Способ регулируемого отвода тепла из псевдоожиженного слоя

 

СПОСОБ РЕГУЛИРУЕМОГО ОТВОДА. ТЕПЛА ИЗ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ в ап-. парате по крайне мере ; одной горизонтальной провальной перегородкой с засыпкой из твердых непсевдоожяжаемых частиц путем теплообмена между псевдоожиженным слоем и теплоносителем , циркулирующим в теплообменнике , от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, отвод тепла регулируют путем изменения высоты слоя засьшки за счет ввода или вывода части тве1рдых непсевдоожижаемых частиц по крайней мере одной гор изонтальной перегородки. «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕС 1УБЛИН (l 9) (l l) 4(Sll F 27 В 15/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЫ СВИДЕ П:ЛЬСТВУ . (21 ) 36 51 1 70/2 2-02 (22) 06. 10.83 (46) 30.04.85. Бюл. Р 16 (72) Г.Г. Кувшинов, Ю.И, Могильных и Т.M. Печеркина (71) Специальное конструкторское бюро "Энергохиммаш" (53) 622.784(088.8) (56) 1. Баскаков А.П. и др. Процессы тепло- и массопереноса в кипящем слое. М., "Металлургия", 1978,с.130.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 329786, кл. С 22 В l/10, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

У 10tl989, кл. F 27 В 15/ lá, 1983. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРУЕМОГО ОТВОДА

ТЕПЛА ИЗ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ в ап-. парате по крайне мере с одной горизонтальной провальной перегородкой с засыпкой из твердых непсевдоожижаемых частиц путем теплообмена между псевдоожнженным слоем и тенлоносителем, циркулирующим в теплообменнике, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, отвод- тепла регулируют путем изменения высоты слоя засыпки за счет. ввода или вывода части твердых непсевдоожижаемщ частиц по крайней мере одной горизонтальной перегородки.

4 1153

Изобретение относится к процессам тепломассообмена в псевдоожиженных системах и может быть использовано в металлургической,. энергетической и химической промьнпленности. 5

Известен способ отвода тепла из кипящего слоя путем впрыскивания в слой и испарения в нем жидкости (1).

Этот способ является эффективным и позволяет легко регулировать отво- 10 дом тепла из слоя, но при этом отводимое тепло не утилизируется, что делает способ неэкономичным.

Известен способ регулируемого отвода тепла изменением тепловосприя- 1g тия теплообменных поверхностей, при котором отвод тепла осуществляется теплообменниками, погруженными в слой, и регулируется изменением расхода теплоносителя и теплофизичес- 20 ких свойств последнего (21.

Однако изменение расхода теплоносителя в существенных пределах не оказывает значительного влияния на коэффициент теплопередачи, а изме- 25 кение температуры теплоносителя при этом слабо влияет на средний температурный напор между псевдоожиженным слоем и теплоносителем. Это не дает

„возможности осуществлять регулируемый теплосбмен в широких диапазонах температур .

Наиболее близким к изобретению является способ отвода тепла из псевдоожиженного слоя в аппарате, содержа.

35 щем по крайней мере одну провальную горизонтальную перегородку с засыпной из твердых непсевдоожижаемых частиц путем теплообмена между псевдоожиженным слоем и теплоносителем, цир. кулирующим в теплообменнике 531.

Перераспределение теплообменных поверхностей по секциям аппарата приводит к изменению тепловых перетоков между секциями. Для уменьшения тепло45 отвода из слоя площадь теплообменных поверхностей в верхней секции увели- чивают, а в нижней уменьшают,для увеличения †площа теплообменных поверхностей в верхней секции уменьшают, 50 а в нижней увеличивают.

Способ позволяет осуществлять регу лирование теплоотвода в процессе работы аппарата без его остановки, но перемещение внутренних узлов в àïïà- $5 рате псевдоожиженного слоя, также создает определенные трудности. Возможно забивание частииами кипящего слоя

217 стыков между движущимися элементами, а также пазов, по которым перемещается провальная горизонтальная перегородка.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу отвода тепла из псевдоожиженного слоя в аппарате по крайней мере с одной горизонтальной провальной перегородкой с засыпкой из твердых непсевдоожижаемых частиц путем теплообмена между псевдоожиженным слоем и теплоносителем, циркулирующим в теплообменнике, теплоотвод регулируют путем изменения высоты слоя засыпки за счет ввода или вывода части твердых непсевдоожижаемых частиц по крайней мере одной горизонтальной перегородки.

Горизонтальные провальные перегородки могут быть выполнены из перфорированных пластин, сеток, решеток с засыпкой из твердых непсевдоожижаемых частиц (песок, стеклянные шарики, катализатор и т,д.), для которых выполняется условие о г где, — скорость ожижающего слоя в свободном сечении аппарата; .4 — скорость начала псевдоожижения твердых частиц.

Термическое сопротивление засыпки из непсевдоожижаемых частиц является составляющей термического сопротивления горизонтальной провальной перегородки. Увеличение высоты засыпки снижает интенсивность циркуляции частиц между секциями и приводит к увеличению температурных перепадов между смежными секциями. Уменьшение высоты слоя засыпки приводит к уменьшению термического сопротивления горизонтальной провальной перегородки, а следовательно, увеличивает переток тепла между зонами в слое °

На фиг. 1 показан аппарат псевдоожиженного слоя, на фиг. 2 и 3 — схемы регулирования теплоотвода.

Внутри корпуса 1 аппарата находится псевдоожиженный слой, разделенный провальной горизонтальной перегородкой 2 с засыпкой из твердых непсевдоожижаемых частиц 3 на верхнюю .зону 4 и нижнюю зону 5. В слое размещен теплообменник 6, а в нижней части корпуса аппарата расположена газораспределительная решетка 7. В

3 11 верхней части аппарата находится устройство 8 для выхода дымовых газов.

Топливо с воздухом подается в нижнюю часть слоя, где оно сгорает. Тепло через горизонтальную провальную перегородку 2 с засыпкой из твердых непсевдоожижаемых частиц передается в верхнюю зону 4, где оно отводится теплообменником 6. Для изменения теплоотвода изменяют высоту слоя засыпки горизонтальной провальной перегородки 2 эа счет ввода или вывода части твердых непсевдоожижаемых частиц 3, создающих дополнительное термическое сопротивление перетоку тепла между смежными зонами.

Ввод > твердых непсевдоожижаемых частиц можно осуществлять любым из известных способов загрузки частиц дисперсного псевдоожижаемого материала, твердого топлива и т.д. Для вывода твердых частиц можно использовать один из способов золоудаления.

Направление регулирования можно определить следующим образом.

Пусть тепло подводится в нижней подперегородочной зоне (фиг.2) .Количество тепла, передаваемое теплообменнику, равно сумме количеств тепла в над- и подперегородочных зонах

Q и Q„ соответственно:

"Q =Q, ° О., (1)

1 н= (41с- т) 1К1 (2) (3) температуры пс евдоожиженного слоя в над- и подперегородочных зонах, F,, à — площади тепообменных поверхностей в над- и подперегородочных зонах, 53217

К,, К вЂ” коэффициенты теплоотдачи в над- и подперегородочных зонах, — температура жидкости

5 в ъеплообменнике для упрощения принята постоянной.

При уменьшении термического сопротивления перегородки (s случае вывода твердых негодвижных частиц) изменяются 0„ 0„, причем Я„ уменьшается, а Q„ увеличивается, что приводит к умейьшению t и увеличению t,, а следовательно,и уменьшению Q.

15 В случае, когда процесс горения происходит в верхней надперегородочной зоне,а теплообменная поверхность вся расположена в нижней подперегородочной зоне (фиг. 3) уменьшение сопротивления перегородки (уменьшение высоты слоя непсевдоожижаемых частиц) приводит к противоположному от первого случая результату, t увеличивается, t« cmжается температура уходящих дымовых

25 газов, потери тепла уменьшаются, т.е. при постоянной тепловой нагрузке аппарата количество отведенного тепла теплообменными поверхностями увеличивается.

ЗО Способ обеспечивает возможность изменения теплоотвода в процессе работы аппарата, исключая перемещение конструктивных элементов аппарата в псевдоожиженном слое. Вследствие это35 го снижается время простоя аппарата, связанное с профилактикой и ремонтом в результате забивания частицами псевдоожиженного материала соединений между движущейся перегородкой

40 и корпусом аппарата.

1153217

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ВНИИПИ

Тираж 570

Заказ 2494/35

Подписное