Топка с кипящим слоем и способ ее работы

,СО 03 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕПЬСТВУ9/24-0613. Бюл.Тамбовце3 (088.8) олгу омятников Н. И. и Волков Н. Ф.кипящем слое, Мгт Металлургс. 200 - 202, рис. 84.т СССР367620,11(02, 1968,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЮИ(57) 1, Топка с кипящим слоем, содержащая вертикальную топочную камеру с соплами вторичного дутья, секционированную неподвижными провальными решетками, установленными над соплами вторичного дутья, размещенные на решетках слои тра. нулированной инертной засыпки и расположенные пад топочной камерон подвижную колосниковую решетку, шла мосборннк и патрубок отвода топочных газов, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности газификации и сжигания тверлого топлива, топочная камера снабжена охватывающими ее охлаждающими кожухами, соленоидами и вихревыми камерами последние из которых размещены в зоне сопел вторичного дутья, а внутренняя поверхность кожухов и внешняя поверхность топочной камеры снабжены плоскими спиральными ребрами, причем витки соленоидов расположены на поверхности упомянутых ребер, а. засыпка выполнена нз ферромагнитного материала, преимущественно кобальтовой стали.2, Топка по п. 1, отличающаяся тем, что гранулы засыпки имеют сферическую фор 3. Топка по пп. 1 и 2, отличающаяк тем, что провальные рен 1 етки выполнены из немагнитного материала.4. Топка по пй. 1 - 3, отличающаяся тем, что сопла вторичного дутья выполнены в виде параллельно установленных перфо.рированных труб.5. Топка по пп, 1 - 3, отличающаяся тем, что сопла вторичного дутья выполнены в виде образованных замкнутыми перфори.рованными трубками концентрических колец.б. Топка по пп. 1 - .З,-отличающаяся тем, что сопла вторичного дутья выполнены в виде полых перфорированных пластин.7, Способ работы топки с кипящим слоем, включающий предварительное дробление топлива, его предварительный подогрев,частичное сжигание, газификаоию во язве.щенном состоянии и сжигание в объеме топочной камеры, отличающийся тем, что, с оелью повышения интенсивности газифи.канин н сжигания топлива, одновременно с подогревом твердого топлива осуществля.ют его дополнительное дробление путем наложения на гранулы засыпки импульсного магнитного поля с частотой 3 - О Гц и продолжительностью импульсов 0,0 в 0,03 с, а в перерывах между импульсами - переменного магнитного ноля с напряженностью, величина которой не меньше коэрцитивной силы ферромагнитного материала.засыпки, после подогрева путем создания восходящего потока воздуха отделяют пылевидную составляющую топлива с после-.дующим ее сжиганием в вихревых камерах с образованием в объеме охлаждающего кожуха сухого водяного пара, причем то.ночный газ из вихревых камер подают на ,Ф ф сжигание в объеме топочной камеры сов.местно с сухим. водяным паром.ф ,035333 О 1Изобретение относится к энергетике И может быть использовано для сжигания и газификации твердого топлива в теплоэнергетицеских установках и в установках хими. ческой промышленности.Известна топка с виброкипящим слоем, содержащая вертикальную топочную камеру с соплами вторичного дутья к расположенные под топочной камерой подвижную колосниковую решетку, шламосборник к патрубок для отвода топочных газов 1,Недостатком давкой топки является сложность герметизации топочной камеры и ре аетки в условиях высоких температур, необходимость иметь высокое гидравлическое сопротивление подвижной колосниковой решетки с тем, цтобы обеспечить равномерное распределение воздуха по горизонтальному сечению топочной камеры, В противном случае возможен локальный перегрев слоя, клавлекие золы и забивание отверстий ре цветки расплавленным шлаком. Другой не. достаток этого устройства состоит в том, цто в нем имеются потери углерода, связанные с уносом его пылевидных часткц, для преодоления которого приходится возвращать унос в отдельный дожигательныи псевдоожиженный слой.Известна такие топка с кипящим сло. ем, содержащая вертикальную топочную камеру с соплами вторичного дутья, секционированную неподвижными провальны ми решетками, установленнымк над соплами вторичного дутья, размещекные ка решетках слои гра нули рован ной инертной засыпки и расположенные над топочной камерой йодвижную колосниковую решетку, шламосборник и патрубок отвода топочных газов 2.Однако данная топка характеризуется относительно низким количеством газификации и сжигакия твердого топлива. чем витки соленоидов расположены на поверхности упомянутых ребер, а засыпка выполнена из ферромагнитного материала, преимущественно кобальтовой стали,Кроме того, в топке с кипящим слоем гранулы засыпки имеют сферическую фор му.Провальные решетки выполнены из не. магнитного материала,В топке сопла вторичного дутья выпол. нены в виде параллельно установленных перфорированных труб,Сопла вторичного дутья выполнены в виде образованных замкнутыми перфори. рованными трубками концентрических колец,Сопла вторичного дутья выполнены в виде полых перфорированных пластин.Указанная цель достигается тем, что согласно способу работы топки, включающему предварительное дробление топлива, его предварительный подогрев, частичное сжигание, газификацию во взвешенном состоянии и сжигание в объеме топочной камеры, одновременно с подогревом твердого топлива осуществляют его дополнительное дроб. ление путем наложения на гранулы засып. ки импульсного магнитного поля с частотой 3 - 10 Гц и продолжительностью импульсов 0,01 - 0,03 с, а а в перерывах между импуль. сами - переменного магнитного поля с напряженностью, величина которой не меньше Зо коэрцитйййой силы ферромагнитного материала засыпки, после подогрева путем соз.дания восходящего потока воздуха бтделяют пылевидную составляющую топлива с последующим ее сжиганием в вихревых камерах с образованием в объеме охлаждающего кожуха сухого водяного пара, причем топочный газ из вихревых камер подают на сжигание в объеме топочной камеры совместно с сухим водяным паром.40 45 Целью изобретения является повышение интенсивности газификации и сжигания твердого топлива.Укаэанная цель достигается тем, что в топке с кипящим слоем, содержащей вертикальную товАную камеру с соплами вторичного , дутья, секционированную непод. вижнымк провальными решетками, установленными над соплами вторичного дутья, размещенные ка решетках слои гранулированной инертной засыпки и расположенные под топочной камерой подвижную колосниковую решетку, шламосборник и патрубок отвода топочных газов, топочная камера снабжена охватывающими ее охлаж. дающими кожухами, соленоидами и вихревыми камерами, последние из которых размещены в зоне сопел вторичного дутья, а внутренняя поверхность кожухов и внеш. няя поверхность топочной камеры снабжены плоскими спиральными ребрами, при. На чертеже представлена предлагаемая,топка, продольный разрез. Топка с кипящим слоем содержит вер-. тикальную топочную камеру 1 с соплами 2 вторичного дутья, секционированную не-подвижными провальными решетками 3,установленными над совками 2 вторичного дутья (на фиг, 1 неподвижные провальные решетки и сопла вторичного дутья совмещены в общий узел), размещенные на решетках 3 слои гранулированной инертной засыпки 4 и расположенные под тойочной камерой 1 подвижную колосниковую ре. щетку 5, шламосборник б и патрубок 7 отвода топлива газов. Топочная камера 1 снабжена охватывающими ее охлаждающими кожухами 8, 9 и О. соленоидами 11,12 и 3 и вкхревыми камерами 4, 15 и 16, последние из которых размещены в зоне сопел 2 вторичного дутья,а внутренняя поверхность кожухов 8, 9 и 1 О и внешняя035333 3поверхность топочной камерыснабжены плоскими спиральными ребрами 17, причем витки соленоидов 11, 12 и. 13 расположены на поверхности упомянутых ребер 17, а засыпка 4 выполнена из ферромагнитного материала, преимущественно кобальтовой стали. Гранулы засыпки 4 имеют сферическую форму, а провальные решетки 3 выполнены из немагнитного материала,Сопла 2 вторичного дутья выполнены либо в виде параллельно установленных перфорированных труб, либо в виде образованных замкнутыми перфорированными трубками концентрических колец, либо в виде полых перфорированных пластин.Сопла 1 вторичного дутья соединены с коллекторами 18. Витки соленоидов 1, 12 и 13 прикреплены к ребрам 17 через па. ронитовые кольца хомутами (не показаны): Охлаждающие кожухи 8, 9 иО имеют входные патрубки 19, 20 и 21 для подвода воды и патрубки 22, 23 и 24 для отвода пара, Внутри топочной камеры 1 размещен перфорированный магнитопровод 25, являющийся одновременно теплообменной поверхностью, а в верхней ее части размещен бункер 26 с твердым топливом. Коллекторы 18 связаны газоходами 27 с общим коллектором 28. Под колоснико- вои решеткой 5 установлено устройство 29 для улавливания золы, а над ней размещен псевдоожижениый слой 30 промежуточного теплоносителя с подпружиненными в него штыревыми теплообменниками 3. Топка работает следующим образом.Твердое топливо из бункера 2 б поступает в топочную камеру 1. Если магнитное поле соленоидов 11, 12 и 13 отключено, а слой ферромагнитных тел перекрывает проход кусками угля в направлении сверху вниз, провал угля через решетки 3 невозможен. Как только включаются соленоиды 11, 12 и 13, создающие импульсное магнитное поле, ферромагнитные тела приводятся в интенсивное колебательное движение. Слой частиц твердого топлива приводится в вибропсевдоожиженное состояние, Расстояние между ферромагнитными телами изменяется с частотой магнитного поля, так, что они непрерывно соударяются между собой с частотой импульсов, причем верхние шары внедряются в слой угля и, падая вниз, в интервале между импульсами соударяются с нижними шарами, находящимися,в области более высокого значения силы поля. Кроме того, ферромагнитные тела (шары) испытывают радиальные (боковые) соударения. В результате всего этого куски угля интенсивно перемалываются шарами, а скоость провала твердого топлива через сЛой вибрирующих я соударяющихся между Со- бой ферромагнитных тел зависит от частоты импульсов магнитного поля. Следует отме. тить, что дозирование и дробление возмож. ны лишь при условии, если ферромагнитные тела не сцеплены между собой силами Г=ВЯ/2 р где В - индукция, Ь - площадь контакта между телами, и не образуют ориентированные вдоль магнитных силовых линий конгломераты и полость.1 доль центральной оси соленоида, свободную от ферромагнитных тел. Для того, чтобы шары не сцепились между собой нужно ограничить число импульсов магнитного поля в секунду (частоту поля) и длительность импульсов. Тогда за время действия импульса ферромагнитные тела (в частности шары) не успевают сцепиться друг с другом и продолжают движение по инерций в интенвале между импульсами, полностью разориентируясь относительно направления.20 магнитных силовых линий. Ферромагнитные тела совершают в этом случае свободное движение лишь при условии, если они выполнены из магнитомягкого материала.Но,это условие трудно выполнить, если нужна высокая точка Кюри их материала и значительная твердость мелющих ферромаг нитных тел, достигаемая соответствующей термообработкой, когда эти тела могут обладать значительным остаточным магнетизмом и сцепливаться между собой в интервале между импульсами магнитного поля. Чтобы этого не произошло, необходимона слой ферромагнитных тел одновременно с импульсным магнитным полем налагать переменное магнитное поле, размагничивающее эти тела в интервале между импульсами или приводящее их во вращательное движение с частотой переменного поля. После первой секции раздробленное твердое топли.во проваливается между рядами сопел 2 для подачи воздуха. Пылевидные частицы 40 топлива уносятся из слоя угля в, камеры14, 5 и 6, закручиваются в этих камерах и сгорают. Угольная пыль в камерах. 14, 5 и б поджигается газовым фитилем (за счет..сжигания горючего газа), Часть тепла, вы.деленного при сжигании пылевидного топ лива, идет на генерацию пара, при подачеводы через патрубки 19, 20 и 21 в охлаж лающие кожухи 8, 9 и О. Одновременно часть тепла отводится через стенки камеры 1 и идет на нагрев твердого топлива, образующего над соплами 2 псевдоожиженный слой и йроваливаюийгося между ними. В период розжига топки во второй ее секции с помощью .электрического разряда зажигается газовый фитиль и смесь горюего газа .с воздухом, нагревает уголь до температуры его воспламенения. Одновре-.менно сжигается угольная пыль, В третьей секции происходит дополнительный вдув воздуха и окончательное дробление и сжи1 Озызз нраж 583 Подписноежгород, ул. Проектная, 4 3ганне угля. Зола осаждается при резком чнзменении направления отвода топочных газов с одновременным многократным увеличением плон 1 ади живого сечения топки. Проходя через промежуточный теплоноситель, псевдоожиженный слой 30 и топочные газы отдают ему тепло, которое отво дится затем охлаждающей жидкостью штыревцх теплообменников 31 при интенсивном теплообмене их поверхности со слоем.30, Подогрета я ж идкость поступает в ка меры 4. 15 и 16 для генерации пара, который ватем поступает в паровую турбйну. При работе топки частота магнитного поля соленоидов составляет 3 - 0 Гц и продолжительность импульсов0,0 - 0,03 с. Величина напряженности переменного магнитного поля, включенного в промежутках между импульсами, не меньше коарцитивной сиды феруомагнитного материала за. сынки. ВНИИПИ Заказ 5801/36Филнал ПГ 1 П 11 атентъ, г Таким образом, секционирование топоч ной камеры провальными решетками, снаб; жение топки охватцваюц 1 ими ее соленои дами, вихревыми камерами и охлаждающи ми кожухами, кроме того, выполненйе засыпки из ферромагнитного материала, а также наложение на ферромагнитные тела магнитного поля в виде импульсов длительностью 0,0 - О,ОЗ с с числом импульсов 3 в О в секунду, одновременно с пе. ременным магнитным полем напряженностью, равной, по крайней мере, коэрцитивной силе материала ферромагнитныМ тел, обеспечивает наибольшую эффективность дробления твердого топлива при минимальных затратах электроэнергии и при одно. временной дозированной его подаче, за счет преодоления ориентации этих тел вдоль маг-. нитных силовых линий со сцеплением их между собой в конгломерат и, как следствие, повышение интенсификации и сжигания твердого топлива.