Патент на изобретение №2305818

(54) СХЕМА ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ С ПРОМБУНКЕРОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к системам пылеприготовления для энергетических котлов. Схема пылеприготовления с промбункером содержит узлы размола, сепарации, отделения и накопления пыли в промбункере, а также механизм вентиляции пылесистемы и систему влагоотсоса из промбункера в виде одной или нескольких труб, соединенных своими концами с механизмом вентиляции (разрежения) и регулирующими влагоотсос клапанами, причем конец каждой трубы влагоотсоса соединен с эжектором влагоотсоса. На трубе влагоотсоса установлен клапан-мигалка. Начальный участок трубы влагоотсоса размещен внутри промбункера. Торцевой вход в трубу влагоотсоса выполнен плавным. Эжектор установлен в блоке с горелкой котла. Уровень заборного конца влагоотсоса расположен выше уровня пыли в промбункере. В качестве эжектрирующего воздуха в эжекторе влагоотсоса используется или горячий воздух от дутьевого вентилятора, или слабоподогретый воздух. Перед эжектором на линии эжектирующего воздуха установлен шибер. Изобретение позволяет упростить и удешевить эксплуатацию системы пылеприготовления с промбункером за счет стабильного разрежения, создаваемого эжектором. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к пылевым бункерам в схемах приготовления пыли для крупных энергетических котлов.

Известны схемы пылеприготовления с промежуточным бункером готовой пыли (далее: промбункером), используемые для размола углей, см. например: «Индивидуальная схема пылеприготовления с пылевым бункером для ШБМ» в книге А.А.Лебедева «Подготовка и размол топлива на электростанциях», изд. «Энергия», 1969 г., стр.172, рис.6-3 и стр.482.

Указанные схемы включают бункер топлива, дозирующее уголь устройство, мельницу, сепаратор, пылевой бункер с дозаторами пыли и систему трубопроводов, соединяющих упомянутые элементы с механизмом вентиляции рабочего агента (газ, воздух) через пылесистему, в том числе трубы отсоса влаги из промбункера обратно в пылесистему, т.е. из точки с меньшим (бункер) в точку с большим разрежением (труба перед циклоном) – прототип.

В указанной схеме пылеприготовления трубы отсоса влаги (далее «трубы влагоотсоса», или «влагоотсос») из промбункера заведены в трубопровод перед циклоном. При наличии (как правило) двух пылесистем, работающих на один промбункер, выполняется также два параллельных влагоотсоса из бункера (в каждую пылесистему). При этом пылесистемы работают по схеме: одна, или две, или попеременно. Разрежение в бункере при этом меняется и при двух работающих пылесистемах может достигать величины 1000 Па (100 кг/м²) и более.

Высокий уровень разрежения в промбункере недопустим из-за появления больших присосов воздуха в бункер и возможности возгорания пыли, особенно высокореакционных, например, газовых или длиннопламенных углей.

В связи с этим «Правила взрывобезопасности топливоподачи и установок для приготовления и сжигания пылевидного топлива» (РД 153-34.1-03.352-99), изд. Москва 2000 г., стр.27) регламентируют разрежение в верхней части промбункера не более 300 Па (30 кгс/м³).

Поэтому на трубопроводах влагоотсоса устанавливаются регулирующие органы (шиберы), уменьшающие влагоотсос и разрежение в бункере до указанного нормативного значения и ниже при разном составе и режиме работающих пылесистем.

Однако это регулирование имеет следующие отрицательные последствия.

1. Износ трубопровода влагоотсоса в месте установки регулирующего шибера, так как большой перепад разрежения между отсосным трубопроводом перед циклоном и бункером до 5-10 кПа (500-1000 кгс/м²) – срабатывается на прикрытом шибере с недопустимыми скоростями в зазоре шибера.

2. Забивание трубопроводов влагоотсоса при указанном регулировании, когда при прикрытом регулирующем шибере скорости во влагоотсосе для полного его сечения оказываются низкими.

3. Необходимость ручного регулирования отсоса по месту эксплуатационным персоналом.

4. Удорожание эксплуатации и увеличение капитальных затрат при оснащении органов регулирования влагоотсоса дистанционным управлением со щита управления.

Задача изобретения – упростить регулирование влагоотсосов, уменьшить их износ, снизить затраты на их установку и обслуживание.

Задача решается посредством схемы пылеприготовления с промбункером, содержащей узлы размола, сепарации, отделения и накопления пыли в промбункере, а также механизм вентиляции пылесистемы и систему влагоотсоса из промбункера в виде одной или нескольких труб, соединенных своими концами с механизмом вентиляции (разрежения) и регулирующими влагоотсос клапанами. Согласно изобретению конец каждой трубы влагоотсоса соединен с эжектором влагоотсоса.

Использование для отсоса влаги из промбункера специально установленного эжектора, сброс с которого направлен в горелку котла или прямо в топку, позволяет упростить регулирование влагоотсосов, уменьшить их износ, снизить затраты на их установку и обслуживание.

Эжектор влагоотсоса, к которому подсоединен конец каждой трубы влагоотсоса, создает меньшее разрежение, чем механизм вентиляции пылесистемы – мельничный вентилятор, при этом разрежение в промбункере не превышает 300 Па (30 кгс/м²) и соответствует требованиям РД 153-34.1-03.352-99. Таким образом, производить дополнительную его регулировку при изменении состава работающих пылесистем не требуется.

На трубе влагоотсоса установлен клапан-мигалка, препятствующий обратному движению в бункер при возможных «хлопках» в топке и горелке. Начальный участок трубы влагоотсоса размещен внутри промбункера.

Торцевой вход в трубу влагоотсоса выполнен плавным. Эжектор установлен в блоке с горелкой котла.

Уровень заборного конца трубы влагоотсоса расположен выше уровня пыли в промбункере. Для эжекции в качестве эжектирующего воздуха (агента) в эжекторе влагоотсоса используется горячий воздух от дутьевого вентилятора, а в случае недостатка его давления в качестве эжектирующего воздуха в эжекторе влагоотсоса используется слабоподогретый воздух, давление которого всегда выше. Для изменения режима перед эжектором влагоотсоса на линии подачи эжектирующего воздуха установлен шибер.

На фиг.1 изображена схема пылеприготовления, промбункер которой выполнен с трубой влагоотсоса, проходящей внутри промбункера;

на фиг.2 – с трубой влагоотсоса снаружи промбункера.

Схема пылеприготовления (фиг.1, 2) включает узлы: накопления пыли – промбункер 1, размола – мельницу 2, сепарации – сепаратор 3, отделения пыли – циклон 4, дозаторы с трубами 5 подачи пыли, смесители 6, котел 7 и горелки 8. В блоке с горелкой 8 установлен эжектор 9 влагоотсоса 10, соединенный трубой влагоотсоса 10 через клапан-мигалку 11 с верхней частью промбункера 1, при этом влагоотсос 10 проходит с внешней стороны промбункера 1 в схеме подачи пыли горячим воздухом (фиг.2) и внутри промбункера 1 в схеме подачи пыли с высокой концентрацией (фиг.1). Но указанные варианты трассировки труб влагоотсоса 10 и схемы подачи пыли в горелки 8 могут быть в разных сочетаниях (например, в обеих схемах по фиг.1 и 2) трубы влагоотсоса 10 снаружи или внутри) и не имеют принципиального значения для рассматриваемой идеи изобретения.

Перед эжектором 9 влагоотсоса 10 на линии эжектирующего воздуха, поступающего из общего коллектора 12 горячего воздуха, установлен шибер 13 (фиг.1). Механизм вентиляции пылесистемы – мельничный вентилятор 14 со сбросной горелкой 15 является необходимым элементом пылесистемы при подаче пыли к горелкам 8 сжатым воздухом при высоких концентрациях (фиг.1) или горячим воздухом (фиг.2).

При больших расстояниях между промбункером 1 и горелкой 8, в особенности в схеме по фиг.1, нижняя часть трубы влагоотсоса 10 может иметь горизонтальный участок 16с дополнительным элементом – смесителем 17 с соплом, соединенным через вентиль 18 с коллектором 19. Эжектор 9 влагоотсоса 10 в отдельном случае может быть соединен через шибер 13 с коробом 20 слабоподогретого воздуха (фиг.2).

Схема пылеприготовления с промбункером работает следующим образом.

Готовая аэрированная пыль, поступающая из мельницы 2 в сепаратор 3 и циклон 4, ссыпается под собственным весом через мигалки в промбункер 1, откуда дозаторами подается в трубы 5, и, подхваченная в смесителе 6 горячим (фиг.2) или сжатым (фиг.1) воздухом, транспортируется в топку котла 7 через горелки 8.

Отделившийся в циклоне 4 слабо запыленный воздух мельничным вентилятором 14 подается в сбросные горелки 15 котла 7.

В промбункере 1 происходит задержка пыли (пыль или накапливается, или срабатывается). Во время этой задержки пыль уплотняется с выделением из слоя пыли газов (воздуха) и водяных паров, которые отсасываются трубой влагоотсоса 10 и через клапан-мигалку 11 эжектором 9 влагоотсоса 10 подаются в устье горелки 8 котла 7.

Эжектирующей средой эжектора 9 влагоотсоса 10 является горячий воздух необходимого давления, подаваемый из общего короба 20 перед горелками 8 через шибер 13 (фиг.1), Мощность эжектора 9 влагоотсоса 10 рассчитана таким образом, чтобы его разрежение с учетом сопротивления трубы влагоотсоса 10 с клапаном-мигалкой 11 не создавало в промбункере 1 разрежения более 300 Па (30 кгс/м²). При этом никакой регулировки отсоса при разном составе работающих пылесистем не требуется. При максимальной нагрузке котла 7 давление в коробе 20, создаваемое дутьевым вентилятором, наибольшее, и эжектор 9 влагоотсоса 10 создает наибольшее разрежение в промбункере 1 – до 300 Па (30 кгс/см²). При снижении нагрузки давление в коллекторе 12 уменьшается, соответственно разрежение в промбункере 1 снижается, но не менее 100 Па (10 кгс/м²). При недостаточном давлении в коллекторе 12 горячего воздуха к эжектору 9 влагоотсоса 10 через шибер 13 подведен слабоподогретый воздух из короба 20 (фиг.2), в котором давление выше, чем в коллекторе 12, при этом эжектор 9 влагоотсоса 10 обеспечивает необходимое разрежение 300 Па (30 кгс/м²) в промбункере 1. Выбор схемы использования эжектрирующего воздуха (горячего или слабоподогретого) осуществляется на стадии проектирования эжектора 9 влагоотсоса 10.

Эжектор 9 влагоотсоса 10 может быть отключен при остановке котла шибером 13 от воздушного коллектора 12 (фиг.1) или короба 20 (фиг.2), а при работе промбункера 1 открыт всегда полностью. При пуске котла 7 в работу открытием шибера 13 создается разрежение в промбункере 1 для прогрева и вентиляции его раньше, чем это было возможно в условиях остановленных мельниц по схеме прототипа. Поскольку горелки 8 и выполненный в блоке с одной из них эжектор 9 влагоотсоса 10 находятся на отметке обслуживания, то его эксплуатация требует меньших трудовых затрат.

Клапан-мигалка 11 исключает обратное движение газов во влагоотсосе 10 в любом случае возможных пульсаций и хлопков в топке котла 7 (фиг.1,2), а также при необходимости «продувки» горизонтального участка 16 сжатым воздухом через сопло смесителя 17 при открытии вентиля 18 от коллектора 19 (фиг.1). При «продувке» пыль выдувается из горизонтального участка 16 в горелку 8 котла 7. Смеситель 17 работает в режиме эжектора, поэтому на вертикальном участке трубы влагоотсоса 10 во время «продувки» сохраняется разрежение.

Уровень верхнего конца трубы влагоотсоса 10 (фиг.1) находится выше наивысшего уровня пыли в промбункере 1, поэтому отсос концентрированной пыли из верхнего ее слоя в промбункере 1, как и в схеме фиг.2, исключен. Однако при аварийном переполнении промбункера 1 возможен «захват» концентрированной пыли в трубу влагоотсоса 10 (фиг.1) и ее отложение в горизонтальном участке 16, что приведет к падению разрежения в промбункере 1 ниже 100 Па (10 кгс/м²). Открытием вентиля 18 от коллектора 19 подают сжатый воздух в сопло смесителя 17 и продувают горизонтальный участок 16 до полного устранения переполнения промбункера 1 пылью.

Схема с трубой влагоотсоса 10 по фиг.1 (внутри промбункера) значительно уменьшает длину трубы влагоотсоса и ее сопротивление, так как при наличии наклонных участков на верхнем конце трубы влагоотсоса 10 (фиг.2) длина ее увеличена на 8-15 м, соответственно увеличено и ее сопротивление при работе, что нежелательно. Уменьшение сопротивления достигнуто также выполнением плавного торцевого входа в трубу влагоотсоса 10, с переменным сечением от расширенного торца к трубе.

Поскольку работа влагоотсоса не связана с составом работающих пылесистем, то вместо двух труб может быть установлена одна труба влагоотсоса 10, однако диаметр ее увеличен до 133 или даже 159 мм. Это связано с упомянутой уже проблемой обеспечения минимального сопротивления трубы влагоотсоса 10 при имеющихся относительно небольших давлениях эжектрирующего воздуха за шибером 13, при которых обеспечение исходного разрежения эжекции перед эжектором 9 влагоотсоса 10 выше 1500-2500 Па получить не удается. Поэтому увеличением диаметра трубы влагоотсоса 10 достигается снижение его сопротивления до 1000-2000 Па вместо существующих 5000-10000 Па у прототипа.

Таким образом, задача, поставленная изобретением, выполнена, а именно необходимость регулировки разрежения при изменении состава работающих пылесистем отпала.

Кроме того, все узлы влагоотсоса (клапан-мигалка, продувочное сопло с вентилем, шибер эжектирующего воздуха) находятся на отметке обслуживания. Это упростило и удешевило эксплуатацию и ремонт схемы пылеприготовления в целом. В то же время выполнено требование РД 153-34.1-03-352-99 о поддержании разрежения в промбункере не более 300 Па (30 кгс/м², мм в.ст.)

Формула изобретения

1. Схема пылеприготовления с промбункером, содержащая узлы размола, сепарации, отделения и накопления пыли в промбункере, а также механизм вентиляции пылесистемы и систему влагоотсоса из промбункера в виде одной или нескольких труб, соединенных своими концами с механизмом вентиляции (разрежения) и регулирующими влагоотсос клапанами, отличающаяся тем, что конец каждой трубы влагоотсоса соединен с эжектором влагоотсоса.

2. Схема по п.1, отличающаяся тем, что на трубе влагоотсоса установлен клапан-мигалка.

3. Схема по п.1, отличающаяся тем, что начальный участок трубы влагоотсоса размещен внутри промбункера.

4. Схема по п.1, отличающаяся тем, что торцевой вход в трубу влагоотсоса выполнен плавным.

5. Схема по п.1, отличающаяся тем, что эжектор установлен в блоке с горелкой котла.

6. Схема по п.1, отличающаяся тем, что уровень заборного конца влагоотсоса расположен выше уровня пыли в промбункере.

7. Схема по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эжектрирующего воздуха в эжекторе влагоотсоса используется горячий воздух от дутьевого вентилятора.

8. Схема по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эжектрирующего воздуха в эжекторе влагоотсоса используется слабоподогретый воздух.

9. Схема по п.1, отличающаяся тем, что перед эжектором на линии эжектирующего воздуха установлен шибер.

РИСУНКИ