Результат интеллектуальной деятельности: Мельница-вентилятор (варианты)

Изобретение относится к области пылеприготовления и может быть использовано, например, при подготовке твердого топлива к сжиганию на тепловых электростанциях.

Известна установка с мельницей-вентилятором, включающая улиточный корпус с рабочим колесом, на котором размещены размольные лопатки, входной и подводящий патрубки, через которые в корпус мельницы поступают топливо и сушильный агент, на корпусе мельницы установлен сепаратор, обеспечивающий выдачу пыли требуемого гранулометрического состава. Подводящий патрубок является промежуточным звеном между корпусом мельницы и входным патрубком (В.А. Волковинский и др. «Системы пылеприготовления с мельницами-вентиляторами», М., 1990 г., стр. 14, рис. 1.9).

Недостатком известного устройства является концентрация потока топливных частиц вдоль нижней стенки подводящего патрубка за счет поворота газотопливного потока от вертикального нисходящего движения во входном патрубке к горизонтальному на входе в рабочее колесо. Концентрированное движение топливного потока приводит к локализации расхода топлива только на ограниченное число размольных лопаток рабочего колеса, что ухудшает размол топлива и повышает износ лопаток.

Известна мельница-вентилятор, включающая улиточный корпус с рабочим колесом, на котором размещены размольные лопатки, подводящий патрубок, через который на рабочее колесо подводится топливо-газовая смесь, на улиточном корпусе установлен сепаратор, обеспечивающий заданный гранулометрический состав готовой пыли (Ю.А. Рундыгин и др. Машиностроение. Энциклопедия. Т.4-18. «Котельные установки», М., 2009 г., стр. 312, рис. 3.1.7).

По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является локальный ввод концентрированного потока топливных частиц на небольшое количество размольных лопаток рабочего колеса, а также один высотный уровень схода топливных частиц с нижней плоскости подводящего патрубка по отношению к входной кромке размольной лопатки, что приводит к ограниченной по ширине размольной лопатки области поступления основной массы угольных частиц и, как следствие, значительному износу указанной области размольной лопатки, что снижает ресурс работы размольной лопатки рабочего колеса и приводит к частым остановам мельницы с целью его замены.

Снижение ресурса работы рабочих колес повышает затраты на собственные нужды и, как следствие, приводит к снижению КПД, к удорожанию электроэнергии и тепла, вырабатываемого электростанцией.

Заявляемое техническое решение позволяет более равномерно распределить топливный поток по ширине подводящего патрубка, что обеспечивает поступление топлива на большее число размольных лопаток и, как следствие, снижает удельную топливную нагрузку на одну лопатку. Разноуровневый ввод топлива из подводящего патрубка на размольные лопатки приводит к более равномерному поступлению частиц топлива по ширине размольной лопатки и увеличению ресурса ее работы, что повышает эффективность размола топлива и снижает износ лопаток, а применение рассекателей топлива позволяет равномерно распределить топливные частицы по ширине подводящего патрубка.

Предложена мельница-вентилятор (вариант 1), включающая входной патрубок, соединенный с топливопроводом угля и подводящим патрубком, примыкающим к улиточному корпусу мельницы-вентилятора, с размещенным в нем рабочим колесом с размольными лопатками и установленным на нем сепаратором с трубопроводом возврата недомолотого топлива и выходным патрубком готовой пыли, при этом в подводящем патрубке на разных высотных уровнях по отношению к размольным лопаткам рабочего колеса установлены топливоподающие желоба, перед которыми по ходу движения топлива расположена распределительная плита.

Предложена мельница-вентилятор (вариант 2), включающая входной патрубок, соединенный с топливопроводом угля подводящим патрубком, примыкающим к улиточному корпусу мельницы-вентилятора, с размещенным в нем рабочим колесом с размольными лопатками и установленным на нем сепаратором с трубопроводом возврата недомолотого топлива и выходным патрубком готовой пыли, при этом в подводящем патрубке на разных высотных уровнях по отношению к размольным лопаткам рабочего колеса установлены топливоподающие желоба, перед которыми по ходу движения топлива расположена распределительная плита, при этом на начальном участке подводящего патрубка перед распределительной плитой установлены рассекатели топлива. Рассекатели топлива установлены параллельно или перпендикулярно ходу движения топлива.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 показан общий вид устройства, на фигуре 2 - вид А по фигуре 1 (вариант 1), на фигуре 3, 4 - вид А по фигуре 1 (вариант 2).

Мельница-вентилятор (вариант 1) включает входной патрубок 1, соединенный с топливопроводом угля 2 и подводящим патрубком 3. Подводящий патрубок 3 присоединен к улиточному корпусу мельницы 4, в котором размещено рабочее колесо 5 с размольными лопатками 6. На улиточном корпусе 4 установлен сепаратор 7 с трубопроводом возврата недомолотого топлива 8 и выходным патрубком готовой пыли 9. В подводящем патрубке 3 на разных высотных уровнях по отношению к размольным лопаткам 6 рабочего колеса 5 установлены топливоподающие желоба 10. Перед топливоподающими желобами 10 по ходу движения топлива расположена распределительная плита 11.

Мельница-вентилятор (вариант 2) включает входной патрубок 1, соединенный с топливопроводом угля 2 и подводящим патрубком 3. Подводящий патрубок 3 примыкает к улиточному корпусу мельницы 4, в котором размещено рабочее колесо 5 с размольными лопатками 6. На улиточном корпусе 4 установлен сепаратор 7 с трубопроводом возврата недомолотого топлива 8 и выходным патрубком готовой пыли 9. В подводящем патрубке 3 на разных высотных уровнях по отношению к размольным лопаткам 6 рабочего колеса 5 установлены топливоподающие желоба 10. Перед топливоподающими желобами 10 по ходу движения топлива расположена распределительная плита 11, при этом на начальном участке подводящего патрубка 3 перед распределительной плитой 11 установлены рассекатели топлива 12. Рассекатели топлива 12 установлены параллельно или перпендикулярно ходу движения топлива.

Мельница-вентилятор (вариант 1) работает следующим образом. За счет разрежения, создаваемого рабочим колесом мельницы-вентилятора горячие дымовые газы из топочного пространства котла поступают во входной патрубок 1, в который по ходу движения газового потока с помощью топливопровода 2 поступает уголь. Нисходящий топливо-газовый поток поступает далее в подводящий патрубок 3, в котором происходит соударение топливных частиц с распределительной плитой 11, в результате чего происходит равномерное распределение топливных частиц по ширине подводящего патрубка 3, которые далее поступают в топливоподающие желоба 10, установленные по всей ширине подводящего патрубка 3 и имеющие разные высотные уровни по сравнению с входными кромками размольных лопаток 6 рабочего колеса 5, что обеспечивает, с одной стороны, равномерное распределение топлива по ширине размольной лопатки 6, а с другой стороны, поступление топлива на большее количество лопаток 6, что способствует снижению удельной топливной нагрузки на одну лопатку 6 и повышает эффективность размола, а в сочетании с равномерным распределением топлива по ширине обеспечивает существенное повышение ресурса работы размольных лопаток 6. Далее угольный поток поступает из выходных частей желобов 10 и части нижнего основания подводящего патрубка 3 на входные кромки размольных лопаток 6 рабочего колеса 5, при соударении с которыми происходит первая стадия размола угля. Далее при движении угольных частиц за счет центробежной силы в радиальном направлении по размольной лопатке 6 частицы топлива покидают с большой скоростью рабочее колесо 5, что обеспечивает эффективный размол топлива при соударении этих топливных частиц с улиточным корпусом 4, что характеризует вторую стадию ударного размола. В процессе размола топлива в корпусе мельницы-вентилятора происходит его эффективная сушка, которая в сочетании с предварительной сушкой в газозаборной шахте обеспечивает низкую влажность готовой пыли, что, в свою очередь, создает хорошие условия для воспламенения и глубокого выжига топлива в топочной камере котла. Далее из улиточного корпуса 4 продукт размола с отработанным сушильным агентом направляется в сепаратор 7, где, за счет поворота топливо-газового потока и снижения его скорости, происходит выделение из продукта размола грубых фракций угля, которые по трубопроводу возврата 8 через входной патрубок 1 поступают на домол в мельницу. Готовая пыль поступает в выходной патрубок 9 сепаратора 7 и далее по пылепроводам к горелкам топочной камеры котла.

Мельница-вентилятор (вариант 2) работает аналогично варианту 1. Отличием является то, что в подводящем патрубке 3 установлены рассекатели 12, которые приводят к равномерному распределению частиц по ширине подводящего патрубка 3. При установке рассекателей топлива 12 параллельно ходу движения топлива происходит рассеивание потока топлива вдоль задней стенки подводящего патрубка 3. При установке рассекателей топлива 12 перпендикулярно ходу движения топлива происходит разбиение потока топлива и рассеивание его перед поступлением на распределительную плиту 11.