Способ регулируемого отвода тепла из псевдоожиженного слоя

(51) Р 27 В 15/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТО Ом У юл. 1: 1 в, Ю.И гнл ьных конструкторско 1 р. Процессыкипящем1978,с,130,ство СССР1968.ство СССР16, 1983,А.П, и деноса вургия",видетель2 В 1/10видетел27 В 15 е Ьаай ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРУЕМОГО ОТВОДА.ТЕПЛА ИЗ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ в ап-.парате по крайне мере с одной горизонтальной провальной перегородкойс засылкой из твердых непсевдоожижаемых частиц путем теплообмена между псевдоозиженным слоем и тенлоносителем, циркулирующим в теплообменнике, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эксплуатационной надежности, отвод тепла регулируют путем изменения высоты слоязасыпки за счет. ввода или вывода части твердых непсевдоожижаемьи частиц по крайней мере одной горизонтальной перегородки.1153Изобретение относится к процессам тепломассообмена в псевдоожиженных системах и может быть использовано в металлургической,. энергетической и химической промьнпленности. 5Известен способ отвода тепла из кипящего слоя путем впрыскивания в слой и испарения в нем жидкости 11.Этот способ является эффективным и позволяет легко регулировать отво дом тепла из слоя, но при этом отводимое тепло не утилизируется, что делает способ неэкономичным.Известен способ регулируемого отвода тепла изменением тепловосприя тия теплообменных поверхностей, при котором отвод тепла осуществляется теплообменниками, погруженными в слой, и регулируется изменением расхода теплоносителя и теплофизичес- щ 0 ких свойств последнего 21.Однако изменение расхода теплоносителя в существенных пределах не оказывает значительного влияния на коэффициент теплопередачи, а изме кение температуры теплоносителя при этом слабо влияет на средний температурный напор между псевдоожиженным слоем и теплоносителем. Это не даетвозможности осуществлять регулируе- З 0 мый теплосбмен в широких диапазонахтемп.Наиболее близким к изобретению является способ отвода тепла из псевдоожиженного слоя в аппарате, содержа35 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 Г 31.Перераспределение теплообменных поверхностей по секциям аппарата приводит к изменению тепловых перетоков между секциями. Для уменьшения тепло 45 отвода из слоя площадь теплообменных поверхностей в верхней секции увели- чивают, а в нижней уменьшают,для увеличения в 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 аппа рате псевдоожиженного слоя, также создает определенные трудности. Возможно забивание частииами кипящего слоя 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 условиео гфгде У,. - скорость ожижающего слоя всвободном сечении аппарата;,У - 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 высотыслоя засыпки приводит к уменьшению термического сопротивления горизонтальной провальной перегородки, а следовательно, увеличивает переток тепла между зонами в слоеНа 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. В311верхней части аппарата находится устройство 8 для выхода дымовых газов.Топливо с воздухом подается в нижнюю часть слоя, где оно сгорает. Тепло через горизонтальную провальнуюперегородку 2 с засыпкой из твердыхнепсевдоожижаемых частиц передаетсяв верхнюю зону 4, где оно отводитсятеплообменником 6. Для изменения теплоотвода изменяют высоту слоя засыпкигоризонтальной провальной перегородки 2 эа счет ввода или вывода частитвердых непсевдоожижаемых частиц 3,создающих дополнительное термическоесопротивление перетоку тепла междусмежными зонами.Вводтвердых непсевдоожижаемыхчастиц можно осуществлять любым изизвестных способов загрузки частицдисперсного псевдоожижаемого материала, твердого топлива и т.д. Для вывода твердых частиц можно использовать один из способов золоудаления.Направление регулирования можноопределить следующим образом,Пусть тепло подводится в нижнейподперегородочной зоне (фиг,2) .Количество тепла, передаваемое тедлообменнику, равно сумме количеств теплав над- и подперегородочных зонахч и Я соответственно:(3)где й, с - темйературы псевдоожиженного слоя в над- иподперегородочных зонах,Г Р - площади тепообменных по"верхностей в над- и подперегородочных зонах,З 3217К К - коэффициенты теплоотдачи в над- и подперегородочных зонах;- температура жидкости5 в ъеплообменнике дляупрощения принятапостоянной,При уменьшении термического сопротивления перегородки (В случае выводатвердых неподвижных частиц) изменяются О и 11, причем Яуменьшается,а Я увеличивается, что приводит кумейьшению й и увеличению й, , аследовательно,и уменьшению Я.15 В случае, когда процесс горения происходит в верхней надперегородочной зо"не,а теплообменная поверхность вся расположена в нижней подперегородочной зоне (фиг. 3) уменьшение сопротивления пе 20 регородки (уменьшение высоты слоя непсевдоожижаемых частиц) приводит кпротивоположному от первого случаярезультату,увеличивается,снижается температура уходящих дымовых25газов, потери тепла уменьшаются, т.е.при постоянной тепловой нагрузкеаппарата количество отведенного тепла теплообменными поверхностями увеличивается.30 Способ обеспечивает возможностьизменения теплоотвода в процессе работы аппарата, исключая перемещениеконструктивных элементов аппарата впсевдоожиженном слое. Вследствие это 35 го снижается время простоя аппарата,связанное с профилактикой и ремонтомв результате забивания частицамипсевдоожиженного материала соединений между движущейся перегородкой40 и корпусом аппарата.