Установка для спалювання твердих горючих відходів

Установка для спалювання твердих горючих відходів, яка містить камеру спалювання відходів з колосниковою решіткою і генератором продуктів згоряння палива, який з’єднаний по диму з підколосниковим простором, камеру допалювання органічних шкідливостей диму, яка оснащена пальником, трубопроводи системи підводу повітря до пальників, завантажувальний пристрій, теплообмінний пристрій та пристрій для очистки димових 612 мператур в технологічних зонах відповідного співвідношення кількостей спалюваних за одиницю часу органічної частини відходів і зовнішнього палива, а також повітря, яке поступає під колосникову решітку і в камеру допалювання. Таким чином, із вищевикладеного виходить, що при некерованому процесі спалювання відходів стає можливою неконтрольована перевитрата палива, зниження функціональної ефективності і питомої продуктивності пристрою. В основу корисної моделі поставлене завдання підвищення економічності установки за рахунок можливості зниження питомих витрат палива і її функціональної ефективності за рахунок зниження рівня органічних шкідливих викидів шляхом забезпечення можливості оперативного управління аеродинамічним та тепловим режимами в її технологічних зонах для забезпечення оптимального діапазону температур в камері допалювання органічних шкідливостей незалежно від стадії процесу. Технічне завдання підтримання оптимального діапазону температур в камері допалювання (об’єкт регулювання) вирішується шляхом оперативного контролю та перетворення параметрів газового потоку, який поступає із генератора продуктів згоряння в камеру спалення відходів і далі в камеру допалення органічних шкідливостей відповідно до змін гідравлічного опору шлаку і відходів на колосниковій решітці і кількості тепла, яке виділяється при горінні відходів в камері згоряння відходів, та стабілізації витрат повітря в пальнику камери допалювання протягом усього технологічного циклу. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомій установці для спалювання твердих горючих відходів, яка містить камеру спалювання відходів з колосниковою решіткою і генератором продуктів згоряння палива, який з’єднаний по диму з підколосниковим простором, камеру допалювання органічних шкідливостей диму, яка оснащена пальником, трубопроводи системи підводу повітря до пальників, завантажувальний пристрій, теплообмінний пристрій та пристрій для очистки димових газів, згідно з корисною моделлю, її теплообмінний пристрій виконаний у вигляді рекуперативного теплообмінника, розділеного по тракту, що нагрівається, на два паралельних контури, один з яких включений у тракт системи підводу повітря до генератора продуктів згоряння, а інший - у тракт до пальника камери допалювання, при цьому трубопроводи системи підводу повітря на вході паралельно під’єднані до спільного тягодуттєвого пристрою, і додатково кожен з них має динамічний перетворювач параметрів потоку, при цьому привід динамічного перетворювача, що встановлений на трубопроводі підводу повітря в генератор продуктів згоряння зв’язаний з датчиком температури, який розташовано в камері допалення і датчиком витрат, який розміщено на трубопроводі за перетворювачем по ходу потоку, а привід динамічного перетворювача на трубопроводі підводу повітря в пальник камери допалювання зв'язаний з датчиком витрат, який розташовано на цьому ж трубопроводі. Засобом для вирішення указаних завдань підтримки оптимального діапазону температур в камері допалювання є те, що вона додатково містить динамічні перетворювачі параметрів потоків дуттєвого повітря, які подають в генератор продуктів згоряння і в камеру допалювання. При цьому завданням динамічного перетворювача, який встановлено на повітряному тракті до генератора продуктів згоряння і в період до досягнення в камері допалювання верхньої межі оптимального діапазону температур, є змінювання напору повітряного потоку в цей тракт для забезпечення постійної його витрати незалежно від змін гідравлічного опору камери спалювання відходів (шару шихти і відходів на колосниковій решітці) і, відповідно, постійного теплового потоку в камеру допалювання з камери спалювання відходів. При досягненні максимально допустимої температури в камері допалювання і небезпеці її перевищення (що спостерігається при горінні всього шару відходів перед подачею їх свіжої порції) завданням цього динамічного перетворювача є запобігання подальшому росту температури за рахунок зниження тепломісткості потоку з камери спалювання відходів шляхом зниження витрат повітря, яке подається в неї з генератора продуктів згоряння. Для вирішення завдання оперативного керування процесом привід динамічного перетворювача зв'язаний електричним керувальним зв’язком з датчиком температури, що розташований в камері допалювання, і датчиком витрат, який розміщено на трубопроводі за перетворювачем по ходу повітря. Завданням динамічного перетворювача, який встановлений на повтряному тракті до камери допалювання протягом всього терміну роботи є змінювання напору повітряного потоку в цьому тракті для забезпечення постійних його витрат незалежно від змін напору повітря до генератора продуктів згоряння. Приводом цього динамічного перетворювача управляють за показниками датчика витрат, який розташовано на цьому трубопроводі. Для підвищення ефективності керування в установці трубопроводи системи підводу повітря на вході паралельно під’єднані до спільного тягодуттєвого пристрою. За відсутності можливості роздільного регулювання витрати повітря від спільного тягодуттєвого пристрою в пальники камери допалювання і генератора продуктів згоряння при змінах гідравлічного опору шару на колосниковій решітці (при подачі свіжої порції відходів) виникнув би перерозподіл витрат потоків повітря палення зі зменшенням його витрат по тракту через генератор продуктів згоряння і зі збільшенням - в камеру допалювання. При цьому знизилася б швидкість горіння відходів, а для нагріву додаткового об’єму повітря в камері допалювання до оптимального для знешкодження органічних відходів діапазону температур, необхідно було б подати додаткову кількість палива. В кінці ж циклу перед подачею свіжої порції відходів опір їх шару, як відомо, знижується, і витрата повітря знову перерозподілилась би зі збільшенням під колосникову решітку і зниженням у камеру допалювання. При цьому швидкість горіння відходів зросла б зверх оптимальної, що призвело б до росту температури в камері спалювання відходів з одночасним зростанням кількості органічних субліматів, а зменшені витрати повітря в камері допалювання 2 612 не забезпечили б повноти знешкодження в ній органічних шкідливостей. Задачу автономного підігріву паралельних повітряних потоків утилізацією тепла димових газів вирішено в заявлюваній установці шляхом виконання теплообмінного пристрою у вигляді теплообмінника, розділеного по тракту, що нагрівається, на два паралельних контури, один з яких включений у тракт системи підводу повітря до генератора продуктів згоряння, а інший - до пальника камери допалювання. Збереження автономності потоків повітря, що подається в генератор продуктів згоряння та камеру допалювання під час їх підігріву за рахунок утилізації тепла установки, забезпечує можливість автономного регулювання їх витрат для вирішення поставленого завдання винаходу оперативного управління термодинамічним режимом в технологічних зонах установки. Вищевикладене доводить наявність причиннонаслідкового зв’язку між сукупністю ознак заявлюваної корисної моделі і технічним результатом. На креслені зображена принципова схема заявлюваної установки для спалювання твердих горючих відходів. Установка містить футеровану піч 1 з камерою спалювання відходів 2 з колосниковою решіткою 3 і генератором продуктів згоряння палива (генератором) 4, який з’єднаний по диму з підколосниковим простором, камерою допалювання органічних шкідливостей диму (камера допалювання) 5. Генератор 4 містить двопровідний пальник 6, а камера допалюванння 5 -двопровідний пальник 7 з трубопроводами підводу палива 8 і 9 і повітропроводами 10 і 11 відповідно. За камерою допалювання 5 по тракту диму є теплообмінний пристрій, який виконаний у вигляді рекуперативного теплообмінника 12, розділеного по тракту, що нагрівається, на два паралельних контури, пристрій для очистки диму 13, димосос 14 і димову трубу 15. У рекуперативному теплообміннику 12 один із паралельних нагріваних контурів включений у тракт подачі повітря 10 в пальник 6 генератора 4, а інший - в тракт подачі повітря 11 в пальник 7 камери допалювання 5. Повітропроводи 10 і 11 на вході підключені паралельно до дуттєвого вентилятора 16. Кожний із повітропроводів 10 і 11 додатково має динамічний перетворювач параметрів потоку 17 і 18 відповідно, які встановлені по ходу повітря перед рекуперативним теплообмінником 12, при цьому привід динамічного перетворювача 17 зв’язаний з датчиком температури 19, який розташовано в камері допалювання 5 печі 1 і датчиком витрат повітря 20, який встановлено на повітропроводі 10 послідовно за ним перед входом у рекуперативний теплообмінник 12, а привід динамічного перетворювача 18 з’єднаний з датчиком витрат повітря 21, що встановлений на повітропроводі 11 поміж динамічним перетворювачем 18 та рекуперативним теплообмінником 12. Трубопроводи подачі палива 8 і 9 мають регулюючі клапани 22. Установка містить завантажувальний пристрій для подачі твердих відходів в камеру спалювання відходів 23 та люки 24 для виведення попелу і шлаків. Установка працює у такий спосіб. Тверді відходи за допомогою завантажувального пристрою 23 завантажують в камеру спалювання відходів 2 печі 1. Сушіння і запалювання відходів на колосниковій решітці 3 відбувається продуктами згоряння палива, які надходять із генератора 4 під колосникову решітку 3. Повітря в пальник 6 генератора 4 подається постійно по ходу процесу повітропроводом 10, а паливо - паливопроводом 8 в кількості, необхідній для запалювання відходів. Для побутових горючих відходів після запалювання подача палива в пальник не потрібна, її відключають регулюючим клапаном 22. Продукти горіння палива і відходів з парами органічних шкідливостей, які створюються при неповному згорянні відходів, надходять в камеру допалювання 5, де за допомогою тепла пальнику 7 забезпечують досягнення оптимального для знешкодження органічних субліматів діапазону температур 900°С-1000°С. Витрати повітря в пальнику 7 через повітропровід установлюють на рівні, достатньому для забезпечення повноти спалювання палива, яке подають до нього, і допалювання органічних субліматів, що надходять в камеру допалювання 5 із камери спалювання 2, до рівня екологічних норм. Коли тепла, що власне виділяється при горінні відходів на колосниковій решітці 3 стає досить для підтримки оптимального діапазону температур в камері допалювання 5, подача палива в пальник 7 припиняється за допомогою регулюючого клапана 22. У часі по ходу технологічного процесу оптимальний тепловий режим в камері допалювання 5 підтримують за рахунок тепловмісту продуктів згоряння, які надходять у вигляді диму та органічних субліматів, а також тепловмісту повітряних потоків, які подають по повітропроводам 10 і 11, підігрітих у рекуперативному теплообміннику 12 за рахунок утилізації тепла відхідного диму. Витрату повітря в пальник 6 генератора 4 до досягнення в камері допалювання 5 верхньої межі оптимального діапазону температур - 1000°С підтримують постійною за рахунок компенсації змін гідравлічного опору тракту (що виникає внаслідок змін товщини та фракційного складу шару відходів і шлаку на колосниковій решітці в процесі згоряння) за допомогою динамічного перетворювача параметрів потоку 17, привід якого електрично пов’язаний з датчиком витрат 20 і датчиком температур 19, який розташовано в камері допалювання. Датчиком 19 й 20 забезпечують оперативне управління роботою динамічного перетворювача 17 за рахунок швидкої подачі регулюючих імпульсів. Для попередження температурних деформацій пристроїв 12 і 13 при можливому перевищенні температури понад 1000°С в камері допалювання 5, коли горіння досягає верхнього шару відходів, верхню температурну межу в ній підтримують за рахунок зниження витрати повітря, яке подають в генератор 4 за допомогою динамічного перетворювача 17, управління яким при досягненні верхньої межі температур автоматично перемикається на датчик температур 19. При зниженні температури в камері допалювання 5 нижче за межу оптимального діапазону 900°С функція управління режимом роботи дина 3 612 мічного перетворювача 17, перемикається на датчик витрат 20, який слідкує за підтримуванням рівня витрати незмінним, що дозволяє підвищити тепловміст потоку і ввійти в діапазон оптимальних температур камери допалювання 5. Наступна порція холодних відходів за допомогою завантажувального пристрою 23 подається на шар попередньої, що вже горить, який тепер є джерелом тепла для її сушіння та розпалення. Продукти горіння відходів і палива із камери допалення 5 надходять у двоконтурний по тракту повітря рекуперативний теплообмінник 12, де вони охолоджуються за рахунок теплообміну з повітряними потоками паралельних контурів, які подають за допомогою дуттєвого вентилятора 16. Після охолодження у рекуперативному теплообміннику 12 димові гази очищують до санітарних норм в пристрої для очистки газів 13 і за допомогою димососу 14 викидають у атмосферу через димову трубу 15. Як показали результати дослідно-промислових випробувань установки, забезпеченням можливості оперативного управління тепловим та аеродинамічним режимом в її технологічних зонах досягається економія питомих витрат палива (на 11%) і зниження рівня викидів органічних шкідливостей (в 2,8 рази) порівняно з установкою-прототипом (в якій не передбачена система управління термодинамічним режимом). 4 612 Фіг. 1 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5