SU1781509A1

SU1781509A1 - Boiler

Info

Publication number: SU1781509A1
Application number: SU904816853A
Authority: SU
Inventors: Vasilij S Moiseev
Original assignee: Proizv Ob Belgorodskij Z Energ
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1992-12-15

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водотрубных паровых и водогрейных котлах.The invention relates to a power system and can be used in water tube steam and hot water boilers.

Известны котлы, содержащие топку циркулирующего слоя, сообщенную с последовательно расположенными сепарационной и конвективной шахтами, отделенными одна от другой стенками в виде водотрубных экранов с перепускнымиокнами, причем сепарационная шахта снабжена бункёром сбора уноса.Known boilers containing a furnace of the circulating layer, in communication with sequentially located separation and convective shafts, separated from each other by walls in the form of water tube screens with overflow windows, and the separation shaft is equipped with a collection hopper.

В одном варианта сепарационная шахта имеет горизонтальный, охватывающий \ ее по периметру газоход для отвода газа в конвективную шахту, с множеством окон, образованных изгибом отдельных труб, а в другом варианте указанный газоход выполнен со слабонаклонным подом, расположенным над сепарационной шахтой, из-за чего надежность котла оказывается пониженной, поскольку на горизонтальном и слабонаклонном подах скапливается пыль, содержащая топливо и при этом создаются взрывоопасные условия эксплуатации кОтла?In one embodiment, the separation shaft has a horizontal flue around the perimeter of the gas for conveying gas into the convection shaft, with many windows formed by the bending of individual pipes, and in another embodiment, the specified flue is made with a slightly inclined hearth located above the separation shaft, due to which Does the boiler reliability turn out to be reduced, since dust containing fuel accumulates on horizontal and slightly inclined hearths and explosive working conditions of the boiler are created?

Кроме того, указанные котлы имеют повышенные габариты и материалоемкость, поскольку его сепарационная шахта выполнена для осуществления сепарации на основе малоэффективной гравитационной сепарации.In addition, these boilers have increased dimensions and material consumption, since its separation shaft is made for separation based on ineffective gravitational separation.

Известны котлы, содержащие топку циркулирующего слоя, сообщенную с последовательно расположенными сепарационной и конвективной шахтами, отделенными одна от другой стенками в виде водотрубных экранов с перепускными окнами, причем сепарационная шахта снабжена бункером сбора * уноса и вертикальной водотрубной перегородкой, перпендикулярной указанным экранам с образованием опускного и подъемного газоходов, сообщенных между собой в нижних их частях и при этом опускной газоход подключен через соответствующее впускное окно к топке, а подъемный газоход подключен через соответствующее выпускное окно к конвективной шахте.Known boilers containing a furnace of the circulating layer, in communication with sequentially located separation and convective shafts, separated from each other by walls in the form of water tube screens with bypass windows, the separation shaft is equipped with a collection hopper * entrainment and a vertical water pipe partition perpendicular to these screens with the formation of the lowering and lifting gas flues communicated with each other in their lower parts and at the same time the lowering gas duct is connected through the corresponding inlet window to the furnace, and the mny gas duct is connected through a corresponding outlet port in the convection shaft.

Указанные котлы имеют повышенные габариты и материалоемкость, поскольку его сепарационная шахта с одной перегородкой оказывается неэффективно работающей особенно при увеличении мощности котла, когда увеличивается радиус поворота газа, а также увеличивается неравномерность распределения последних по ширине перегородки, в связи с увеличением и ширины перегородки при этом. Кроме того, при пониженных нагрузках котла уменьшается расход воздуха и скорость газов, из-за чего происходят отклонения от оптимального режима рециркуляции частиц через топку, сепаратор, бункер и снова топку, уменьшаются диапазоны регулирования температуры в топке, а применение рециркуляции продуктов сгорания в указанном контуре рециркуляции твердых частиц ведет к увеличению 5 объемов газов и к снижению экономичности котла, в связи с увеличением теплопотёрь с уходящими газами.These boilers have increased dimensions and material consumption, since its separation shaft with one partition turns out to be ineffective, especially when the boiler power increases, when the radius of gas rotation increases, and the uneven distribution of the latter along the width of the partition increases, due to the increase in the width of the partition. In addition, with reduced boiler loads, the air flow and gas velocity decrease, due to which deviations from the optimal particle recirculation mode through the furnace, separator, hopper and furnace again occur, the temperature control ranges in the furnace decrease, and the use of combustion products recirculation in the specified circuit recirculation of solid particles leads to an increase in 5 volumes of gases and to a decrease in the efficiency of the boiler, due to an increase in heat loss with flue gases.

Водотрубная перегородка имеет нижний коллектор, выступающий из ее плоско10 сти вглубь опускного газохода, из-за чего снижается надежность котла, поскольку указанный коллектор подвергается износу потоком газа, запыленным твердыми частицами.The water pipe partition has a lower manifold protruding from its plane into the depth of the lowering gas duct, which reduces the reliability of the boiler, since this collector is subject to wear by a gas stream dusted with solid particles.

Впускное окно, образованное прерыванием труб экрана с установкой промежуточных коллекторов, оказывается сложным и трудоемким в изготовлении и вызывает снижение надежности котла при его работе, 20 поскольку при этом увеличивается неравномерность распределения потока хладагента (воды) по трубам экрана и увеличивается сопротивление движению воды и пара.The inlet window, formed by interrupting the screen tubes with the installation of intermediate collectors, is difficult and time-consuming to manufacture and causes a decrease in the reliability of the boiler during its operation, 20 because this increases the uneven distribution of the flow of refrigerant (water) through the screen tubes and increases the resistance to movement of water and steam.

Целью изобретения является повыше25 ние эффективности в широком диапазоне изменения нагрузки.The aim of the invention is to increase efficiency over a wide range of load changes.

Цель изобретения достигается тем, что котел, содержащий топку циркулирующего слоя, сообщенную с последовательно рас30 положенными сепарационной и конвективной шахтами, отделенными одна от другой стенками в виде водотрубных экранов с перепускными окнами, причем сепарационная шахта снабжена бункером уноса и 35 вертикальной водотрубной перегородкой, перпендикулярной указанным стенкам с образованием опускного и подъемного газоходов, сообщенных между собой в нижних их частях и при этом опускной газоход через 40 соответствующее впускное окно подключен к топке, а подъемный газоход подключен через соответствующее выпускное окно к конвективной шахте, он дополнительно содержит по меньшей мере, один духсветный 45 водотрубный экран, установленный перпендикулярно стенкам, посредством которого топка, сепарационная шахта и бункер разделены на отдельные модули, подключенные к одной конвективной шахте, а в 50 каждом корпусе сепарационная шахта снабжена, по меньшей мере, дополнительной водотрубной перегородкой, образующей с основной перегородкой центральный опускной и периферийные подъемные газо55 ходы.The purpose of the invention is achieved in that the boiler containing the furnace of the circulating layer, in communication with sequentially located separation and convection shafts, separated from each other by walls in the form of water tube screens with bypass windows, the separation shaft is equipped with an ablation hopper and a 35 vertical water tube partition perpendicular to the specified walls with the formation of the lowering and lifting gas ducts, interconnected in their lower parts and the lowering gas duct through 40 corresponding inlet window о is connected to the furnace, and the lifting gas duct is connected through a corresponding outlet window to the convection shaft, it additionally contains at least one light-illuminated 45 water pipe installed perpendicular to the walls, by means of which the furnace, separation shaft and hopper are divided into separate modules connected to one convection shaft, and in each 50 case the separation shaft is equipped with at least an additional water pipe partition, forming with the main partition a central lowering and peripheral removable gas55 strokes.

Основная и дополнительная вертикальные водотрубные перегородки выполнены изогнутыми с образованием последователь__но расположенных по ходу газов конфузор5 ных и диффузорных участков опускных газоходов.The main and additional vertical water-tube partitions are made curved with the formation of confuser and diffuser sections of the downstream gas ducts sequentially located along the gases.

Вертикальные водотрубные перегородки в зоне конфузорных участков опускных газоходов, снабжены износоустойчивым покрытием.Vertical water-tube partitions in the zone of confuser sections of the downpipes are provided with a wear-resistant coating.

Вертикальные водотрубные перегородки в зоне диффузорных участков опускных газоходов выполнены перфорированными путем установки внахлестку и с зазорами одна от другой пластин между трубами перегродок с образованием косых подъемных каналов.The vertical water-tube partitions in the zone of the diffuser sections of the downpipes are perforated by installing an overlap and gaps between the pipes between the pipes and the wall with the formation of oblique lifting channels.

В сепарационной шахте дополнительно установлена охлаждаемая перегородка из труб, посредством которой опускные и подъемные газоходы разделены на параллельные отсеки.In the separation shaft, a cooled pipe partition is additionally installed, by means of which the lowering and lifting flues are divided into parallel compartments.

В нижних участках стенки, разделяющей сепарационную и конвективную шахты, выполнены отверстия с регулируемыми проходными сечениями.In the lower parts of the wall separating the separation and convective shafts, openings with adjustable passage sections are made.

Впускные окна опускных газоходов образованы путем вывода из своей плоскости в топку таких верних участков водотрубной стенки, разделяющей топку и сепарационную шахту, которые противолежат упомянутым газоходам.The inlet windows of the downcomer ducts are formed by withdrawing from their plane into the firebox such upper portions of the water tube wall separating the firebox and the separation shaft that are opposed to said flues.

Выпускные окна подъемных газоходов образованы путем вывода из своей плоскости в конвективную шахту таких верхних участков водотрубной стенки, разделяющей сепарационную и конвективную шахты, которые противолежат подъемным газоходам.The outlet windows of the lifting gas ducts are formed by withdrawing from their plane into the convection shaft such upper sections of the water pipe wall separating the separation and convective shafts that are opposite the lifting gas ducts.

На фиг. 1 показан котел в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - узел II на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 - узел III на фиг. 5: на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 1, вариант; на фиг. 8 - нижняя часть котла, вариант.In FIG. 1 shows a boiler in longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - node I in FIG. 1; in FIG. 4 - node II in FIG. 1; in FIG. 5 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 6 - node III in FIG. 5: in FIG. 7 is a section BB in FIG. 1, option; in FIG. 8 - lower part of the boiler, option.

Котел содержит топку 1 цирокулирующего слоя, сообщенную с последовательно расположенными сепарационной 2 и конвективной 3 шахтами, отделенными одна от другой стенками 4 и 5, выполненными в виде водотрубных экранов с перепускными окнами 6 и 7, причем сепарационная шахта 2 снабжена бункером 8 сбора уноса и вертикальной водотрубной перегородкой 9, перпендикулярной указанным стенкам 4 и 5 с образованием опускного 10 и подъемного 11 газоходов, сообщенных между собой в нижних их частях и при этом опускной газоход 10 подключен через соответствующее впускное окно 6 к топке, а подъемный газоход подключен через соответстующее выпускное окно 7 к конвективной шахте 3, он дополнительно содержит, по меньшей мере, один двухсветный водотрубный экранThe boiler contains a furnace 1 of the circulating layer, in communication with sequentially located separation 2 and convective 3 shafts, separated from each other by walls 4 and 5, made in the form of water tube screens with bypass windows 6 and 7, and the separation shaft 2 is equipped with a hopper 8 collecting fly and vertical a water-tube partition 9 perpendicular to the indicated walls 4 and 5 with the formation of a lowering 10 and lifting 11 gas flues communicated among themselves in their lower parts and at the same time the lowering gas duct 10 is connected through the corresponding inlet knoe window 6 to the furnace and the lifting gas duct is connected via the Related outlet port 7 to the convection shaft 3, further comprising at least one two-colored water-tube screen

12, установленный перпендикулярно стенкам (экранам) 4 и 5, посредством которого топка 1, сепарационная шахта 2 и бункер 8 разделены на отдельные модули 13 и 14, подключенные к одной конвективной шахте 3, а в каждом модуле 13 и 14 сепарационная шахта 2 снабжена, по меньшей мере, дополнительной водотрубной перегородкой 15, образующей с основной перегородкой 9 центральный опускной газоход 10 и периферийные подъемные газоходы 11.12, mounted perpendicular to the walls (screens) 4 and 5, by means of which the furnace 1, the separation shaft 2 and the hopper 8 are divided into separate modules 13 and 14 connected to one convective shaft 3, and in each module 13 and 14 the separation shaft 2 is provided, at least an additional water-tube partition 15, forming with the main partition 9 a central lowering duct 10 and peripheral lifting ducts 11.

Основная 9 и дополнительная 15 перегородки выполнены изогнутыми из их плоскостей с образованием последовательно расположенных по ходу газов конфузорных 16 и диффузорных 17 участков опускных газоходов 10.The main 9 and additional 15 partitions are made curved from their planes with the formation of sequentially located along the gas confuser 16 and diffuser 17 sections of the lower ducts 10.

Перегородки 9 и 15 в зоне конфузорных участков 16 опускных газоходов 10, снабжены износоустойчивым покрытием, например, выполненным путем напыления износоустойчивого материала на поверхность конфузорных участков 16.Partitions 9 and 15 in the zone of confuser sections 16 of the lower gas ducts 10 are provided with a wear-resistant coating, for example, made by spraying wear-resistant material on the surface of the confuser sections 16.

Перегородки 9 и 15 в зоне диффузорных участков 17 опускных газоходов 10 выполнены перфорированными, например, путем установки между трубами перегородок внахлестку и с зазорами одна от Другой пла- стин 19, с образованием косых подъемных каналов 20.Partitions 9 and 15 in the zone of the diffuser sections 17 of the downcomer ducts 10 are perforated, for example, by installing lamellae between the pipes with overlaps and gaps one from the other, plates 19, with the formation of oblique lifting channels 20.

В сепарационной шахте 2 дополнительно установлена охлаждаемая перегородка 21 из труб, посредством которой опускные и подъемные 11 газоходь разделены на параллельные отсеки 22, 22’, 23 и 23'.In the separation shaft 2, a cooled baffle 21 of pipes is additionally installed, by means of which the lowering and lifting 11 flue are divided into parallel compartments 22, 22 ’, 23 and 23 '.

Впускные окна 6 опускных газоходов 10 образованы путем вывода из своей плоскости в топку 1 таких верхних участков 24 водотрубной стенки 4, разделяющей топку 1 и сепарационную шахту 2, которые противолежат упомянутым газоходам 10.The inlet windows 6 of the lowering gas ducts 10 are formed by withdrawing from their plane into the furnace 1 such upper sections 24 of the water pipe wall 4 separating the furnace 1 and the separation shaft 2, which are opposite to the mentioned gas ducts 10.

Выпускные окна 7 подъемных газоходов образованы путем вывода из своей плоскости в конвективную шахту 3 таких верхних участков 25, водотрубной стенки 5, разделяющей сепарационную 2 и конвективную 3 шахты, которые противолежат подъемным газоходам 11.The outlet windows 7 of the lifting gas ducts are formed by withdrawing from their plane into the convection shaft 3 of such upper sections 25, a water tube 5 separating the separation 2 and convective 3 shafts that are opposite the lifting gas ducts 11.

Водотрубная стенка 4 в нижней части топки 1 путем вывода ее из собственной плоскости в почти горизонтальную плоскость образует под 26, а выведенная из плоскости последнего часть ее вместе с противолежащим фронтальным экраном 27 топки 1 образуют стенки 28 и 29 камеры охлаждения 30 устройства 31 для выгрузки материала слоя из топки ! Водотрубная стенка 5 в нижней части сепарационной шахты 2 выведена из своей плоскости в поперечную плоскость, с образованием на клонного ската 32 бункера 8, а скат 32 последнего у противолежащего его конца, выведен из своей плоскости в поперечную плоскость, с образованием почти горизонтального пода 33 теплообменника кипящего слоя из частиц уноса, а сам под 33 выведен из своей плоскости с образованием почти вертикальной стенки 34 камеры охлаждения устройства 36 для выгрузки избыточного количества частиц сепарированного уноса.The water-tube wall 4 in the lower part of the furnace 1 by forming it from its own plane into an almost horizontal plane forms under 26, and the part of it removed from the plane of the latter together with the opposite front screen 27 of the furnace 1 forms the walls 28 and 29 of the cooling chamber 30 of the device 31 for unloading material firebox layer! The water pipe wall 5 in the lower part of the separation shaft 2 is brought out from its plane to the transverse plane, with the formation of a hopper 8 on the sloping ramp 32, and the last ramp 32 at its opposite end, is removed from its plane to the transverse plane, with the formation of an almost horizontal hearth 33 of a fluidized bed of ablation particles, and under 33 itself it is removed from its plane with the formation of an almost vertical wall 34 of the cooling chamber of the device 36 for unloading an excess of particles of separated ablation.

В .нижних участках 37 стенки, разделяющей сепарационную 2 и конвективную 3 шахты, выполнены отверстия 38 с регулируемыми проходными сечениями, например, путем установки между трубами углообразных пластин 39 и установки в конвективной шахте 3 заслонок 40 с возможностью их перемещения вдоль своих плоскостей и параллельно плоскости участка 37 стенки 5.In the lower sections 37 of the wall separating the separation 2 and convective 3 shafts, holes 38 are made with adjustable flow sections, for example, by installing angle-shaped plates 39 between the pipes and installing 3 shutters 40 in the convection shaft with the possibility of their movement along their planes and parallel to the plane section 37 of the wall 5.

. Стенка 4 и ее участок 24 в верхней части выведены из своих плоскостей в почти горизонтальную плоскость с образованием потолка 42 сепарационой шахты 2.. The wall 4 and its portion 24 in the upper part are brought out of their planes into an almost horizontal plane with the formation of the ceiling 42 of the separation shaft 2.

Верхняя граница 43 по протяженности дополнительной перегородки 21 выдерживается на таком расстоянии от потолка 42, при котором обеспечивается равенство или почти равенство пути прохождения потоков газа через параллельные отсеки 22, 23 и 22’ , 23’.The upper boundary 43 along the length of the additional partition 21 is maintained at a distance from the ceiling 42, which ensures equal or almost equal path of gas flows through the parallel compartments 22, 23 and 22 ’, 23’.

Перегородки 21 в нижней части сепарационной шахты 2 на соответствующем расстоянии от нижних частей перегородок 9 и 15 разводится потрубно в шахматный пучок 44, а еще ниже ее трубы сводятся в один ряд . с образованием мембранной панели 45, которая образует наклонную стенку бункера 8 и входит в слой сепарированного уноса теплообменника 41, поверхность теполообмена которого образована разводкой труб панели 45 в пучок 46 с шахматным расположением труб, который вблизи стенки 4 преобразуется снова в мембранную панель с образованием вертикальной стенки 47 камеры охлаждения 35 устройства выгрузки избыточного Количества сепарированного уноса.Partitions 21 in the lower part of the separation shaft 2 at an appropriate distance from the lower parts of the partitions 9 and 15 are bent pipe-wise into a chess bundle 44, and even lower its pipes are reduced in one row. with the formation of the membrane panel 45, which forms an inclined wall of the hopper 8 and enters the layer of separated entrainment of the heat exchanger 41, the heat exchange surface of which is formed by distributing the pipes of the panel 45 into a bundle 46 with a checkerboard arrangement of pipes, which is converted again into the membrane panel with the formation of a vertical wall near the wall 4 47 cooling chambers 35 of the device for discharging excess amounts of separated entrainment.

Котел может быть снабжен циклонными сепараторами 48, размещенными в конвективной шахте 3, ниже уровня расположения трубчатых пакетов 49 последней, которые подключены через окна 50. образованные нёустановкой пластин 39 или пластин для образования мембранной панели стенки 5, к бункеру 8 сепарационной шахты 2.The boiler can be equipped with cyclone separators 48 located in the convection shaft 3, below the location of the tubular packages 49 of the latter, which are connected through the windows 50. formed by not installing the plates 39 or plates to form the membrane panel of the wall 5, to the hopper 8 of the separation shaft 2.

Топка 1 каждого модуля 13 и 14 снабжена патрубком 51 для ввода в нее твердого топлива с возможностью ввода сорбента и инертного материала.The furnace 1 of each module 13 and 14 is equipped with a pipe 51 for introducing solid fuel into it with the possibility of introducing a sorbent and inert material.

Верхние участки водотрубных экранов 27 путем их вывода из своих плоскостей в почти горизонтальную плоскость образуют потолки 53 топки в каждом модуле 13 и 14, которые совместно с потолками 42 шахты 2 образуют каналы 54 для ввода низконапорного вторичного воздуха в топку 1.The upper sections of the tube screens 27 by their output from their planes to an almost horizontal plane form the ceilings 53 of the furnace in each module 13 and 14, which together with the ceilings 42 of the shaft 2 form channels 54 for introducing low-pressure secondary air into the furnace 1.

К газораспределительному поду 33 теплообменника 41 кипящего слоя снизу подключен короб 55 для подачи высоконапорного вторичного воздуха в слой сепарированныхчастиц уноса.To the gas distribution hearth 33 of the fluidized bed heat exchanger 41, a duct 55 is connected from below for supplying high-pressure secondary air to the layer of separated entrainment particles.

К газораспределительному поду 26 и стенке 47 прикреплено регулирующее устройство 56 для подачи высоконапорного первичного воздуха в такую зону кипящего слоя теплообменника 41, которая расположена вблизи переточных окон 57 стенки 4. Окна 57 могут быть образованы в мембранной панели стенки 4 путем неустановки пластин между трубами, а также могут быть выполнены с установкой плоских 19 или углообразных пластин 39.A control device 56 is attached to the gas distribution hearth 26 and wall 47 for supplying high-pressure primary air to such an area of the fluidized bed of the heat exchanger 41, which is located near the transfer windows 57 of the wall 4. Windows 57 can be formed in the membrane panel of the wall 4 by not installing the plates between the pipes, and can also be performed with the installation of flat 19 or angled plates 39.

Водотрубная стенка 5 в верхней части выведена из своей плоскости в почти горизонтальную плоскость с образованием потолка 58, который с потолком 42 образует канал 59 для ввода третичного воздуха в сепарационную шахту/The water pipe wall 5 in the upper part is removed from its plane to an almost horizontal plane with the formation of a ceiling 58, which with a ceiling 42 forms a channel 59 for introducing tertiary air into the separation shaft /

Водотрубный экран 60 конвективной шахты 3 выведен в почти горизонтальную плоскость с образованием своим участком 61 совместно с потолком 58 канала 62 для ι ввода третичного воздуха в верхнюю часть конвективной шахты 3. Экран 60 в нижней части конвективной шахты 3 снабжен окнами 63, которые образованы неустановкой пластин (мембран) между трубами.The water tube screen 60 of the convective shaft 3 is brought out to an almost horizontal plane with its section 61 forming together with the ceiling 58 of the channel 62 for ι of tertiary air inlet into the upper part of the convective shaft 3. The screen 60 in the lower part of the convective shaft 3 is provided with windows 63, which are formed by the installation of plates (membranes) between the pipes.

Над окнами 63 может быть установлен корызерк 64 с возможностью изменения угла его наклона к экрану 60 в пределах 45° - 0°.Over the windows 63 can be installed kyzerik 64 with the ability to change the angle of its inclination to the screen 60 within 45 ° - 0 °.

Внизу конвективная шахта снабжена бункером 65 и патрубком 66 для золоудаления. Между бункером 8 и теплообменником 41 предусмотрено окно 67, в зону которого направлены патрубки 68 для ввода высоконапорного вторичного воздуха.At the bottom of the convection shaft is equipped with a hopper 65 and a nozzle 66 for ash removal. Between the hopper 8 and the heat exchanger 41, a window 67 is provided, into the area of which the nozzles 68 are directed to enter the high-pressure secondary air.

Котел работает следующим образом.The boiler operates as follows.

Включают устройства для подачи в котел питательной воды, воздуха, инертного материала, сорбента и топлива, а также устройства для вывода из котла прегретого пара, газообразных продуктов сгорания и золы.They include devices for supplying feed water, air, inert material, sorbent and fuel to the boiler, as well as devices for removing heated steam, gaseous products of combustion, and ash from the boiler.

На поде 26 топки 1 образуют кипящий слой из инертного материала, например, кварцевого песка, который разогревают до температуры достаточной для воспламенения в нем, в среде воздуха, твердого топлива, подлежащего сжиганию.On the hearth 26, the furnaces 1 form a fluidized bed of inert material, for example, silica sand, which is heated to a temperature sufficient to ignite in it, in the air, solid fuel to be burned.

Через патрубок 51 в топку Глодают твердое топливо, а через короб 52 высоконапорный воздух из условия обеспечения воспламенения и горения топлива в режиме газификации, ожижения самых крупных и 5 пневмотранспорта средних и мелких частиц топлива и инертного материала от пода 26 до впускного окна 6 опускного газохода 10, при, температуре топочной среды на 200 300°С меньше температуры размягчения Ϊ 10 золы топлива. Через щелевые каналы 54 в верхнюю часть топки 1 вводят низконапорный вторичный воздух из условия частичного сжигания уносимых в опускной газоход 10 частиц топлива и продуктов газифика- 15 ции, при котором температура топочной среды в результате дополнительного тепловыделения и теплообмена в топке 1 не превышает указанного уровня.Solid fuel is swallowed through the nozzle 51 into the furnace, and high-pressure air through the duct 52 from the condition of providing ignition and combustion of the fuel in gasification mode, liquefaction of the largest and 5 pneumatic conveying medium and small particles of fuel and inert material from the hearth 26 to the inlet window 6 of the lowering duct 10 , at a temperature of the combustion medium 200 300 ° С less than the softening temperature Ϊ 10 of fuel ash. Low-pressure secondary air is introduced through the slotted channels 54 into the upper part of the furnace 1 from the condition of partial combustion of fuel particles and gasification products carried into the lowering duct 10, at which the temperature of the combustion medium as a result of additional heat generation and heat exchange in the furnace 1 does not exceed the indicated level.

Запыленные газы, проходя через впуск- 20 ные окна 6, огибают участки 24 водотрубной стенки 4 и входят в опускные газоходы 10, где с помощью перегородок 21 они равномерно распределяются по отсекам 22 и 22 разгоняются в конфузорной части 16 по- 25 следних и, достигнув диффузорной части 17 с косыми подъемными каналами 20, они разделяются в каждом отсеке 22 и 22* на один центральный поток с постепенно увеличивающейся концентрацией частиц и на два 30 периферийных потока, совершающих повороты в разные стороны' каждый на угол около 180° и изменение направления движения с опускного на подъемное из отсеков 22,22’ в отсеки 23 и 23’ через косые подъемные 35 каналы 20, концентрация частиц в которых в результате проявления инерционной и гравитационной сепарации снижается.Dusty gases passing through the inlet windows 6 round the sections 24 of the water pipe wall 4 and enter the lowering flues 10, where, with the help of partitions 21, they are evenly distributed in compartments 22 and 22 and accelerate in the confuser part 16 of the last 25 and, having reached of the diffuser part 17 with oblique lifting channels 20, they are divided in each compartment 22 and 22 * into one central stream with a gradually increasing concentration of particles and into two 30 peripheral flows that rotate in different directions, each at an angle of about 180 ° and change the direction of movement Nia standpipe on lifting of the compartments 22,22 'in the compartments 23 and 23' through 35 oblique lifting channels 20, the concentration of particles in which the resulting manifestation of inertia and gravity separation decreases.

При выходе из диффузорных участков 17 отсеков 22 и 22' опускных газоходов 10 40’ указанный центральный поток газа в каждом отсеке разделяется на один центральный и два периферийных потока, совершающих повороты в разные стороны, каждый на угол около 180° и изменение на- 45 правления движения с опускного на подъемное, с омыванием нижних участков (коллекторов) перегородок 9 и 15, при входе в отсеки 23, 23’ . концентрация частиц в которых, в результате проявления инерци- 50 онных и гравитационных сил снижается, а концентрация частиц в центральном потоке увеличивается, поскольку в результате разгона запыленного потока в конфузорной части 16 опускных газоходов 10 увеличивается 55 инерционность твердых частиц к продолжению опускного движения и увеличению концентрации частиц в центральной части выходного поперечного сечения диффузорной части 17, а .· дри входе в упомянутые повороты, участки потока с повышенной концентрацией оказываются в периферийных частях поперечных сечений при входе в повороты.When leaving the diffuser sections 17 of the compartments 22 and 22 'of the downflow ducts 10 40', the specified central gas flow in each compartment is divided into one central and two peripheral flows that rotate in different directions, each by an angle of about 180 ° and a change in direction movement from the lowering to the lifting, with washing the lower sections (collectors) of the partitions 9 and 15, at the entrance to the compartments 23, 23 '. the concentration of particles in which, as a result of the manifestation of inertial and gravitational forces decreases, and the concentration of particles in the central stream increases, because as a result of dispersal of the dusty stream in the confuser part 16 of the downcomer ducts 10, the inertia of the solid particles increases to continue the downward motion and increase the concentration particles in the central part of the output cross-section of the diffuser part 17, a. · When entering the above-mentioned turns, sections of the flow with increased concentration are in the periphery GOVERNMENTAL parts of the cross-sections when entering the turns.

Центральный поток газа, например, расходом от нуля до 20% от общего расхода газа через опускные газоходы 10 (отсеки 22 и 22') отводится через окна 38 или 50 и циклоны 48 в нижнюю часть конвективной шахты 3, где смешивается его очищенный газ с потоком газа, прошедшим трубчатые пакеты 49 в последней.The central gas flow, for example, with a flow rate from zero to 20% of the total gas flow through the downcomers 10 (compartments 22 and 22 ') is discharged through windows 38 or 50 and cyclones 48 to the lower part of the convection shaft 3, where its purified gas is mixed with the flow gas passing tubular packages 49 in the latter.

При входе в окна 38 поток запыленного газа совершает поворот на угол 90 - 135°, при очень малых радиусах поворота, в результате чего из него интенсивно сепарируются твердые частицы уноса в нижнюю часть бункера 8, а в конвективную шахту 3 поступает очищенный газ.At the entrance to the windows 38, the dusty gas stream rotates through an angle of 90 - 135 °, at very small turning radii, as a result of which solid fly-away particles are intensively separated from it into the lower part of the hopper 8, and the purified gas enters the convection shaft 3.

То же самое происходит с потоком запыленного газа при прохождении его через окна 50 и циклоны 48, но сепарированный унос собирается в бункере 65 конвективной шахты 3.The same thing happens with the flow of dusty gas when it passes through the windows 50 and cyclones 48, but the separated entrainment is collected in the bunker 65 of the convection shaft 3.

Расход газа через окна 38 или 50 может быть изменен с помощью заслонки 40, которую перемещают при этом вдоль собственной плоскости и параллельно плоскости нижней части 37 водотрубной стенки 5, закрывая или открывая упомянутые окна, в результате чего может быть изменен расход газа через подъемные газоходы 11 и конвективные пакеты 49 и соответствующий унос частиц с газом в верхнюю часть конвективной шахты 3 или качество очистки газа.The gas flow through the windows 38 or 50 can be changed using the shutter 40, which is moved along its own plane and parallel to the plane of the lower part 37 of the water pipe wall 5, closing or opening the said windows, as a result of which the gas flow through the lifting gas ducts 11 can be changed and convective bags 49 and the corresponding entrainment of particles with gas to the upper part of the convective shaft 3 or the quality of gas treatment.

При полном закрытии окон 38 или 50 заслонкой 40 происходит грубая сепарация частиц из газа в сепарационной шахте 2, поскольку несмотря на высокую эффективность сепарации частиц при упаомянутых поворотах потока газа при выходе из опускных центральных газРХоДОв 10 (отсеков 22 и 22') с поворотом при входе в подъемные периферийные газоходы 11, истечение газа в бункер 8 происходит подобно истечению в тупиковый объем, характеризующемуся образованием системы вихрей обратного тока газа в бункере 8, способствующей вторичному захвату потоком газа сепарированных частиц и выносу их в конвективную шахту 3.When the windows 38 or 50 are completely closed by the shutter 40, coarse particles are separated from the gas in the separation shaft 2, because despite the high efficiency of particle separation during the mentioned gas flow turns when leaving the lowering central gas RXoDov 10 (compartments 22 and 22 ') with a turn at the entrance into the peripheral elevating gas ducts 11, the outflow of gas into the hopper 8 occurs similar to the outflow into a dead end, characterized by the formation of a system of vortices of the reverse gas flow in the hopper 8, which facilitates the secondary capture of gas separator Baths particles and the convective removal of the shaft 3.

При полном открытии окон 38 или 50 заслонкой 40 происходит менее грубая сепарация частиц из газа в сепарационной шахте, поскольку при этом происходит отсос частиц газа с наибольшей концентрацией частиц в нижнюю часть бункера 8, где при прохождении газа через окна 38 происходит очистка его от частиц с выпадением их в бункер 8 или с выпадением в бункер 65 при варианте очистки в циклонах 48, при этом в сепарационной шахте 2 уменьшается вторичный захват частиц потоком газа при входе в подъемные газоходы 11.When the windows 38 or 50 are fully opened with the shutter 40, there is a less coarse separation of particles from gas in the separation shaft, since this causes the gas particles with the highest concentration of particles to be sucked out to the lower part of the hopper 8, where when gas passes through the windows 38 it is cleaned of particles with falling them into the hopper 8 or falling into the hopper 65 with the cleaning option in cyclones 48, while in the separation shaft 2 the secondary capture of particles by the gas stream at the entrance to the lifting gas ducts 11 is reduced.

Известно, что интенсивный износ трубчатых пакетов 49 вызывают частицы золы топлива, эквивалентный диаметр которых равен 90 мкм или более 90 мкм.It is known that intense wear of tubular packages 49 is caused by particles of fuel ash, the equivalent diameter of which is 90 μm or more than 90 μm.

При работе котла с полным открытием окон 38 или 50 добиваются осаждения в бункерах 8 или в бункерах 8 и 65 таких частиц, которые вызывают интенсивный износ пакетов 49, а при режиме с закрытыми окнами 38 или 50 осуществляют вынос необходимого количества частиц, вызывающих интенсивный износ пакетов 49, но этот режим ведут караткзвременно для очистки труб от отложений, образуемых из очень мелких частиц в период работы с открытыми окнами 38 или 50.When the boiler is operating with full opening of windows 38 or 50, particles are precipitated in bins 8 or in bins 8 and 65, which cause intense wear of packages 49, and in the closed windows 38 or 50 mode, the required amount of particles is removed that cause intense wear of packages 49, but this mode is carried out karatznemno for cleaning pipes from deposits formed from very small particles during operation with open windows 38 or 50.

Тем самым вредный вынос в конвективную шахту 3 более крупных частиц через подъемные газоходы 11 сепарационной шахты 2 преобразуют в полезный - для очистки трубчатых поверхностей нагрева пакетов 49, что позволяет отказаться от установки обдувочных или иных очистных устройств. При этом снижаются капитальные и эксплуатационные затраты.Thus, harmful removal into the convection shaft 3 of larger particles through the lifting flues 11 of the separation shaft 2 is converted into useful one for cleaning tubular heating surfaces of the packages 49, which makes it possible to refuse to install blowing or other treatment devices. At the same time, capital and operating costs are reduced.

При помощи установки заслонки 40 в соответствующем положении может быть достигнут оптимальный режим работы котла по теплообмену в его сепарационной 2 и конвективной 3 шахтах.By installing the shutter 40 in the appropriate position, the optimal mode of operation of the boiler for heat transfer in its separation 2 and convective 3 shafts can be achieved.

Отсепарированные из газа частицы, выпадающие в нижнюю часть бункера 8, под действием сил гравитации поступают через ' окно 67 в теплообменник кипящего слоя 41, где псевдоожижаются с помощью ввода через газораспределительный под 33 из короба 55 высоконапорного вторичного воздуха, и топливные их составляющие горят с выделением тепла, значительная доля которого поглощается водотрубным пучком 46, расположенным в кипящем слое, а также водотрубными экранами 4, 5,12,12’ и боковыми экранами (на чертеже показаны, но не отмечены позициями, они параллельны двухсветным экранам 12).Particles separated from the gas falling into the lower part of the hopper 8, under the influence of gravity, enter through a window 67 into a fluidized bed heat exchanger 41, where they are fluidized by entering high-pressure secondary air through a gas distribution box 33 from the duct 55, and their fuel components burn heat, a significant proportion of which is absorbed by the water tube bundle 46 located in the fluidized bed, as well as the water tube screens 4, 5, 12, 12 'and side screens (shown in the drawing, but not marked with positions, they are parallel to in full screen 12).

Поскольку в сепарационную шахту 2 выносятся частицы с эквивалентным диаметром не более 1000 мкм, то для псевдоожижения их в теплообменнике 41 кипящего слоя требуются невысокие скорости воздуха, вводимого в слой через газораспределительный под 33, при которых износ трубчатого пучка 46 оказывается пренебрежимо малой величины.Since particles with an equivalent diameter of not more than 1000 μm are transported to the separation shaft 2, for their fluidization in the fluidized bed heat exchanger 41, low velocities of air introduced into the layer through the gas distribution beneath 33 are required, at which the wear of the tube bundle 46 is negligible.

При указанном псевдоожижении частиц в теплообменнике 41 происходит расшире ние слоя с увеличением его высоты и, когда последняя превышает уровень нижней кромки окон 57 в стенке 4, тогда осуществляется переток сепарированных частиц из теплообменника 41 в нижнюю часть топки 1.With the indicated fluidization of particles in the heat exchanger 41, the layer expands with an increase in its height and, when the latter exceeds the level of the lower edge of the windows 57 in the wall 4, then separated particles are transferred from the heat exchanger 41 to the lower part of the furnace 1.

Продукты сгорания, и избыточный вторичный воздух из теплообменника 41 сбрасываются через верхние части окон 57 в топку 1, в которой они способствуют пневмотранспорту частиц к впускному окну 6 и частичному дожиганию топлива и продуктов газификации, позволяя удерживать температуру топочной среды в результате дополнительного тепловыделения и теплообмена в топке 1 на указанном уровне - ниже на 200-300° С температуры размягчения золы топлива.The combustion products and excess secondary air from the heat exchanger 41 are discharged through the upper parts of the windows 57 into the furnace 1, in which they facilitate the pneumatic transport of particles to the inlet window 6 and partial afterburning of the fuel and gasification products, allowing the temperature of the combustion medium to be retained as a result of additional heat and heat transfer to firebox 1 at the indicated level - lower by 200-300 ° С the softening temperature of the fuel ash.

Регулирование количества возвращаемых. отсепарированных частиц из теплообменника 41 в.топку 1 осуществляют с помощью устройства 56, путем соответствующего изменения подачи высоконапорного первичного воздуха в такую зону теплообменника 41, которая близко расположена к перетрчным окнам 57.Regulation of the number of returns. the separated particles from the heat exchanger 41 in. the furnace 1 is carried out using the device 56, by correspondingly changing the supply of high-pressure primary air in such a zone of the heat exchanger 41, which is close to the milling windows 57.

При этом ввод вторичного воздуха через газораспределительный под 33 (сопла которого на чертеже не показаны) осуществляют направленно от наклонного ската 32 бункера 8 к упомянутым переточным окнам 57.The input of secondary air through the gas distribution under 33 (nozzles of which are not shown in the drawing) is carried out directionally from the inclined ramp 32 of the hopper 8 to the aforementioned transfer windows 57.

Кроме того, указанному способствует и подача воздуха через сопла 68, которая используется преимущественно для улучшения прохождения отсепарированных частиц из бункера 8 в теплообменник кипящего слоя 41, а также для создания при необходимости условий для требуемого выноса в подъемные газоходы 11 таких частиц, которые способствуют очистке пакетов 49 в конвективной шахте 3.In addition, this is also facilitated by the supply of air through nozzles 68, which is used mainly to improve the passage of the separated particles from the hopper 8 into the fluidized bed heat exchanger 41, as well as to create, if necessary, the conditions for the required removal of particles to the lifting ducts 11 that facilitate cleaning of the bags 49 in convection shaft 3.

Избыточное количество отсепарированных частиц после частичного дожигания в теплообменнике кипящего слоя 41 горючих их составляющих выводится из последнего через камеру 34 и патрубок 36, например, в систему золоудаления (на чертеже не показанную), с возможностью подачи указанных частиц из одного модуля, например, 13 в другой, например, 14, через патрубок 51 последнего.The excess amount of separated particles after partial burning in the heat exchanger of the fluidized bed of 41 combustible components is removed from the latter through the chamber 34 and pipe 36, for example, into an ash removal system (not shown in the drawing), with the possibility of supplying these particles from one module, for example, 13 to another, for example, 14, through the pipe 51 of the latter.

Пуск котла, содержащего определенное количество модулей рециркуляции твердых частиц кипящего слоя, может осуществляться как с параллельным запуском их в работу, так и последовательным. Например, в последнем случае пускают в работу ранее описанным способом один модуль 13, а когда в нем при оптимальном режиме рециркуляции частиц образуется избыточное их количество с температурой достаточной для воспламенения в слое горючих составляющих топлива, тогда перекачкой этих частиц из патрубка 36 модуля 13 через патрубок 51 другого модуля 14 запол- 5 няют до соответствующего уровня топку 1 последнего и осуществляют подачу в топку 1 топлива и первичного воздуха и, тем самым пускают в работу модуль 14. Аналогично пускают и все остальные модули. 10The start-up of a boiler containing a certain number of modules for recirculating solid particles of a fluidized bed can be carried out both with their parallel commissioning, and sequential. For example, in the latter case, one module 13 is put into operation in the previously described way, and when an excess amount of particles is formed in it with the optimum mode of recirculation with a temperature sufficient to ignite the combustible components of the fuel in the layer, then pumping these particles from the pipe 36 of module 13 through the pipe 51 of another module 14 fill 5 the furnace 1 of the latter to the appropriate level and supply fuel and primary air to the furnace 1 and, thereby, put module 14. The same way, all other modes ul. 10

При переменных нагрузках, например, при переходе от номинальной нагрузкцкотла на пониженную нагрузку, часть модулей переводят в горячий резерв, оставляя в работе при оптимальном режиме рециркуляции 15 частиц такое количество модулей, которое по мощности прямо пропорционально текущей пониженной нагрузке котла, когда длительность работы на пониженной нагрузке оказывается кратковременной. 20At variable loads, for example, when switching from the rated boiler load to a reduced load, some of the modules are transferred to the hot reserve, leaving at work with an optimal recirculation mode of 15 particles such a number of modules that in power is directly proportional to the current reduced boiler load, when the duration of operation is low the load is short-lived. 20

При переводе котла на пониженную нагрузку и на длительный период, из модуля переведенного в горячий резерв, в который свежее топливо не вводят, через камеру 30 и патрубок 31 устройства золоудаления вы- 25 водят твердый материал из топки 1, а потом последнюю через патрубок 51 заполняют до соответствующего уровня сепарированными частицами, выводимыми из тёплообменника 41 через патрубок 36 модуля, 30 работающего в оптимальном режиме и тем самым в модуле с пониженной нагрузкой поддерживают режим кипящего слоя соответствующий режиму работы теплообменника кипящего слоя 41, с возможностью 35 через окна 57 перелива слоя из топки 1 в теплообменник 41 и осуществления золоудаления через патрубок 36 последнего. При этом на пониженных нагрузках достигают высокой экономичности работы котла .по- 40 скольку при этом достигают более глубокого выгорания горючих составляющих топлива из сепарированных частиц.When the boiler is transferred to a reduced load and for a long period, from the module transferred to a hot reserve, into which fresh fuel is not introduced, solid material is removed from the furnace 1 through the chamber 30 and the nozzle 31 of the ash removal device 25, and then the last is filled through the nozzle 51 to an appropriate level, the separated particles discharged from the heat exchanger 41 through the nozzle 36 of the module 30 operating in the optimal mode and thereby maintain a fluidized bed mode corresponding to the heat transfer mode in the module with reduced load the fluidized bed 41, with the possibility of 35 through the window 57 overflow layer from the furnace 1 into the heat exchanger 41 and ash removal through the pipe 36 of the latter. At the same time, at low loads they achieve high efficiency of the boiler. 40 because they achieve a deeper burnout of combustible fuel components from the separated particles.

Кроме того, уменьшению недожога топлива способствует и ввод через каналы 59 в 45 подъемные газоходы 11 третичного воздуха, а также ввод последнего в верхнюю часть конвективной шахты 3 через каналы 62,In addition, reducing the underburning of fuel contributes to the introduction through the channels 59 to 45 of the lifting ducts 11 of tertiary air, as well as the introduction of the latter into the upper part of the convective shaft 3 through channels 62,

С увеличением количества экранов 12 и 12' в котле увеличивается количество моду- 50 лей 13 и 14 и, тем самым, расширяется диапазон маневренности котла по мощности, а с увеличением количества перегородок 9,15 и 21 повышается эффективность сепарации частиц из газа. 55With an increase in the number of screens 12 and 12 'in the boiler, the number of modules 13 and 14 increases and, thereby, the range of boiler maneuverability in terms of power expands, and with an increase in the number of baffles 9.15 and 21, the efficiency of particle separation from gas increases. 55

Claims

Claim

1. The boiler containing the furnace of the circulating layer, in communication with the sequentially located separation and convective shafts, separated from each other by walls in the form of water tube screens with inlet and outlet windows, and the separation shaft is equipped with an ablation hopper and a vertical water tube partition perpendicular to these walls with the formation of the lowering and lifting gas flues communicated with each other in their lower parts, while the lowering gas duct through the corresponding inlet window is connected to the furnace, and the lifting ha the bypass is connected through a corresponding outlet Yukno to a convective shaft, characterized in that, in order to increase efficiency in a wide range of load changes, it additionally contains at least one illuminated water tube installed perpendicular to the walls, by means of which the furnace, separation shaft and hopper are divided into separate modules connected to the convection shaft, and in each module the separation shaft is equipped with an additional water pipe partition, forming the center with the main partition alny lowering and peripheral lifting flues.

2. The boiler pop. 1, characterized in that the main and additional water-pipe partitions are made curved with the formation of confuser and diffuser sections in the downstream gas ducts sequentially arranged along the gas backbone.

3. The boiler pop. 2, characterized in that the water-tube partitions in the zone of confuser sections of the downpipes are provided with a wear-resistant coating.

4. The boiler according to paragraphs. 2 and 3, characterized in that the water-tube partitions in the zone of the diffuser sections of the downpipes are perforated by installing flat plates between the pipes of the partitions overlapping and with gaps from one another;

5. The boiler according to paragraphs 1-4, characterized in that in the separation shaft there is additionally a cooled baffle made of pipes, by means of which the lowering and lifting flues are divided into parallel compartments.

6. The boiler according to paragraphs 1-5, characterized in that the inlet windows of the lowering gas ducts are formed by withdrawing from their plane into the furnace the upper portions of the water pipe wall separating the furnace and the separation shaft opposite to said gas ducts.

7. The boiler according to paragraphs 1-6, characterized in that the outlet windows of the lifting gas ducts are formed by the output from

15 1781509 16 of its plane into the convection shaft of the upper sections of the water pipe wall separating the separation and convective shafts opposite the mentioned flues.

8. The boiler according to paragraphs. 1-7, characterized in that, in the lower portion of the wall separating the separation and convective shafts, openings are made with adjustable passage sections.

fi? .2 fi g. U

BB FIG. 5

Bb