SU50503A1 - Шахтна топка - Google Patents

Description

Предлагаема  конструкци  шахтной топки дл  паровых котлов основана на следующих исходных принципах. Горение углерода кокса топлива должно нацело заканчиватьс  в пределах сло  где это горение может протекать наиболее интенсивно. Слой должен выдавать только углекислоту. Дл  этой цели необходимо настолько форсировать подачу воздуха в слой, чтобы в последнем не образовывалось зоны газификации углерода кокса и чтобы по всей толщине сло  существовала окислительна  атмосфера .

Горение той части летучих горючего вещества топлива, которую не удаетс  полностью дожечь в пределах сло , даже при весьма высоких форсировках, должно быть организовано в топочном объеме так,чтобы обеспечить минимальную быстроту их выгорани . Дл  этой цели необходимо сжигать выдел ющиес  летучие в такой части топочного объема, где отсутствует баласт в виде продуктов сгорани  коксовой основы, наличие которого понижает скорость горени , вследствие уменьшени  концентрации горючего и сожигающего газа в смеси.

Выжиг шлака должен происходить при отсутствии избытков воздуха и одновременной гранул ции шлаков из жидкого в сухое состо ние.

Данное условие может быть удовлетворено лищь при выжиге шлаков в весьма толстом слое; при этом дл  полного выжига углерода из толстого сло  шлака необходимо столь значительное количество воздуха, которое в состо нии охладить шлаки и обеспечить надежность их удалени .

Значительно увеличенный расход воздуха и газа, протекающих сквозь слой, не должен приводить к нарушению устойчивости сло  и чрезмерному уносу мелочи горючего и золы. Топка должна выдавать почти пол ностью всю золу топлива через шлаковые бункеры, обеспечива  соответствующую сепарацию летучей золы из потока газов.

Топка должна быть универсальной, допуска  сжигание практически любого топлива без существенных изменений конструкции, при возможности компановки ее с котлами различных систем.

Возможность достижени  столь высоких форсировон, без нарушени  предела устойчивости, в предлагаемой шахтной топке обеспечиваетс  применением впереди колосниковой решетки перегородки из р да циркул ционных труб. Последние образуют в самом верху и в средней части, против колосниковой решетки, прозоры дл  прохода продуктов возгонки и продуктов горени  в огневую камеру и снабжены в верхней и нижней част х ребрами типа Мурре  дл  образовани  предтопка, с целью подсушивани  в нем топлива, и нижней камеры дл  спуска отходов.

При движении сло  топлива вдоль этих труб в промежутках образуютс  сводики давлени  сло , предохран ющие от просыпани  значительных количеств топлива в промежутки между трубами. Точно така  же картина образуетс  и при продувании сло  весьма значительными расходами воздуха. Слой, приподнимаемый воздушным потоком, будет прижиматьс  к трубам, из крупных кусков будут образовыватьс  сводики давлени  и, следовательно, унос мелочи будет в значительной степени затруднен необходимостью проскакивани  ее через более или менее неподвижную решетку из крупных кусков. Весьма медленное смешение сло  вдоль труб не может вызвать суш,ественных нарушений сводов давлени , так как слой все врем  будет находитьс  в состо нии динамического равновеси . В той части сло , где проход газа через решетку из труб вообще нежелателен, промежутки между трубами закрыты наглухо ребрами.

На чертеже фиг. 1 изображает схематический продольный разрез шахтной топки; фиг. 2-то же в другой форме выполнени ; фиг. 3-поперечный разрез перегородки по i -1 фиг. 2; фиг. 4-то же по II-И фиг. 2.

Впереди колосниковой решетки 6 шахтной топки расположена перегородка А, образованна  из р да циркул ционных труб. Трубы снабжены в верхней и нижней част х ребрами типа Мурре  дл  образовани  предтопка 2 и камеры 7 дл  спуска отходов . В самом верху перегородки и в средней ее части, против решетки 6, трубы образуют прозоры 5 и 7 дл 

прохода продуктов возгонки и продуктов горени  в огневую камеру 9, образованную между перегородкой А и такой же второй перегородкой В, составленной из труб с ребрами только в верхней части ее.

Топливо поступает самотеком в верхнюю часть вертикальной шахты- предтопок 2, в котором происходит подсушка и подогрев, а также возгонка летучих и частичное их сгорание . Продукты этих этапов процесса горени  проход т через всю толщу сло  и затем выход т сквозь прозоры 5 и 7 перегородки А в огневую камеру Я где дожигаютс  за счет подвода вторичного воздуха через сопло 4.

Полукокс, полученный в предтопке 2, оседает вниз и постепенно выжигаетс  в части 5 шахты. В этой части шахты движение потока воздуха и газов направлено не навстречу движению сло , как это имело место в предтопке, а поперек от колосниковой решетки 6 к перегородке А из труб. Расходы воздуха в этой части выбираютс  столь значительными , чтобы процесс горени  вполне заканчивалс  в пределах сло . В огневую камеру, расположенную за перегородкой А, будут выдаватьс  только уже продукты полного горени  и тот унос мелочи, который все же будет проходить через прозоры. Толшина сло  в части 5 выбираетс  пор дка 400 600 мм, с одной стороны , достаточно большой, чтобы обеспечить возможность полного использовани  кислорода столь форсированного дуть , а с другой стороны , все же не чрезмерной, чтобы не вызывать слишком значительных потерь напора дуть  в слое.

После выгорани  основной массы горючего топливо оседает в нижнюю часть шахты - камеру 7, в которой заканчиваетс  выжиг остатков горючего из шлака и гранул ци  последнего .

В камере 7 дл  измельчени  отходов могут быть применены дробильные вальцы 12 (фиг. 2).

Движение воздуха в этой части направлено уже против движени  сло .

Таким образом обеспечено условие полного выжига шлака без избытков воздуха. Толщина сло  (по ходу воздуха ) в этой части составл ет примерно 800-1400 мм.

Охлаждение гранулированного шлака заканчиваетс  в шлаковом бункере 8, откуда происходит непрерывное его удаление

Таким образом слой шахты имеет три зоны: зону подготовки топлива и возгонки летучих, зону выжига летучих и кокса и зону выжига шлака.

Кажда  из этих зон может обладать своей независимой регулировкой .

Движение сло  топлива вниз происходит либо самотеком (фиг. 2), либо за счет работы толкачей колосниковой решетки 6 (фиг. 1).

В результате слой будет выдавать газ, богатый горючим, в прозоры 3 и огневую камеру, газы полного горени  при весьма высокой температуре в прозоры / и гранулированный охлажденный шлак из шлакового бункера 8.

Назначением огневой камеры в данной топке  вл етс  дожиг только продуктов возгонки и уноса Дожиг летучих происходит в самом начале потока за счет подвода вторичного воздуха через специальные сопла 4. Высока  концентраци  горючих и отсутствие баласта должны, обеспечить возможность достижени  весьма высоких тепловых нагрузок этой части камеры.

Следующа  часть 9 топки выполнена так, чтобы в ней происходила максимальна  сепараци  уноса горючего и золы. Дл  этой цели создаетс  резкий поворот потока газа одновременно со значительным снижением скорости его движени . Таким образом обеспечиваетс  выпадение увлеченных в прозоры / и 5 частиц-выходов , которые затем либо дожигаютс  на решетке /О, либо же только собираютс  в зольном бункере //.

Выбор скорости газа при входе в первый пучок, paBHOii примерно, б-8 MJceK, при скорости в топке пор дка , примерно, 12-16 MJceK, должен предохранить от обратного увлечени  частиц уноса с решетки 10 и бункера 11.

Измен   высоту сло  в шахте и мен   скорость движени  топлива в слое, можно удовлетворить требовани м надлежащей подготовки топлива в шахте при весьма широком диапазоне свойств топлива. Измен   же соответственно расходы воздуха, не представит труда организовать также и правильное дожигание летучих и кокса.

Предлагаема  шахтна  топка позвол ет осуществить возможность независимого использовани  продуктов возгонки топлива, сжигаемого в котле . Не представл ет труда организовать в шахте топки, при соответствующем ее развитии, процесс глубокого швелевани  топлива. Этот процесс будет весьма близок к процессу в коксовых печах с внутренним обогревом. Тепло, необходимое дл  возгонки, будет получатьс  за счет пропуска некоторой части воздуха и гор чих газов из зоны коксового горени  в шахту (фиг. 2).

При проведении процесса по такой схеме дл  целей выработки энергии и тепла будет использоватьс  только кокс, наиболее же ценна  часть топлива-летуча ,  вл юща с  сырьем дл  получени  целого р да химических продуктов или же допускающа  возможность их сжигани  в быту в виде высококалорийного газа, будет сохранена дл  рационального ее использовани .

Данна  система топки, органически соедин юща  швельщахту с мощной слоевой топкой дл  сжигани  кокса, позвол ет организовать выработку газа, смол и электроэнергии одновременно при минимуме затрат по капиталовложени м и эксплоатации Единство процесса в щахте и слое дожига кокса резко отличает данную схему от имевших ранее место попыток проводить данный процесс или на цепных решетках со швельшахтой или в генераторах - коксовых печах с последующей выдачей полукокса в отдельное дожигательное устройство.

Раздельное хоз йство этих процессов не позвол ет достаточно интенсифицировать протекание каждого из них при значительном усложнении и удорожании постройки и эксплоатации агрегата.

Тачно так же эта схема резко отличаетс  от схемы установки генераторов полной газификации топлива при котельных электростанци х. В этом случае необходимость газификации (а не полного сжигани ) кокса, процесса весьма мало интенсивного, приводит к резкому увеличению размеров устройства, при одновременном значительном ухудшении качества выдаваемого газа. Необходимость при этом продувать весь требуемый дл  газификации воздух сквозь весьма толстый слой генератора вызывает резкое увеличение расхода на собственные нужды станции.

В предлагаемой системе в швельшахте происходит естественный процесс выхода летучих, достаточно ускоренный наличием внутреннего обогревани . Кокс же топлива не газифицируетс , а непосредственно дожигаетс , причем дожиг этот настолько интенсифицирован, что нацело должен заканчиватьс  в пределах сло .

Топочный объем, имеющий столь громадные размеры при любых современных схемах использовани  твердого топлива, в данном случае сводитс  на-нет, сохран   за собой лишь роль газохода или сепаратора летучей золы.

Предмет изобретени .

Claims (4)

1.Шахтна  топка, отличающа с  тем, что, дл  образовани  в верхней части шахты предтопка 2 (фиг. 1, 2), с целью подсушивани  в нем топлива, и в нижней части камеры 7 дл  спуска отходов, применена впереди колосниковой решетки 6 перегородка А, составленна  из р да циркул ционных труб, образуюш,их в самом верху и в средней части против решетки 6 прозоры (фиг. 4) дл  прохода продуктов возгонки и продуктов горени  в огневую камеру и снабженных в верхней и нижней част х ребрами типа Мурре  (фиг. 3) дл  оформлени  закрытых с боков камер 2 и 7.

2.Видоизменение топки по п. 1, отличающеес  применением впереди перегородки А из труб второй перегородки В (фиг. 1, 2), также из труб, но с ребрами только в верхней части , предназначенной дл  отклонени  продуктов горени  вниз под вли нием дуть  вторичным воздухом, вводимым через сопло 4 в промежуток между трубчатыми стенками.

3.В топках по пп. 1 и 2 применение дл  дожигани  отходов решетки 10 (фиг. 1).

4.В топке по пп. 1 и 2 применение в камере 7 (фиг. 2) дробильных вальцев 12 дл  измельчени  отходов. к авторскому свидетельству В. В. 0 50508 Померанцева

Фиг