Топка кипящего слоя и способ ее работы

(51)23 С 11 02 положенными игания СПОСО ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГТИЙ САНИЕ ИЗО ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 367620, кл. Г 23 С 11/02, 1968.2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3352519, кл. Р 23 С 11/02, 1981.(54) ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ И Б ЕЕ РАБОТЫ.(57) 1. Топка кипящего слоя, содержащая вертикальную камеру, снабженную охлаждающими рубашками и соленоидами и разделенную по высоте на секции посредством провальных решеток, на которых размещена гранулированная инертная засыпка из ферромагнитного материала, и расположенные под камерой колосниковую решетку, шламосборник и патрубок отвода топочных газов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, каждая секция камеры дополнительно Арр 1 ппТЕНИН д д зделена концентрично р перегородками на участки сж предварительного подогрева и газификации топлива, снабженные автономны- ми соленоидами.2, Способ работы топки кипящего слоя путем предварительного дробления твердого топлива в слое инертной засыпки путем наложения на нее импульсного магнитного поля, а в периодах между импульсами - переменного магнитного поля с напряженностью, равной по крайней мере коэрцитивной силе материала засыпки, предварительного подогрева топлива, частичного сжигания, газификации во взвешенном состоянии и окончательного сжигания в топочном объеме, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, переменное магнитное поле в периодах между импульсами периодически прерывают и в момент перерывов на слой инертной засыпки дополнительно накладывают постоянное магнитное поле.Изобретение относится к энергетике и может быть использовано длясжигания и газификации твердого топ"лива в теплоэнергетических установках и в установках химичесьои промышленности,Известна топка с кипящим слоем,содержащая вертикальную топочнуюкамеру с соплами вторичного дутья,секционированную неподвижными провальными решетками, установленныминад соплами вторичного дутья, размещенные на решетках слои гранулированной инертной засыпки и расположенные над топочной камерой колосниковую решетку, шламос 5 орник и патрубокотвода топочных газов 13,Недостатком указанной топки является относительно низкое качество газификации и сжигания твердого толли ва.Известна также топка кипящего слоя., содержащая вертикальную камеру. снабженную охлаждающими рубаш."ами и соле-ноидами и разделенную по высоте на секции посредством провальных решеток на которых размещена гранулированиая инертная засыпка и Ферромагнитного материала, и расположенные под каме=ЗО рой копосниковую решетку., шламосбор ник и патру 5 ок отвода топочных газ ов 27Недостатком известной топки является относительно низкая производительность,Известен способ работь; топки кипящего слоя путем предварительногодробления твердого топлива в слоеинертной засыпки путем наложения нанее импульсного магнитного поля40а в периодах между импульсами - пе.=ременного магнитного поля с напря-.женностью, равной по крайней мерекоэрцитивной силе материала засыпки.предварительного подогрева топливачастичного сжигания, газификацииво взвешенном состоянии и окончательного сжигания и топочном объеме 21.Недостатком известного способаработы топки кипящего слоя являетсятакже относительно низкая производительность.Целью изобретения. является повышение производительности.Указанная цель достигается тем что в топке кипящего слоя, содержащей вертикальную камеру, снабженную охлаждающими рубашками и соленоидами и разделенную по высоте на секции посредством провальных решеток, на кг орых размещена гранулированная 1 перт;: ья засыпка из ферромагнитного материала, и расположенные под камерой колосниковую решетку, шламосборник и патрубок отвода топочных газов, каждая секция камеры дополнительно разделена концентрично расположенными перегородками на участки сжигания, предварительного подогрева и газификации топлива снабженные автономными соленои ами.Указанная цель достигается тем хт о согласно способу работь топки кипящего слоя путем предварительного дробления твердого топлива в слое инертной засыпки путем наложения на нее импульсного магнитного поля., а впериодах между импульсами - переменного магнитного поля с напряженностью, равной по крайней мере коэрцитивной силе материала засыпки предварительного подогрева топлива, частичного сжигания, газификации во взвешенном состоянии и окончательного сжигания в топочном объеме, перемен-."ое магнитное поле в периодах междуимпул.=сами периодически прерываютв момен- перерывов на слой инертной засыпки дополнительно накладывают постоянное магнитное поле.На Фиг,1 представлена поедлагаемая :опка кипящего слоя, на Фиг.2 - раззз А-А на Фиг,1, на Фиг.3 - разрез Б- Б па Фиг 1,. на Фиг,й -разрез В-Б па Фиг,2. Топка кипящего слоя содержит вертикальную камеру 1, снабженную охлаждающими рубашками 2 и 3 и соленоидами -7 и разделенную по высоте на секции посредством провальных решеток 8-11, на которых размещена гранулированная инертная засыпка 2 из Ферромагнитного материала, и расположенные под камерой 1 колосниксвую решетку, шламосборник (не показаны) и патрубск 13 отвода топочных газов. Каждая секция камеры 1 дополкитег:ьно т 1 азделена концентрично расположенньиь:, перегородками 14-16 на зоны 17-19 сжигания, предварительного подогрева и газификации топлива соотт.етственно снабженные автономньки "Олепоидами 20"22, В верхней части корпуса 1 размещеьа провальная газо- распределительная решетка 23, подклю 1132175ченная к коллектору 24 и патрубку 25 пля подачи воздуха, а снаружи эта часть охвачена электронагревателя - ми 2 б.Над слоями засыпки 12 рязмеп;ены слои твердого топлива 27.Газораспределительная провальная решетка 9 своими полыми трубками с отверстиями соединена с коллектором 28 и патрубкам 29 для подачи воздуха. Аналогичная решетка размещена ниже 10 и ее полые элементы связаны с коллектором 30 и патрубкам 3 1.для подвода в него воздуха. В зоне 19 газиФикации твердого топлива полые элементы парораспределительной решетки 10 связаны 1 Б с коллектором 32, в который через патрубок 33 подается пар. В зоне окончательного сжигания, газиФикации и дробления топливных остатков полые элементы решетки 11, распределяющей 20 паровоздушную смесь, соединены с общим коллектором Зч, в который через патрубок подается пароваздушная смесь.На выходе из зоны 18 преднаритель 25ного нагрева твердого топлива в зону19 его газиФикации имеется гидравлическии затвор в Виде коронки 35 спатрубкам 36, слоем стальных шарон37, паддерживаемъгх решеткой 38 находящемся н дополнительном корпусе3 О39, охваченном соленоидом 40, Падгидравлическим затвором имеется коллектор 41 и патрубок 42 для отводапродукта газиФикации. Под зоной газификации размещена эона акончатель- З 5ного дожигания и гязиФикации топливных остатков, содержащая воронку43 и патрубак 44 для отвода таплин-,ных газов н зону их окончательногодожигания. При необходимости в этой 4 Озоне ведется полное дожигание топливных остатков, и тогда часть теплаутилизируют, нагревая воду, проходящую через охлаждающую рубашку 3трубчатого теплообменника, охватывающего корпус 45, находящийся внутрисоленоида 46. Снаружи камера 1 покрыта теплоиэоляцией ч 7,Топка кипящего слоя работает следующим образом 5 ОПредварительно раздробленное твердое топлино 27 поступает и камеру 1,предварительно падогреваясв воздухом, нагретым при утилизации теплатопочного и водяного газов прохопяшим через патрубак 25, коллектор 2 ч,полые элементы газараспрепелительнойрешетки 23. В периоп пуска топки осу 1 ЦРСТВЛЯЮТ ТЯКЖЕ 1 Рт".ДВЯРИТР.тЬН 1 ПЙ Г 10 ДО -ГРЕВ ТВЕРДОГО ": О 1 ЛИВЯ ДО ТЕтПЕРЯП УРЫПар:.ДКЯ 00 С ЭЕКГраттгрЕВ,- ЕЛт;Э КОТОрПЕ В: и(.1 ЮЧЯЮП 110 С. Еи(тап 1(1 т, 1 т 1;Чет: и;эа пнердага тапаГя,ПацанаЕМОГО В ЕдтНИН. ВРЕМЕ:.тт,З 11 ДЯЕТСЯ т 11 СТОТ "Й И На:РЯЖЕННО СТЬЮимпульсан магнитного поля соленоида, В камере 1 твердое топлива Воспламеняется. Частипы твердого тап;п(ВЯ 27 мОГут тиметь размеры Да 10-15 мм, ".ЯэмРаы шаров зясып:;11 2 саста.ляют э мм. В прсмежттткях между зя,лнн 1 ранянным Отнадсм Определеннага ка:1:1- чес пна твердого таллина 27 11 з ВерхНЕЙ В Н 1 Гт 1 Иттт СЕКИ 1 П ЯЯ С"ОЙ тт Г 10 В ЗаСЫПКИ 12 Няпаг.ЬЮТ ОднанрЕЕН.О;тастаЯННОЕ и ИМПУЛЬСНОЕ МЯГНГПНЫЕ ПОЛЯ В этом слу-тас слой шаров колеблетсяОДНО ЦЕЛОЕ С тЯСТОТОЙ 11:П,ЛЬСОВ МЯГН.ТНОГО П 05 (ПтЯРЫ СПЕПЛЕНЫ ЕЗДт собой силамипотО:тсц пл";Нят, Я част тИЦт 1 ТЕЕРДОГО ТОПВ" а НЕ ПРОНЯЛ;1 ВЯ(тт Ся ЧЕрт3 Э; От Сттаит Я Образ Ют НЯ,., Н.тм ВИбраКИПяцИЙ СЛОЙИНТЕНСИВНО п 1,и эт Ом пер емепп 1 нлясь, Вазд . Пс ДЯВяс" тй гррр;тпт(бат( 20 Кот-ттет(Ср РЛОЙ БГпан О.т 11 -; ПЯ 5 ИХ 11 Да.". 0.1.11(ТЕПЬ " Птит СЛ 01( ", нетв "5 г;ЕЛИВЯ т т(0 ТтОМИДЕТ ЕГО Гетто;:.ПЕ, (-,ЯСТВ 1-,Ы;-Е 15 Ет 10В ПОЦЕССЕ ГС;т т(1 тн Е 11 ЛЯ и,СХО:;УОТсЯ те 1 ЯРОСбтта" т н 1 е Б Г(лат(;Я 1 ВЩ,х руэяпкях . дргпя часть теп:ля пере.ДЯЕ СЯ ЧЕРСЗ птЕТР ,11 ЭСКУП(т СТЕ ,КОРттУСЯ Ншптол Еь."тт,. ЛЗ тЕ;:тагтт. т 0с тали 1:ЯРки т ВН,т 1 ет; О:; т 01 ПНВУПсрЕд ПастуПЛЕНИЕ .:, ЕГО НЯ ГЯ.:.тт 1:.1(ЯП 1 ЮТаки Обр эам, за счет О-.вода теплаТЕМПЕРЯТУРЯ В Т;.тке ПОДДЕРж:1 ГЯЕТСЯ на .рснне 80.т"-85 С. Слои тьотпогатогпивя каторьп. передается тепла, также находятся В сасп 051 н 1:".1 гибро" кипР 1:1-:я Поскольк" на поверх 110 ститвердого топлива псянляется ряеплян.ЛЕН:1 П=; ШЛЯК ПрСП 51011 у 1 ПП 1 ИЙ Д;1(,1 т. .ЗИИ КИСЛОРадс К ЕП Е т(Е СГОРЕВШСЙчасе И ТВЕрдОГО .: аЛИВЯ, ,ТС 11 ЕабХСД 11 мо дт Обтгением ега создать яп(т 1 пннутюПОВЕПХНОСТЬ -ЯСТ 1(Н ЭТОГО ТОПЛИВЯи оживить 11 ротцесс Горения, что и дсЛаЕтСЯ ПУТЕМ тЭЬКЛПЧЕИЯт гтаСТОЯННОГОИ ВКЛЮЧЕНИТ ПЕРЕМЕ 1 НО 1 О МЯГНИТНОГО11 ОЛЯ т В РЕЗУЛЬТР ТЕ ЧЕГО Шата 11 НаЧИНЯ Ю 1 и(Тт: НСИВ НС ЦВИ Я ГЬСЯ ОТОСИТЕЛЬНО ДРУГ ДРУГЯ, пРО(т (СКЯ 51 чеРеэ себн и дробя частиць. -Верого топлива,.Таким образом, часть слоя частицтвердого топлива отводится в нижележащую секцию, тогда как в верхнююпри наложении на слой шаров одновременно импульсного и постоянного магнитных полей поступает новая порциятвердого топлива, которая, перемешиваясь в виброкипящем слое, быстронагревается и воспламеняется. Одновременно с отводом твердого топливаиз верхней в нижнюю секцию идет отвод топлива из аналогичных секций,Причем третья секция (сверху вниз)снабжена гаэораспределительной решеткой, через которую в слой твердого 15топлива поступает воздух, дополнительно его окисляя. Одновременноэтот воздух служит для охлаждениястальных шаров, поскольку температура твердого топлива в этой секции 20может приближаться к точке Кюриматериала шаров. Между зоной предварительногоподогрева твердого топлива и егогазификации имеется гидравлическийзатвор. В зоне газификации твердоготоплива сквозь слой его частицпропускают пар, в результате чегообразуется смесь газов Ип+СО которые отводятся потребителю черс эколлектор 41 и патрубок 42. Поскопьку процесс газификации твердоготоплива идет с поглощением тепла, то,постоянная температура процесса,порядка 850 С, поддерживается эасчет подвода тепла, Остатки твердого топлива дробятся шарами, приводимы -ми в хаотическое и вибрационноедвижение импульсным магнитным полем,и дожигаются внутри корпуса 45. Приэтом топливные газы отводятся черезпатрубок 44 в зону утилизации тепла,где осуществляется подогрев воздуха, подаваемого в камеру сжиганияи частичного окисления топлива.Таким образом, то, что, каждаясекция камеры дополнительно разделена концентрично расположенными перегородками на участки сжигания, предварительного подогрева и газификациитоплива, снабженные автономными соленоидами, а также то, что при работетопки переменное магнитное поле впериодах между импульсами периодически прерывают и в момент перерывовна слой инертной засыпки дополнительно накладывают постоянное магнитноеполе, позволяет повысить производительность, 1112175О Идл йтюят р ГсГп."Ородр ул.йроюктная, 4 ВНИИПО Заказ бц 36/2 ТиРая 531 ПощюисноФклиед ШШ П