Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха
Изобретение относится к теплоэнергетическим комплексам для подогрева вентиляционного воздуха (ТЭК) и подачи его в ствол шахты, причем одновременно комплекс может использоваться и для теплоснабжения. ТЭК для подогрева шахтного вентиляционного воздуха, содержащий тракт горячего воздуха с вентилятором горячего воздуха, воздухораспределительным устройством, размещенным в камере смешения холодного и горячего воздуха и воздухоподогреватель, включенный в тракт дымовых газов с теплогенератором, выполненным обмуровкой в виде сообщающихся через газоотводящие окна, по меньшей мере одно, камеру дожигания и камеру сгорания, которая имеет сопла вторичного дутья и слоевое топочное устройство, подключенные к дутьевым вентиляторам. При этом дутьевые вентиляторы воздухозаборными патрубками подключены также и к тракту рециркуляции охлажденных дымовых газов, а воздухоподогреватель имеет несколько ступеней охлаждения дымовых газов, которые включены последовательно по потоку дымовых газов, а по потоку воздуха по параллельной схеме. Предложенные технические решения обеспечивают надежность, экологичность и высокую экономичность ТЭК с возможностью сжигания углесодержащих отходов и теплоснабжения внешних потребителей. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетическим комплексам для подогрева вентиляционного воздуха и подачи его в ствол шахты, причем одновременно комплекс может использоваться и для теплоснабжения соседних зданий и сооружений с подачей горячего теплоносителя по теплотрассе. Кроме того, комплекс может быть применен для обогрева и вентиляции ангаров и других объектов, а также для подготовки и подачи сушильного агента.
Известен (Патент РФ №2189533) теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха (ТЭК), используемый для подогрева подаваемого в шахту воздуха. ТЭК содержит тракт горячего воздуха с вентилятором горячего воздуха, воздухораспределительным устройством, размещенным в камере смешения холодного и горячего воздуха и воздухоподогреватель (ВП), включенный в тракт дымовых газов (ДГ) с теплогенератором, который выполнен обмуровкой и имеет топочное устройство, подключенное к дутьевым вентиляторам. При этом воздухораспределительное устройство выполнено в виде трубы, установленной по периметру камеры смешения холодного и горячего воздуха, причем на трубе имеется щель, направленная поперек потока холодного воздуха.
Недостатками этого устройства являются:
- Низкая экономичность из-за неприспособленности ТЭК для сжигания отходов шахты, низкой эффективности топочного процесса и больших потерь с уходящими ДГ. Потери тепла с уходящими ДГ велики так как по условию работы трубной доски (Патент №2386034) ДГ многократно, до 5-6 раз, разбавляются подачей холодного воздуха со снижением их температуры до 500°С перед ВП и, кроме того, ВП включен по прямоточно-перекрестной схеме, дающей низкий температурный напор.
- Высокое аэродинамическое сопротивление и плохое перемешивание холодного и горячего воздуха, которые вызваны тем, что воздухораспределительное устройство выполнено в виде трубы, установленной по периметру камеры смешения холодного и горячего воздуха, причем щель направлена поперек потока холодного воздуха. При этом плоские струи горячего воздуха зажимают проходное сечение, вызывая большое аэродинамическое сопротивление, и далее текут вдоль стенок, плохо перемешиваясь с центральным потоком холодного воздуха.
- Низкие экологические характеристики, так как в теплогенераторе ТЭК используется высокотемпературный топочный процесс и нет подачи вторичного дутья в камеру сгорания теплогенератора.
- Низкая надежность конструкции и шлакование обмуровки теплогенератора ТЭК из-за высокой температуры топочной среды.
- Низкая надежность и низкая эффективность, так как теплогенератор ТЭК не имеет охлаждения стен, теплонапряженных элементов и топочного устройства с передачей тепла для теплоснабжения.
Рассматривая ТЭК и угольные шахты, нужно отметить, что шахтным способом добываются преимущественно высококачественные, дорогостоящие угли, поэтому отгружаемый уголь подвергается сортировке с выделением некондиционных составляющих. Поэтому именно проблемно перегружаемая и трудно транспортируемая мелочь, типично с высокой зольностью, и углесодержащие отходы должны быть сырьевой базой для энергетических объектов шахт и ТЭК. Однако сжигание угольной мелочи и высокозольных углесодержащих отходов требует специальных типов топочных устройств.
Известно (Патент РФ №2591070) универсальное по типам сжигаемых топлив и отходов топочное устройство с вихревой топкой, где за счет тангенциальной направленности сопл вторичного дутья над горящим слоем создается вихрь с горизонтальной осью, проходящей через газоотводящие окна, одно или два, симметрично расположенные на боковых стенах. В слое горят крупные частицы угля, а выделяющиеся из слоя летучие и унос горят в вихре. Вихрь поддерживает горение слоя и удерживает за счет центробежных сил витающие частицы, обеспечивая высокую экономичность сжигания топлива, причем не только за счет более полного сгорания угля, но и за счет возможности сжигания дешевых, загрязняющих территорию шахт углесодержащих отходов. При этом в топке поддерживается экологически более чистый низкотемпературный топочный процесс с температурой 850-1000°С, и возможно применять слоевое топочное устройство, оптимальное для используемого топлива или отходов, например, с цепной механической решеткой прямого или обратного хода, с высокотемпературным кипящим слоем, с кипящим слоем или другое. Это экологически эффективная схема сжигания со ступенчатой подачей дутья. Она обеспечивает надежность и высокую экономичность за счет выжигания горючих в топке и возможности использования отходов шахты вместо угля.
Недостатком этого устройства является то, что оно работает в составе котла, где низкотемпературный топочный процесс поддерживается охлаждением водой через топочные экраны, но из-за отсутствия топочных экранов в теплогенераторе эта схема не может быть реализована в ТЭК.
Известен ТЭК, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому (Патент РФ №2386034), выбранный в качестве прототипа, где предусматривается подача нагреваемого воздуха в присадку к основному потоку шахтного вентиляционного воздуха, причем по такой же схеме, как и в аналоге (Патент РФ №2189533) – воздухораспределительное устройство со щелью, направленной поперек потока холодного воздуха. Прототип содержит тракт горячего воздуха с вентилятором горячего воздуха, воздухораспределительное устройство, размещенное в камере смешения холодного и горячего воздуха и ВП, включенный в тракт ДГ с теплогенератором, выполненным обмуровкой в виде сообщающихся камеры дожигания и камеры сгорания, которая имеет сопла вторичного дутья и слоевое топочное устройство, подключенные к дутьевым вентиляторам.
Недостатками прототипа являются:
- низкая экономичность из-за неприспособленности ТЭК для сжигания отходов шахты и больших потерь с уходящими ДГ, так как не используется высокоэффективный топочный процесс, а по условию работы трубной доски (Патент №2386034) ДГ разбавляются подачей холодного воздуха со снижением температуры до 500-530°С перед ВП, и ВП включен по прямоточно-перекрестной схеме, которая имеет низкий температурный напор и соответственно малоэффективна;
- высокое аэродинамическое сопротивление и плохое перемешивание холодного и горячего воздуха, которые вызваны тем, что воздухораспределительное устройство выполнено в виде трубы, установленной по периметру камеры смешения холодного и горячего воздуха, причем щель направлена поперек потока холодного воздуха. При этом плоские струи горячего воздуха зажимают проходное сечение, вызывая большое аэродинамическое сопротивление, и далее текут вдоль стенок, плохо перемешиваясь с центральным потоком холодного воздуха;
- низкие экологические характеристики, низкая надежность конструкции и шлакование обмуровки теплогенератора ТЭК, так как в теплогенераторе ТЭК используется высокотемпературный топочный процесс из-за охлаждения ДГ холодным воздухом за теплогенератором;
- низкая надежность и низкая эффективность, так как теплогенератор ТЭК не имеет охлаждения стен, теплонапряженных элементов и топочного устройства с утилизацией тепла.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение экономичности, экологических характеристик, надежности конструкции, а также поднятие эффективности использования ТЭК с возможностью его дополнительного применения для внешнего теплоснабжения.
С этой целью в прототипе, содержащем тракт горячего воздуха с вентилятором горячего воздуха, воздухораспределительным устройством, размещенным в камере смешения холодного и горячего воздуха, и воздухоподогреватель, включенный в тракт дымовых газов с теплогенератором, выполненным обмуровкой в виде сообщающихся через газоотводящие окна, по меньшей мере одно, камеру дожигания и камеру сгорания, которая имеет сопла вторичного дутья и слоевое топочное устройство, подключенные к дутьевым вентиляторам, предлагается дутьевые вентиляторы воздухозаборными патрубками подключить также и к тракту рециркуляции охлажденных дымовых газов, а воздухоподогреватель выполнить из нескольких ступеней охлаждения дымовых газов, которые включить последовательно по потоку дымовых газов, а по параллельной схеме по потоку воздуха.
Рециркуляция охлажденных ДГ через топочное устройство и теплогенератор обеспечивает их охлаждение и низкотемпературный режим сжигания, причем без тепловых потерь с дополнительными уходящими ДГ в отличие от применяемого в прототипе охлаждения ДГ за теплогенератором присадкой холодного воздуха. Соответственно, рециркуляция ДГ повышает экономичность, экологические характеристики, снижает высокотемпературное воздействие, шлакование стен и обеспечивает более надежную работу ТЭК в целом. Выполнение ВП из нескольких ступеней, включенных последовательно по потоку ДГ и по параллельной схеме по потоку воздуха, разделяет общий поток воздуха в несколько раз с большей расходной теплоемкостью, чем у ДГ по ступеням ВП, что дает возможность их усовершенствования с повышением экономичности и надежности.
В п. 2 дополнительно предложено выполнить камеру сгорания в виде вихревой топки, имеющей слоевое топочное устройство, над которым расположены сопла вторичного дутья, ориентированные тангенциально к условному телу вращения формируемого в камере сгорания вихря с горизонтальной осью, проходящей через одно или два газоотводящих окна, каждое из которых выполнено в виде кольцевого сопла дожигающего вторичного дутья, в котором установлены закручивающие лопатки.
Техническим результатом, обеспечиваемым этой совокупностью признаков, является возможность создания универсальной по сжигаемым топливам и отходам вихревой топки для теплогенератора ТЭК с оптимальным для применяемого топлива слоевым топочным устройством по патенту №2591070. Формируемый вихрь и встречный поток дожигающего вторичного дутья из кольцевого сопла удерживают, сжигают и отбрасывают за счет центробежных сил витающие частицы в камеру сгорания и обеспечивают эффективное горение слоя, снижают унос и износ ВП уносимыми частицами. В итоге повышается экономичность и экологические характеристики как за счет возможности применения вместо ценного угля более дешевых углесодержащих отходов, так и за счет более полного сжигания топлива.
Для дополнительного повышения экономичности ТЭК согласно п.3 предлагается в воздухораспределительном устройстве горячего воздуха, выполненном из труб, равномерно расположить вдоль их осей ряды отверстий и сопл и направить их поперек или спутно потоку холодного воздуха, причем их шаг и размер в первых рядах принять большим, чем в последующих. При этом первые струи горячего воздуха, имеющие больший диаметр, проникнут глубже, а последующие проникнут ближе к отверстиям, поэтому горячий воздух сможет равномерно распределиться в потоке холодного воздуха, и потоки быстро перемешаются. Струи не зажмут проходное сечение и не создадут высокого аэродинамического сопротивления в камере смешения, а при спутной подаче струй будут эжектировать холодный воздух и создавать движущий напор с экономией энергии на подачу вентиляционного воздуха.
В пунктах пп.4-6 предложены дополнительные технические решения, направленные на повышение надежности работы ВП и увеличение эффективности передачи тепла от ДГ к нагреваемому воздуху в ВП. Так согласно п.4 предложено по меньшей мере первую ступень ВП выполнить из жаростойкой стали, установить внутри труб турбулизирующие вставки и подать в эти трубы подогреваемый воздух по прямоточной или перекрестно прямоточной схеме. Это обеспечит более эффективную теплоотдачу к воздуху за счет турбулизации потока и за счет передачи теплового излучения от труб на вставки, повысит надежность работы ВП и экономичность, так как снизит необходимый расход рециркуляции ДГ из-за возможности повышения температуры ДГ за теплогенератором. При этом включение первых ступеней согласно пп. 4 и 5 по перекрестно прямоточной или прямоточной схеме с движением воздух внутри труб дает дополнительное снижение температуры труб ВП и трубной доски за счет подвода холодного воздуха через трубную доску в зоне ввода горячих ДГ либо снижение расхода рециркуляции ДГ.
Усовершенствование последних ступеней ВП, п.5 и 6, направлено на их защиту от низкотемпературной коррозии и забивания трубок ВП золой, а также на повышение экономичности ТЭК за счет глубокого охлаждения уходящих ДГ. При этом последние ступени ВП выполнены по противоточно перекрестной схеме, обеспечивая максимальный температурный напор с интенсивной теплопередачей. Внутри труб движутся ДГ, что минимизирует забивание трубок ВП золой, повышая надежность работы ТЭК. Дополнительно надежность ТЭК повышается, п.6, при установке в конце ВП быстро заменяемого сменного куба. При этом включение сменного куба по каскадной схеме (А.П. Ковалев и др. Парогенераторы. Рис. 17.14г. стр.207) с присадкой горячего воздуха в сменный куб повышает температуру стенки его труб выше температуры конденсации соединений серы и соответственно обеспечивает надежную работу ВП и ТЭК без низкотемпературной коррозии.
Дополнительно предложены технические решения выполнения по меньшей мере части стен, потолочных перекрытий и теплонапряженных элементов теплогенератора и топочного устройства в виде охлаждаемых воздухом, в пп.7 и 8, или теплоносителем, в п.9, труб и/или экранов, которые объединены с конструкцией каркаса теплогенератора и на них со стороны высокотемпературной среды закреплена обмуровка, например, по ошиповке нанесена торкрет масса или на шпильках закреплены кирпичи и/либо блоки, а с наружной стороны установлены слой теплоизоляции и декоративная обшивка. При том за счет внутреннего охлаждения размер и вес обмуровки снижаются, а её прочность и надежность повышаются. При этом воспринятое тепло используется для подогрева воздуха или передается теплоносителем по контурам циркуляции для внешнего теплоснабжения и в калориферы, которые установлены на входе в последнюю ступень воздухоподогревателя и в воздухоподводящих патрубках вентиляторов. Шпильки предлагается, п.8, выполнить охлаждаемыми воздухом, в виде трубок, вваренных в трубы или экраны, что дополнительно повышает надежность работы ТЭК.
В итоге предложенный комплекс технических решений обеспечивает заявляемые повышение экономичности, экологических характеристик, надежности конструкции, а также эффективности использования ТЭК.
Изобретение поясняется на фиг.1 общей схемой ТЭК с продольным разрезом теплогенератора, выполненного в варианте вихревой топки со слоевым топочным устройством с колосниковой цепной решеткой прямого хода и вариантом выполнения стены топки теплогенератора с блоками обмуровки, закрепляемыми охлаждаемыми воздухом шпильками, фиг.2.
ТЭК является сложным комплексом и включает, фиг.1, теплогенератор 1, тракты 2 горячего воздуха, вентилятор 3 горячего воздуха, ВП и воздухораспределительное устройство 4, размещенное в камере 5 смешения холодного и горячего воздуха. ВП включает горячие ступени 6, 7 ВП и последнюю ступень 8 ВП со съёмным кубом 9. Ступени 6-8 ВП и съёмный куб 9 подключены к теплогенератору 1, причем последовательно по потоку ДГ, а по потоку воздуха по параллельной схеме. При этом первая ступень 6 выполнена из жаростойкой стали и включена по перекрестно прямоточной схеме с охлаждением воздухом первых трубных досок на входе в ВП. Кроме того, воздух движется внутри труб, а трубы расположены горизонтально, и частицы золы не скапливаются на трубных досках первых ступеней 6, 7 ВП. Последняя ступень 8 ВП со сменным кубом 9 включена по противоточно перекрестной схеме, внутри труб движутся ДГ, при этом сменный куб 9 включен по каскадной схеме, и через него проходит только часть холодного воздуха. Трактом 10 ДГ через золоуловитель 11 и дымосос 12 ВП соединен с дымовой трубой 13. Кроме того, ТЭК имеет тракт рециркуляции 14 охлажденных ДГ, подключенный к воздухозаборным патрубкам 15 дутьевых вентиляторов 16 теплогенератора 1.
Теплогенератор 1 имеет камеру сгорания 17 и камеру дожигания 18, сообщающиеся через газоотводящее окно 19, одно или два, выполненные в виде кольцевого сопла 20 для подачи дожигающего вторичного дутья, и соединительные газоходы 21, условно показанные пунктиром. Потолки и стены 22 этих камер образованы обмуровкой, например, кладкой из огнеупорного кирпича. В камере сгорания 17 расположены сопла вторичного дутья 23, установленные тангенциально по отношению к условному телу вращения формируемого вихря, который условно показан стрелками 24, и слоевое топочное устройство, в данном случае топка прямого хода 25 с бункером угля 26 и дутьевыми зонами 27 под горящий слой 28 угля. При этом продольная ось топки 25 расположена перпендикулярно оси вихря 24. Дутьевые зоны 27, сопла вторичного дутья 23 и кольцевые сопла 20 подключены к дутьевым вентиляторам 16. На выходе топка 25 подключена к тракту выгрузки золы 29.
Потолки и стены 22 камер сгорания 17 и дожигания 18 могут быть полностью или частично выполнены из топочных экранов 30, которые трубопроводами 31 соединены с насосом 32 подачи теплоносителя (антифриза), внешним потребителем тепла 33 и калорифером 34. Калорифер 34 по воздуху подключен к входам в последнюю ступень 8 ВП и в сменный куб 9, причем вместе с каналом 35 присадки горячего воздуха.
На фиг.2 показана схема варианта выполнения потолка и стен 22 из блоков 36 обмуровки, закрепляемых охлаждаемыми воздухом шпильками 37 с замками 38 на охлаждаемых воздухом трубах 39 с внешней теплоизоляцией 40 и декоративной обшивкой 41 теплогенератора 1.
При работе ТЭК в теплогенераторе 1 сжигается дробленый уголь или углесодержащие отходы шахты, что экономически и экологически гораздо эффективнее, чем сжигание угля, причем с организацией низкотемпературного топочного процесса при 800-1000°С за счет рециркуляции охлажденных ДГ по тракту их рециркуляции 14 и получением горячих ДГ. ДГ последовательно охлаждаются сначала от 800-1000°С до 500-530°С в горячих прямоточно-перекрестных ступенях 6, 7 ВП, которые для повышения надежности могут выполняться из жаростойкой стали, с движением воздуха внутри труб и охлаждением им труб и первой трубной доски в ступенях 6, 7 ВП до безопасной температуры по условию работы металла ВП. Далее ДГ охлаждаются при безопасной по условию работы черного металла ВП температуре от 500-530°С до 120-80°С в последней ступени 8 ВП и съёмном кубе 9. При этом их включение по противоточно-перекрестной схеме обеспечивает высокий температурный напор, глубокое охлаждение ДГ и соответственно высокую экономичность ТЭК.
Важным моментом в работе ВП является защита его от низкотемпературной коррозии. Здесь через сменный куб 9 проходит только часть холодного воздуха, в его входной патрубок по каналу присадки 35 подается немного горячего воздуха, и входящий холодный воздух ещё может подогреваться циркулирующим антифризом в калорифере 34. Эти меры надежно защищают сменный куб 9 и тем более ВП от низкотемпературной коррозии, и, кроме того, сменный куб 9 может быть быстро заменен. В итоге предлагаемая конструкция ВП может использовать горячие ДГ с температурой 800-1000°С, глубоко их охлаждая, работает надежно и экономично.
Нагретый воздух по тракту 2 горячего воздуха нагнетается вентилятором 3 горячего воздуха, через ВП и через ряды отверстий воздухораспределительного устройства 4 вдувается в поток холодного воздуха в камере смешения 5 отдельными струями, поэтому быстро перемешивается с ним и подается в ствол шахты для её вентиляции.
Охлажденные ДГ из съёмного куба 9 ВП по тракту 10 ДГ поступают в золоуловитель 11. Здесь ДГ проходят санитарную очистку, дымососом 12 сбрасываются по дымовой трубе 13 и рассеиваются в атмосфере. Кроме того, часть охлажденных ДГ по тракту рециркуляции 14 возвращается и совместно с первичным и вторичным воздухом горения, поступающим через воздухозаборные патрубки 15, подается дутьевыми вентиляторами 16 в теплогенератор 1 для участия в топочном процессе, снижая его температуру и эмиссию оксидов азота.
При работе теплогенератора 1 уголь или горючие отходы шахты выгружаются из бункера угля 26 подвижным колосниковым полотном топки прямого хода 25 в камеру сгорания 17 в виде слоя 28. Здесь слой 28 топлива воспламеняется и сгорает, проходя над дутьевыми зонами 27 в потоке первичного дутья, а очаговые остатки удаляются по тракту выгрузки золы 29. Над слоем 28 топочный процесс осуществляется в камерах сгорания 17 и дожигания 18, которые сообщаются между собой через газоотводящее окно 19, одно или два, выполненные в виде кольцевого сопла 20, и горение распространяется между камерами через соединительные газоходы 21. При этом тангенциально направленное вторичное дутьё, поступающее через сопла вторичного дутья 23, формирует в камере сгорания 17 вихрь, условно показанный стрелками 24, с осью, проходящей через газоотводящее окно 19, и этим поддерживается активная аэродинамика и интенсивное горение над слоем 28. Выход в газоотводящее окно 19 сопровождается сжатием вихря, ускорением его вращения и очисткой уходящего потока от частиц с их отбрасыванием и удержанием в камере 17 сгорания. Здесь горящие частицы попадают в зону встречного дутья, подаваемого с закруткой через кольцевое сопло 20, и быстро догорают. В итоге повышается экономичность ТЭК, так как достигается более полное сжигание топлива и возможно применение дешевой угольной мелочи, а очистка ДГ в газоотводящее окно 19 от частиц защищает ВП и другие элементы от износа и повышает надежность работы ТЭК.
Потолки и стены 22 камер сгорания 17 и дожигания 18 могут быть неохлаждаемыми. Для поддержания требуемого уровня температур 800-1000°С по условию работы без шлакования стен 22 теплогенератора 1 и без недопустимого перегрева металла ВП в дутьевые вентиляторы 16 совместно с воздухом подают рециркуляцию охлажденных ДГ. ДГ в необходимой пропорции подаются с воздухом под слой 28 и в камеру сгорания 17 через сопла вторичного дутья 23 и 20, они охлаждают и поддерживают в теплогенераторе 1 низкотемпературный, экологически эффективный топочный процесс примерно с таким же уровнем температур, 800-1000°С, который нужен для ВП.
Более надежно работают потолки и стены 22 камер сгорания 17 и дожигания 18, если они полностью или частично выполнены обмуровкой, закрепленной на топочных экранах 30, и через них по трубопроводам 31 насосом 32 прокачивается теплоноситель. Теплоноситель передает воспринятое тепло внешнему потребителю тепла 33, что повышает надежность и эффективность использования ТЭК за счет расширения круга его применения. Независимая, надежная работа ТЭК от нагрузки внешнего потребителя тепла 33 обеспечивается сбросом избытка тепла в поступающий холодный воздух в калорифере 34. Дополнительно надежность работы калорифера 34 и ВНУ повышается при использовании антифриза.
В другом варианте, фиг.2, может быть использована также надежно работающая, но более простая и без протечек жидкости схема выполнения потолка и стен 22 из блоков 36 обмуровки. Эти блоки закрепляются охлаждаемыми проходящим через них воздухом шпильками 37 с замками 38. Шпильки 37 приварены к охлаждаемым воздухом трубам 39, а с внешней стороны устанавливается теплоизоляция 40 и декоративная обшивка 41, которые снижают потери тепла теплогенератором 1. Воспринятое трубами 39 тепло используется для подогрева воздуха.
1. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха, содержащий тракт горячего воздуха с вентилятором горячего воздуха, воздухораспределительным устройством, размещенным в камере смешения холодного и горячего воздуха и воздухоподогреватель, включенный в тракт дымовых газов с теплогенератором, выполненным обмуровкой в виде сообщающихся через газоотводящие окна, по меньшей мере одно, камеру дожигания и камеру сгорания, которая имеет сопла вторичного дутья и слоевое топочное устройство, подключенные к дутьевым вентиляторам, отличающийся тем, что дутьевые вентиляторы воздухозаборными патрубками подключены также и к тракту рециркуляции охлажденных дымовых газов, а воздухоподогреватель имеет несколько ступеней охлаждения дымовых газов, которые включены последовательно по потоку дымовых газов, а по потоку воздуха по параллельной схеме.
2. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.1, отличающийся тем, что камера сгорания выполнена в виде вихревой топки, имеющей слоевое топочное устройство, над которым расположены сопла вторичного дутья, ориентированные тангенциально к условному телу вращения формируемого в камере сгорания вихря с горизонтальной осью, проходящей через газоотводящие окна, каждое из которых выполнено в виде кольцевого сопла дожигающего вторичного дутья, в котором установлены закручивающие лопатки.
3. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.1, отличающийся тем, что воздухораспределительное устройство горячего воздуха выполнено в виде труб, установленных по периметру и в сечении камеры смешения холодного и горячего воздуха, причем на трубах равномерно расположены вдоль их осей ряды отверстий и сопл, направленных поперек или спутно потоку холодного воздуха, а их шаг и размер в первых рядах больше, чем в последующих.
4. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.1, отличающийся тем, что первые ступени, по меньшей мере самая первая, выполнены из жаростойкой стали по прямоточной или перекрестно прямоточной схеме, внутри труб установлены турбулизирующие вставки, и подогреваемый воздух подается внутри труб.
5. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по любому из пп.1 или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере самая первая ступень выполнена по перекрестно прямоточной или прямоточной схеме, причем воздух движется внутри труб, а последние ступени, по меньшей мере самая последняя, выполнены по противоточно перекрестной схеме, и внутри труб движутся дымовые газы.
6. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по любому из пп.1, 4 или 5, отличающийся тем, что воздухоподогреватель на холодной стороне по дымовым газам имеет сменный куб, включенный по каскадной схеме, а в его входной патрубок подведен канал присадки горячего воздуха.
7. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть стен, потолочных перекрытий и теплонапряженных элементов теплогенератора и топочного устройства выполнены в виде охлаждаемых воздухом труб или экранов, и на них со стороны высокотемпературной среды закреплена обмуровка, а с наружной стороны установлены слой теплоизоляции и декоративная обшивка, причем эти трубы и экраны объединены с конструкцией каркаса теплогенератора.
8. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.7, отличающийся тем, что обмуровка выполнена кирпичами или блоками, которые закреплены с помощью шпилек, которые изготовлены в виде трубок, вваренных в охлаждаемые воздухом трубы.
9. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть стен, потолочных перекрытий и теплонапряженных элементов теплогенератора и топочного устройства выполнены из охлаждаемых теплоносителем труб и/или экранов, на которых со стороны высокотемпературной среды закреплена обмуровка, а с наружной стороны установлены слой теплоизоляции и декоративная обшивка, причем они включены в контуры циркуляции теплоносителя внешнего теплоснабжения и калориферов, которые установлены на входе в последнюю ступень воздухоподогревателя и в воздухоподводящих патрубках вентиляторов, причем эти трубы и экраны объединены с конструкцией каркаса теплогенератора.
10. Теплоэнергетический комплекс для подогрева шахтного вентиляционного воздуха по п.9, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используется антифриз.
