Тепловой агрегат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 Г= 23 С 1 12, 9 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К Д ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3699987/24-06 (22) 10.02.84 (46) 23.02.86. Бюл. № 7 (72) А. Р. Алиев и P. 3. Алиев (53) 662.933 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 642578, г(л. F 23 С 1/12, 1979.
Заявка ФРГ № 3124832, кл. F 23 С 1/02, 1983. (54) (57) 1. ТЕПЛОВОЙ АГРЕГAT, содсржагций камеру сгорания с системами подготовки и подачи топлива и пылевидного вещества и газоходом подачи окислителя, теплоиспользующую установку, блок утилизации тепла отходящих газов с подогренателем окислителя и сепарируюшее устройство с пылесборником, которое своим входным патрубком соединено с выходом камеры сгорания, а выходным — с входом последней с образованием контура циркуляции пылсвидного вегцества, отли гагогггиггся тем, что, с целью повышения эффективности использования пылевидного вегцества
„,Я0 „, 1213308 А путем обеспсчеllHH его пнсвмотранспорта и защиты окружающей среды, сепарирующсе устройство выполнено в виде тепломассообмснника с пучком расположенных н кожухе пористых труб, межтрубное пространство которого включено в контур циркуляции пылевидного вещества, трубное пространство своим входом противоточно подсоединсно к газоходу подачи окисл ител я, разделено на две нараллельныс секции и снабжено на входе и выходе трехходовыми управляемыми клапанами, сблокированными для попеременного подвода окислителя в трубное пространство одной секции с одновременным отводом отходящих газов из трх бного пространства другой секции, причем пылесборник размещен в нижней части межтрубного пространства тепломассообменника, а в контуре циркуляции пылсвидного вещества установлен Bcíòèëÿòîð.
2. Агрегат по и. I. от.га гающггггся тем, что Tc ïëомассообменннк расположсH в контуре циркуляции после теплоиспользующсй установки перед блоком утилизации тепла.!
21ЗЗ08
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для сжигания топлива при осуществлении различных технологических процессов.
Цель изобретения — повышение эффективности использования пылевидного вещест ва путем обеспечения его пневмотранспорта и защиты окружающей среды.
На фиг. 1 изображена схема теплового агрегата; на фиг. 2 — сечение А---А на фиг. 1.
Тепловой агрегат содержит камеру сгорания (факельная призматическая топка, цилиндрическая, аэрофонтанная топка, камера сгорания со взвешенным слоем катализатора или др.) с устройствами 2 — 4 подготовки и подачи газообразного или жидко! о топлива, пылсвидного Вс1цества (топлива, теплоносителя, катализатора, реягента, при< ядки, обрабатываемого материала илп др.) и окислителя (воздуха, обогащеilnol Î воздука, кислорода или др.), теплоиспользу10!цуlo vcTB IIOI31
К3Н или металлургическая печь или др.), блок утилизации тепла топочны..; газов, имею пси и теплооб мешки к 6 н подогрс ва тел ь
7 окислителя, тепломассообменник 8 с трекx0LL0 131 I » n к пря вл яе мы ми !<лап>!и!к!11 9 H 10, ко1пур 11 циркуляции пылевидного вс1цесзва, циркуляционный вентилятор 12 и отсасывающий вентилятор (димосос) 13. Тепломяссообменник 8 содержит кожух !4, 13 которо» размещен пучок пористых труо, разделенный 113 параллельные секции 15 и 16, соединенные через распределительные камеры 17 — 20 с газокодами 21 и 22 подачи окислителя и отвода отходящих газов.
В нижней части межтрубного npocTj)3ncl тепломассообменника 8 размещен пылесборппк 23 с расположенным в его основании шнековым устройством 24. 1 епломяссообменник 8 снабжен Bxollll>i>» 25 и выходным
26 патрубками для подачи и отводя пылегазового потока из его ме>ктрубного прострянсгвя, 3 также управляющими приводамп 27 н 28 трекходовык клапанов 9 н 10.
Ня выходе теплового агрегата установ ieiia дымовая труба 29.
Тепловой агре! ат работает следую Inxi образом.
В камеру 1 сгорания устройствок! 2 подготовки и подачи топлива подается жидкое пли газообразное топливо, устройством
3 подается пылевидпое ве!цество (топлпво, катализатор, рса гент и in обрабятi III;le!i!
»яrepn3.1) . ПО контур, 1! цирк»лsiilnи В камеру сгорания подается также пылегязовый поток, обогащенный в тепломасссн>бменнике 8 окислителем.
Энергия образующихся в камере cl0ряния топочных газов нотреоляется В тон,!оиспользующсй установке 5 для подогрева теплофикационной воды, парогенеряции, 5
50 тер»ообработки дисперсных материалов, суш ки, проведения металлургических, химических или других технологических процессов.
Она преимущественно устанавливается в контуре 11 циркуляции между камерой 1 сгорания и тепломассообменником 8.
Отобранные топочные газы из теплоиспользующей установки 5 по входному патрубку 25 поступают в межтрубное пространство тепломассообменника 8. Вместе с топочными газами 13 тепломассообменник 8 выносится и мелкодисперсная, неотделившаяся в хвостовой части установки 5 твердая фаза. !аким образом в межтрубное пространство тепломассообменника 8 IlocTvliBCT пылегазовый поток отработанных топочных ! ЯЗОВ.
Противотоком iio газоходу 21 подачи окислителя в трубное пространство устройством 4 (вентилятором) подается окислитель, пре !вар!!те1ьнс! подогретый в подогревателе
7 окислителя блока утилизации за счет тепла выбрасываемых в дымовую трубу 29 откодя1цих газов. Трекхо,совые клапаны 9 и
10 попеременно переставля1отся управляюпц! IH приводами 27 и 28 с заданной IBcтотой. Например, в момент. показанный на фпг. l, клапан 9 открыт в сторону раснредслительной камеры 17, я клапан 10 открыт Il сторону распределительной камеры 20. При этом под действием напора
Вс 1ггилятора давление в секции 16 поднимается, и часть окислителя через пористые стенки труб переходит в трубное прост ряпство тепломассообменника 8, где свободно движетсn противотоком пылегазовый поток топочных газов. Продукты сгopBI! HH из межтрубного пространства отсасываются через пористые стенки труб секции 15 в распределительную камеру 20, газоход 22, теплообмеппик 6 и подогреватель 7 окислителя под действием разрежения, создаваемого дымососом 13. В следую:ций момент приводы 27 и 28 переставляют треххо овые клапаны 9 и 10 в положение, указанное н;1 фиг. штриховыми линияч1и. В этом случае повышается давление окислителя В секции 15, H часть окислителя через пористые стенки труб переходит в межтрубное пространство тепло»ассообмепника
8, где свободно движется противотоком пылегазовый поток топочных газов. Продукты сп>ранпя из межтрубпого пространства отсасывяются через пористые стенки труб секции 16 В ряспределительну1о камеру 18, гязоход 22, теплообменпик 6 и подогреватель 7 окислителя под действием разрежения, создаваемого дымососом 13. 1 яким образом, за время противоточного iipoxoждс!1ия потоков в тепломассообменпике 8 осугцествляется за счет перестя1!овки управляемых трехходовык клапанов 9 и !0 ряд знакоперемепных обменов газовой фазой из трубного пространства секции 16 в к!е>ктруб!1Ое пространство, из
1213308
3 него в трубное пространство секции 15 и наоборот.
Через пористую стенку каждой трубы в течение полупериода определенная порция газовой фазы потока окислителя из трубного пространства с более высокой концентрацией кислорода, более, низкой концентрацией продуктов горения и меньшей температурой проходит в межтрубное пространство, где движется пылегазовый поток топочных газов с меньшей концентрацией кислорода, большей концентрацией продуктов горения и более высокой температурой. Причем эта порция окислителя, проходя через пористую стенку, нагревается за счет накопленного ранее ею тепла. Сама стенка при этом несколько охлаждается. В пылегазовый поток топочных газов в межтрубном пространстве попадает таким образом из трубного пространства порция газовой фазы с большей, чем в нем, концентрацией кислорода, меньшей концентрацией продуктов горения и температурой большей, чем температура газовой фазы окислителя в трубном пространстве, т. е. несколько подогретая.
В следующий полупериод через пористую стенку каждой трубы определенная порция газовой фазы пылегазового потока топочных газов из межтрубного пространства с более высокой концентрацией продуктов горения, более низкой концентрацией кислорода и более высокой температурой проходит в трубное пространство, где дви>кется газовый поток окислителя. Причем эта порция газовой фазы топочных газов, проходя через пористую стенку, охла>кдается, так как ранее через эту стенку проходила порция газовой фазы более холодного окислителя. Сама стенка при этом несколько нагревается. В газовый поток окислителя в трубном пространстве попадает таким образом из межтрубного пространства порция газовой фазы топочных газов с большей, чем в нем, концентрацией продуктов горения, меньшей концентрацией кисло5
35 рода и температурой меньшей, чем температура пылегазового потока топочных газов в ме>ктрубном пространстве, т. е. несколько охлажденная.
За полный период знакопеременной пульсации давления осуществляется элементарный акт тепломассообмена, результатом которого является избыточный конвективный перенос через пористую стенку кислорода из трубного пространства в ме>ктрубное, продуктов горения из межтрубного пространства в трубное и тепла из межтрубного пространства в трубное. Часть тепла продуктов горения, однако, возвращается с окислителем в межтрубное пространство за счет полезного в данном случае эффекта регенеративного теплообмена в пористой стенке между встречными порциями газовой фазы с различной температурой.
Величину периода пульсаций давления принимают намного меньшей, чем отношение длины труб к средней скорости движения потоков в аппарате. В этом случае за время пребывания потоков в аппарате осуществляется большое количество элементарных актов тепломассообмсна, из которых и складывается процесс непрерывного противоточного тепломассообмена в тепломассообменнике 8.
В результате осуществляемого противоточного тепломассообмена пылегазовый поток топочных газов, возврагцаемый по контуру 11 циркуляции через теплообменник G в камеру 1 сгорания, оказывается обогащенным окислителем и подогретым, а поток, отводимый по газоходу 22 через теплообмепник 6 и подогреватель 7 окислителя дымососом 13 в дымовую трубу 29, обогащен продуктами горения и охлажден.
Часть наиболее крупных частиц, содержащихся в пылегазовом потоке. сепарируется на наружных стенках llopHcTblx труб теплом ассообменнпка 8, выпадает в пылесборник 23 и выносится из контура шнековым устройством 24.
1213308
А-А
Составитель В. Матвеев
Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор В. Бутяга
Заказ 770/49 Тираж 515 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 2K — 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
