для создания завихряющегося потока частиц биомассы.

18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что указанное устройство для регулирования воздушного потока включает в себя ряд лопаток и приводной механизм, причем лопатки расположены на выходе подающего устройства внутри первого кольцевого канала у нижнего части топочного агрегата, при этом каждая из этих лопаток вращается вокруг своей оси относительно одного конца, причем приводной механизм регулирует поворот ряда лопаток, регулируя расстояние между каждой из этого ряда лопаток.

19. Система по п. 13, отличающаяся тем, что байпасный воздушный узел имеет стационарный стакан, газоотводный патрубок и регулируемый стакан, причем стационарный стакан образован первым концом трубопровода, газоотводный патрубок расположен и закреплен в стационарном стакане с образованием между ними четвертого кольцевого канала, верхний конец которого свободен и сообщен с трубопроводом, причем регулируемый стакан входит по кольцу в наружную поверхность стационарного стакана и может вращаться вокруг этого стакана, причем верхняя часть стационарного стакана имеет ряд первых отверстий, а регулируемый стакан имеет ряд вторых отверстий, каждое из которых соответствует каждому из ряда первых отверстий, причем регулируемый стакан сообщен с третьим кольцевым каналом циклонного сепаратора зольного остатка, а при вращении регулируемого стакан вокруг стационарного стакана регулируется количество открываемых первых отверстий, регулируя количество сжатого воздуха внутри третьего кольцевого канала, проходящего через первый и второй ряд отверстий в четвертый кольцевой канал.

20. Система по п. 13, отличающаяся тем, что байпасный воздушный узел включает в себя корпус и байпасный регулирующий клапан, причем указанный трубопровод имеет ряд отверстий у своего первого конца, при этом этот корпус охватывает внешнюю поверхность первого конца трубопровода, а байпасный регулирующий клапан сообщен с третьим кольцевым каналом циклонного сепаратора зольного остатка и позволяет проходить части сжатого воздуха в третий кольцевой канал, внутрь корпуса и через указанный ряд отверстий в трубопроводе для смешивания с горючим газом, поступающим в трубопровод.

21. Система по п. 13, отличающаяся тем, что система регулирования включает в себя термический разгрузочный клапан, сообщенный с трубопроводом рядом с выходом из циклонного сепаратора зольного остатка для выпуска горючего газа.

22. Система по п. 13, отличающаяся тем, что циклонный сепаратор зольного остатка, кроме того, включает в себя как минимум один бункер для зольного остатка с затвором для приема и хранения зольного остатка, удаленного из горючего газа.

23. Система по п. 13, отличающаяся тем, что она включает в себя систему для обработки древесины и подготовки биомассы к подаче в систему.

24. Система по п.23, отличающаяся тем, что система для обработки древесины включает в себя инжекторы с захватом воздуха, распыляющие, высушивающие и распределяющие биомассу.

25. Система для сжигания биомассы для получения горячего газа, содержащая турбоагрегат с множеством лопаток, работающий под избыточным давлением топочный агрегат, включающий в себя устройство для сжигания частиц биомассы в зоне горения для получения горючего газа и имеющий наружный кожух, защитный экран и первый кольцевой канал между наружным кожухом и защитным экраном, имеющим как минимум одно кольцевое отверстие, а у нижней части наружного кожуха имеется входной патрубок, отличающаяся тем, что она включает в себя подающее устройство, включающее в себя систему подготовки частиц биомассы для транспортировки частиц биомассы в нижнюю часть топочного агрегата, циклонный сепаратор зольного остатка для удаления зольного остатка из горючего газа, связанный топочным агрегатом соединительным трубопроводом, причем циклонный сепаратор включает в себя выпускной трубопровод для выпуска горючего газа с удаленным из него зольным остатком в турбоагрегат для его вращения с установленной скоростью вращения, а также воздушный компрессор, приводимый в действие турбиной газогенератора с обеспечением подачи воздуха, сжатого воздушным компрессором, в топочный агрегат через обратный клапан для облегчения работы устройства для сжигания, автоматическую систему байпасного обратного клапана, соединенную между воздушным компрессором и турбоагрегатом и обеспечивающую регулируемую связь между воздушным компрессором и турбоагрегатом для снижения обратного давления во время начала работы турбоагрегата, и систему регулирования скорости вращения турбоагрегата, включающую в себя байпасный воздушный узел, обеспечивающий регулирующий поток байпасного воздуха, проходящего в выходной трубопровод для газа циклонного сепаратора и соединяемого с горючим газом в выходном трубопроводе для газа.

26. Система по п. 25, отличающаяся тем, что система подготовки частиц биомассы содержит источник крупных частиц биомассы, средство транспортировки для подачи крупных частиц биомассы в бункер аспиратора, инжектор для приема крупных частиц биомассы из бункера аспиратора для размельчения крупных частиц биомассы, циклон, соединенный с этим инжектором, средство для захвата материала размельченной биомассы из инжектора и создания вихревого потока размельченного материала биомассы в этом циклоне для высушивания размельченного материала биомассы, средство для переноса высушенного размельченного материала биомассы в работающий бункерный циклон для дальнейшей сушки, работающий бункер с выходом для приема и хранения еще более высушенного размельченного материала биомассы из работающего бункерного циклона, измерительное устройство у указанного выхода работающего бункера для измерения выходящего еще более высушенного размельченного материала биомассы, сосуд с затвором для накопления выходного материала, поступающего из измерительного устройства, приемный резервуар для приема еще более высушенного размельченного материала биомассы, поступающего из сосуда с затвором, и еще одно измерительное устройство на выходе приемного резервуара для подачи выбранного количества еще более высушенного размельченного материала биомассы в топочный агрегат.

27. Система для обработки и подготовки топлива из биомассы для его инжектирования в систему горения, использующую топливо биомассы, содержащая источник крупных частиц биомассы, отличающаяся тем, что она включает в себя средство транспортировки для подачи крупных частиц биомассы в бункер аспиратора, средство инжектирования для приема крупных частиц биомассы из бункера аспиратора для размельчения крупных частиц биомассы, циклон, соединенный с этим инжектором, средство для захвата размельченных частиц биомассы из инжектора и создания вихревого потока размельченных частиц биомассы в циклоне для сушки размельченных частиц биомассы, средство переноса для подачи высушенных размельченных частиц биомассы в работающий бункерный циклон для их дальнейшей сушки, работающий бункер с выходом для приема и хранения еще более высушенных размельченных частиц биомассы, поступающих из работающего бункерного циклона, измерительное устройство у выхода работающего бункера для измерения на выходе еще более высушенных размельченных частиц биомассы, сосуд с затвором для накопления материала, выходящего из измерительного устройства, приемный резервуар для приема еще более высушенных размельченных частиц биомассы из сосуда с затвором и еще одно измерительное устройство на выходе приемного резервуара для подачи выбранного количества еще более высушенных размельченных частиц биомассы в топочный агрегат системы горения.

28. Система по п.27, отличающаяся тем, что она дополнительно содержат второй бункер аспиратора для приема крупных частиц биомассы от средства транспортировки, второе средство инжектирования для приема крупных частиц из второго бункера аспиратора для размельчения крупных частиц биомассы, второй циклон, соединенный со вторым инжектором, второе средство для захвата размельченных частиц биомассы из второго средства инжектирования и для создания вихревого потока размельченных частиц биомассы во второй циклон для сушки размельченных частиц биомассы, и второе средство переноса для подачи высушенных размельченных частиц биомассы во второй циклон для дальнейшей сушки для осаждения в этом средстве переноса.

29. Система по п.27, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит второй сосуд с затвором, установленный параллельно указанному сосуду с затвором, для накопления материала, выходящего из измерительного устройства, и для подачи высушенных размельченных частиц биомассы в приемный резервуар.

30. Система по п.27, отличающаяся тем, что средство транспортировки от циклона и второго циклона в работающий бункер представляет собой пневматически работающую трубу.

31. Система по п.27, отличающаяся тем, что измерительное устройство на выходе работающего бункера представляет собой реверсивный шнек и ряд подающих шнеков.

32. Система по п.28, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вибратор, прикрепленный к боковым стенкам сосуда с затвором, второго сосуда с затвором и приемного резервуара.

33. Система для обработки и подготовки топлива из биомассы для его инжектирования в систему горения, использующую топливо из биомассы, содержащая источник крупных частиц биомассы, отличающаяся тем, что она включает в себя средство транспортировки для подачи крупных частиц биомассы в первый бункер аспиратора и во второй бункер аспиратора, первое средство инжектирования для приема крупных частиц биомассы из первого бункера аспиратора для размельчения крупных частиц биомассы, второе средство инжектирования для приема крупных частиц биомассы из второго бункера аспиратора для размельчения крупных частиц биомассы, первый циклон, соединенный с выходом первого средства инжектирования, второй циклон, соединенный с выходом второго средства инжектирования, первое средство извлечения для захвата размельченных частиц биомассы из первого средства инжектирования и создания вихревого потока размельченных частиц биомассы в первом циклоне для сушки размельченных частиц биомассы, второе средство извлечения для захвата размельченных частиц биомассы из второго средства инжектирования и создания вихревого потока размельченных частиц биомассы во втором циклоне для сушки размельченных частиц биомассы, средство переноса для подачи высушенных размельченных частиц биомассы из первого и второго циклонов в работающий бункер с выходом для накопления высушенных частиц биомассы, измерительное устройство на выходе работающего бункера для измерения на выходе высушенных размельченных частиц биомассы, первый сосуд с затвором для приема материала от измерительного устройства, второй сосуд с затвором для приема материала от измерительного устройства, приемный резервуар для приема материала из первого и второго сосудов с затворами и еще одно измерительное устройство на выходе приемного резервуара для подачи выбранного количества высушенных размельченных частиц материала в топочный агрегат системы горения.

34. Система по п.33, отличающаяся тем, что измерительное устройство и еще одно измерительное устройство представляет собой шнековые устройства для переноса регулируемого количества высушенных размельченных частиц биомассы.