Топочное устройство кипящего слоя с применением угольного жидкого топлива

Изобретение относится к созданию энергетических котлов для сжигания угольного жидкого топлива и может быть использовано в котельных коммунально-бытового хозяйства и промышленных предприятий для обогрева зданий, горячего водоснабжения и получения технологического тепла. Топочное устройство кипящего слоя песка с применением угольного жидкого топлива включает камеру кипящего слоя и сопловое днище дутьевого воздуха для создания кипящего слоя. Топочное устройство состоит из нижней камеры кипящего слоя песка с поперечным сечением S₁, оборудованной сопловым днищем, и верхней камеры осаждения золы с поперечным сечением S₂, оборудованной двумя траншейными накопителями золы с автоматическими шнековыми разгрузчиками золы, причем соотношение поперечных сечений нижней и верхней камер выбирают из соотношения:

где S₁ - сечение нижней камеры кипящего слоя песка, м²; S₂ - сечение верхней камеры осаждения золы, м²; V₁ - скорость витания песка, м/с; V₂ - скорость витания основной массы золы, м/с. Изобретение позволяет обеспечить эффективное улавливание и удаление золы из топки. 2 ил.

 

Изобретение относится к созданию котельных установок, работающих на угольном жидком топливе (УЖТ), и может быть использовано в теплоэнергетике коммунально-бытового хозяйства.

Известно топочное устройство для сжигания мелкофракционного угля в циркулирующем кипящем слое золы, включающее камеру сгорания с сопловым днищем, дутьевой вентилятор, горячий циклон и канал возврата золы в зону горения (см. Кубин. «Сжигание твердого топлива в кипящем слое», М., Энергоатомиздат, 1991 г., с.44-45).

Недостатком такого топочного устройства кипящего слоя золы является вынос несгоревшего угля в зону котла, необходимость улавливания его в горячем циклоне и возврата в зону горения, что существенно усложняет схему котельной установки. Котельные установки с циркулирующим кипящим слоем из-за своей сложности применяются на мощных электростанциях. Применить такого рода котельную установку в малых котельных коммунально-бытового хозяйства не представляется возможным.

Наиболее близким к данному изобретению является топочное устройство кипящего слоя песка для сжигания угольного жидкого топлива, включающее расходный бак, винтовой насос, трубопровод подачи угольного жидкого топлива в топку кипящего слоя (см. патент РФ №2151953, МПК F23С 11/00, 2000).

Недостатком такого топочного устройства является нерешенность вопроса выноса частиц золы из топки в зону котла.

Задачей изобретения является обеспечение эффективного улавливания и удаления золы из топки.

Задача решается тем, что топочное устройство кипящего слоя песка с применением угольного жидкого топлива включает камеру кипящего слоя и сопловое днище дутьевого воздуха для создания кипящего слоя. Согласно изобретению топочное устройство состоит из нижней камеры кипящего слоя песка с поперечным сечением S₁, оборудованной сопловым днищем, и верхней камеры осаждения золы с поперечным сечением S₂, оборудованной двумя траншейными накопителями золы с автоматическими шнековыми разгрузчиками золы, причем соотношение поперечных сечений нижней и верхней камер выбирают из соотношения:

где

S₁ - сечение нижней камеры кипящего слоя песка, м²;

S₂ - сечение верхней камеры осаждения золы, м²;

V₁ - скорость витания песка, м/с;

V₂ - скорость витания основной массы золы, м/с.

На фиг.1 изображено топочное устройство кипящего слоя песка с применением угольного жидкого топлива; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1.

Топочное устройство кипящего слоя песка с применением угольного жидкого топлива включает нижнюю камеру 1 кипящего слоя песка сечением S₁ с сопловым днищем 2 и верхнюю камеру 3 осаждения золы сечением S₂, оборудованную двумя траншейными накопителями золы 4, в основании которых установлены автоматические шнековые разгрузчики золы 5.

Соотношение поперечных сечений нижней и верхней камер выбирается по следующей формуле:

где

S₁ - сечение нижней камеры кипящего слоя песка, м²;

S₂ - сечение верхней камеры осаждения золы, м²;

V₁ - скорость витания песка в нижней камере, м/с;

V₂ - скорость витания основной массы золы в верхней камере, м/с.

Работа топочного устройства кипящего слоя песка с применением угольного жидкого топлива осуществляется следующим образом.

Насыпают в нижнюю камеру 1 кипящего слоя песок крупностью 1-3 мм, 90% по массе и уголь крупностью 1-3 мм, 10% по массе. Включают дутьевой вентилятор и через сопловое днище 2 подают дутьевой воздух со скоростью витания песка V₁. Песок и сухой уголь под воздействием дутьевого воздуха псевдоожижаются и образуют кипящий слой.

Запускают специальную горелку и разогревают факелом кипящий слой до температуры воспламенения угля 600°С. В этот момент загорается сухой уголь и температура в кипящем слое быстро увеличивается до 800-900°С.

Включают в работу винтовой насос и в нижнюю камеру 1 кипящего слоя подают угольное жидкое топливо, которое состоит из угольного порошка 0-2 мм, 50% по массе и технической воды, 50% по массе.

Капли угольного жидкого топлива падают на раскаленную поверхность кипящего слоя. Вода мгновенно испаряется, а угольные частицы интенсивно сгорают, поддерживая стабильную температуру 900°С в зоне горения.

Образовавшаяся после сгорания угля зола выносится из нижней камеры кипения в верхнюю камеру осаждения золы 3. Сечение камеры осаждения золы выбрано таким, чтобы скорость витания основной массы золы была больше фактической скорости дутьевого воздуха в этой камере. Благодаря этому достигается осаждение основной массы золы в траншейных накопителях 4. По мере заполнения траншейных накопителей золой автоматически включаются в работу шнековые разгрузчики 5 и выгружают золу в контейнеры для использования ее в качестве строительного материала.

Соотношение скоростей витания в нижней и верхней камерах и соотношение площадей сечения этих камер выражается следующей формулой:

где

V₁ - скорость витания песка, м/с;

V₂ - скорость витания основной массы золы, м/с;

S₁ - сечение камеры кипящего слоя, м²;

S₂ - сечение камеры осаждения золы, м².

Такое выполнение топочного устройства кипящего слоя с применением угольного жидкого топлива обеспечивает эффективное улавливание и удаление золы из топки. Благодаря этому создается экологический эффект в виде снижения выбросов твердых частиц золы в атмосферу.

Топочное устройство кипящего слоя песка с применением угольного жидкого топлива, включающее камеру кипящего слоя и сопловое днище дутьевого воздуха для создания кипящего слоя, отличающееся тем, что топочное устройство состоит из нижней камеры кипящего слоя песка с поперечным сечением S₁, оборудованной сопловым днищем, и верхней камеры осаждения золы с поперечным сечением S₂, оборудованной двумя траншейными накопителями золы с автоматическими шнековыми разгрузчиками золы, причем соотношение поперечных сечений нижней и верхней камер выбирают из соотношения

где S₁ - сечение нижней камеры кипящего слоя песка, м²;

S₂ - сечение верхней камеры осаждения золы, м²;

V₁ - скорость витания песка, м/с;

V₂ - скорость витания основной массы золы, м/с.