Система измельчения и воздушно-водяного охлаждения зольного остатка из нагревательных печей для твердых топлив

СИСТЕМА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ВОЗДУШНО-ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ЗОЛЬНОГО ОСТАТКА ИЗ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ ДЛЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ Настоящее изобретение относится к системе измельчения и воздушно-водяного охлаждения зольного остатка из нагревательных печей для твердых топлив, способной увеличить до максимума эффективность измельчения, а также охлаждения крупных кусков, находящихся при высокой температуре, и улучшить гидрогазодинамику охлаждающего воздуха, проходящего через указанную систему в противотоке. Система измельчения и воздушно-водяного охлаждения зольного остатка из нагревательных печей для твердых топлив содержит измельчитель (1), имеющий зубчатый ротор (9) с измельчающими элементами, предварительный измельчитель (2), выполненный за одно целое с отверстием измельчителя (1), систему (3, 4) воздушно-водяного охлаждения и впуск (13) для мелкой золы, выполненный в задней стенке измельчителя (1), расположенный так, чтобы избежать его пересечения с измельчающими элементами ротора, и отделенный от впуска для кусков золы. 014566 В системах извлечения сухой золы (см. ЕР 0471055) охлаждение золы на разгрузочном конвейере и последующих конвейерах достигается теплообменом с принудительной конвекцией, причем воздух возвращается в систему за счет пониженного давления на днище печи. Охлаждающий воздух вводится через соответствующие отверстия, расположенные в боковых стенках экстрактора и последующих конвейеров,и он проходит над золой, проходя через линию конвейерных машин встречного потока до достижения камеры сгорания. Система обеспечивает один или несколько этапов измельчения между экстрактором и последующим конвейером/охладителем, а также между двумя последующими конвейерами, чтобы повысить эффективность теплообмена между воздухом и золой. Такие системы измельчения путем уменьшения размера частиц золы увеличивают полезную поверхность для теплообмена со встречным воздушным потоком. В обычных системах извлечения либо основной экстрактор, принимающий золу из печи,либо последующие конвейеры имеют рекуператоры для мелкой золы, размещенные в днище. Затем рекуперированная зола разгружается вместе с тяжелыми кусками золы на следующую машину. Вдоль траектории охлаждающего воздуха относительно машинной линии до тех пор, пока она не достигнет камер сгорания, прохождение от машины до предыдущей машины особенно критично в присутствии измельчителя. Поднимаясь снова к измельчителю и потом к загрузочному бункеру, воздух затягивает часть рекуперированного мелкого материала, доставляя его обратно к зоне днища, где установлен рекуператор мелкой золы, тем самым вызывая накопление этого материала в машине сзади. Эти повторяющиеся во времени операции вызывают трудности, связанные с более значительным износом, чем во время нормальной работы, неисправной работой, а также блокированием системы рекуперации мелкой золы, которая работает аномально со значением скорости потока больше заданного. Чтобы избежать этого состояния, известная система имеет перепускной канал с соответствующим диаметром, соединяющий верхнюю крышку экстрактора вблизи точки разгрузки с последующей крышкой конвейера в положении ниже по потоку относительно точки разгрузки. Целью является создание предпочтительной траектории для охлаждающего воздуха, когда он проходит от конвейера к предыдущему конвейеру, начиная от верхней части ленты конвейера с золой. Однако это решение намного снижает эффективность охлаждения золы, потому что только минимальное количество воздуха пересекает измельчитель, где эффективность теплообмена максимальна благодаря открытию потока золы, которая падает в измельчитель, и уменьшению размеров крупных кусков, достигаемому измельчающими элементами, которые вызывают увеличение имеющейся поверхности золы с теплообменом с принудительной конвекцией. Кроме того, крупные агломераты зольного остатка, выходящего из печи, охлаждаются воздухом только снаружи, а внутри они могут сохранять рыхлое состояние, в этом случае функция измельчения измельчителя сильно снижается и способна генерировать только некоторые пазы на зольном агломерате,который не измельчается под действием зубчатого ротора. Это состояние усиливает проблемы с накоплением измельчителя, требуя вмешательства для очистки отверстия и обеспечения нормального потока материала, и вызывает неизбежное увеличение рабочей температуры измельчающих элементов и корпуса измельчителя, сильное уменьшение износостойкости, а также быстрый износ измельчающих элементов. Все эти проблемы решаются системой измельчения и охлаждения согласно настоящему изобретению, способной увеличить до максимума эффективность измельчения и охлаждения зольного остатка также в присутствии крупных высокотемпературных агломератов и улучшить гидрогазодинамику охлаждающего воздуха с последующим исключением неисправной работы при избыточном износе машин,рекуперирующих мелкий материал. Благодаря соответствующим средствам, таким как нормально закрытый автоматический клапан в перепускном канале, и отделению разгрузки мелкой золы от крупных кусков золы гидрогазодинамика охлаждающего воздуха и эффективность теплообмена воздуха/золы в высшей степени улучшаются относительно обычных систем. На самом деле, весь поток воздуха пропускается через измельчитель, где эффективность охлаждения воздуха/золы максимальна из-за свободного падения золы в нагнетаемом воздухе и более широкой поверхности, обеспечиваемой для теплообмена благодаря действию измельчения. Отделение разгрузки мелкой золы достигается выполнением соответствующего отверстия в задней стенке измельчителя, к которой присоединен разгрузочный канал машины рекуперации золы, и посредством изолирования разгрузки от окружения измельчителя посредством клапана, расположенного в разгрузочном канале, и закрытия пластины перед приводной головкой рекуператора мелкой золы. Положение впуска мелкой золы в измельчитель является таким, чтобы избежать ее прохождения через область измельчения и чтобы она оказалась в виде компактного потока и еще более диспергированной при свободном падении, что способствует уменьшению ее захвата охлаждающим воздухом, пересекающим противоток в измельчителе. Эффективность измельчения и охлаждения больших кусков золы при высокой температуре увеличивается до максимума из-за наличия системы предварительного измельчения и водяного охлаждения. Функция предварительного измельчения заключается в осуществлении первоначального измельчения крупных кусков золы при высокой температуре, которые препятствуют входу и выходу из отверстия измельчителя, обеспечивая более быструю и эффективную работу зубцов ротора. Вмешательство предварительного измельчителя осуществляется лазерным или аналогичным датчиком, который определяет-1 014566 наличие поступающих больших кусков золы в области измельчения. Вода для системы охлаждения предпочтительно подается через ось ротора и/или в основание неподвижной плиты и проходит оттуда в область измельчения через сопла, расположенные в зубчатом роторе и/или в неподвижной плите. Эта система охлаждения приводится в действие посредством увеличения значений температуры зубчатого ротора и корпуса измельчителя, определяемых соответствующими датчиками и присутствием золы или крупных агломератов при высокой температуре. Расход воды, подаваемой к соплам, можно регулировать в зависимости от температуры золы, выходящей из измельчителя и определяемой соответствующим датчиком на расположенной ниже по потоку машине. Пар, образующийся во время процесса охлаждения, благодаря отделению окружения измельчителя от рекуператора мелкой золы, затягивается охлаждающим воздухом непосредственно в камеру сгорания. Конфигурация системы обеспечивает многочисленные и значительные преимущества, поскольку она устраняет препятствия и преждевременную подачу воды для рекуператора мелкой золы, снижая износ измельчителя, который имеет еще больше возможности также для обработки мелкого материала,причем эффективность теплообмена между воздухом и золой увеличивается до максимума, поскольку весь охлаждающий воздух сталкивается с золой во время падений между одной машиной конвейера и следующей, и процесс охлаждения и измельчения также оптимизируется для измельчения крупных кусков золы при высокой температуре, что дополнительно обеспечивает эффективное охлаждение измельчителя. Инновационные признаки, цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей неограничивающих вариантов осуществления изобретения, на которых фиг. 1 представляет собой вид в поперечном сечении интегрированной системы измельчения и воздушно-водяного охлаждения; фиг. 2 представляет собой схематичный вид размещения интегрированной системы измельчения и охлаждения в системе извлечения и охлаждения потока воздуха во всей системе; фиг. 3 представляет собой вид в перспективе системы измельчения и воздушно-водяного охлаждения. В связи с этим следует отметить, что аналогичные ссылочные позиции на разных чертежах обозначают одни и те же или эквивалентные элементы. Нижеприведенная система измельчения и охлаждения позволяет получать многочисленные и заметные преимущества, потому что она улучшает гидродинамику охлаждающего воздуха с последующим удалением неисправностей и избыточного износа машин рекуперации мелкой золы и уменьшения износа измельчителя, эффективность теплообмена между воздухом и золой достигает максимума, поскольку весь охлаждающий воздух сталкивается с золой во время падений между одной конвейерной машиной и следующей, и процесс охлаждения и измельчения также оптимизируется для крупных кусков золы при высокой температуре, в дальнейшем достигается эффективное охлаждение измельчающих элементов измельчителя. Система состоит из измельчителя 1, снабженного одинарным или двойным зубчатым ротором 9,предварительным измельчителем 2, системой воздушного 3 и водного 4 охлаждения, и отличается наличием бокового впуска 13 для мелкого материала, отделенного от впуска для кусков золы. Отдельные разгрузочные средства 5, 6, 13 мелкой золы из измельчителя 1 образованы соответствующим каналом 14, независимым от основного разгрузочного средства 16 золы, соединенного с соответствующим отверстием 13, выполненным в задней стенке измельчителя 1. Впуск мелкой золы расположен относительно измельчителя 1 так, чтобы избежать его пересечения с измельчающими элементами 9. Противовес или автоматический клапан 5 внутри разгрузочного канала 14 мелкой золы обеспечивает выпуск мелкого материала, предотвращая забор воздуха в рекуператор, когда он пересекает противоток измельчителя. Более того, закрывающая пластина 6 расположена перед приводной головкой рекуператора 15 мелкой золы, что позволяет изолировать эту область от разгрузочной области 16 конвейерной машины и устранить возврат воздуха в рекуператор 15 мелкой золы. Посредством этих средств и использования нормально закрытого автоматического клапана 17, расположенного на перепускном канале, достигается возможность прохождения охлаждающего воздуха через измельчитель 1 с максимально эффективным теплообменом воздух/зола, а также устраняются проблемы, связанные с чрезмерным износом и неисправностями системы 15 рекуперации. Автоматический клапан 17 на перепускном канале обеспечивает прохождение охлаждающего воздуха, только если датчиком перепада давления, определяющим увеличение давления перед измельчителем 1, определено препятствие в измельчителе 1. Во время прохождения воздуха через измельчитель 1 теплообмен воздух/зола максимальный, поскольку используется свободное падение, и отверстие для потока золы в принудительно нагнетаемом воздухе имеет более широкую поверхность, доступную для теплообмена после измельчения золы. Система 3-4 водяного охлаждения обеспечивает дополнительное охлаждение больших агломератов золы при высокой температуре и работает в зависимости от температуры ротора 9 и корпуса 11, определяемой соответствующими датчиками 12, которая увеличивается из-за наличия больших кусков и/или высокой скорости потока при высокой температуре золы в области измельчения.-2 014566 Система 3-4 водяного охлаждения снабжена разбрызгивающими соплами 3, предпочтительно расположенными внутри ротора 9 и/или неподвижной плиты 10. Вода, подаваемая через вал 8 ротора 9 и/или над неподвижной плитой 10, достигает область измельчения по соответствующим каналам 4 и соплам 3, охлаждая золу, поступающую в измельчитель 1, и одновременно способствуя эффективному охлаждению рабочих элементов 9-10 измельчителя. Регулирование расхода воды для сопел 3 обеспечивается в зависимости от температуры золы, выходящей из измельчителя 1, определяемой соответствующим датчиком 19 на машине перед измельчителем. Пар, образующийся в процессе охлаждения, благодаря отделению 5-6-13 пространства измельчителя 1 от рекуператора 15 мелкой золы, будет затягиваться охлаждающим воздухом непосредственно в камеру сгорания, что позволяет избежать проблем для рекуператоров 15. Предварительный измельчитель 2 состоит из плит с ударниками 20, выполненными из соответствующего износостойкого материала, которые выполнены с возможностью скольжения противоположно на неподвижной раме 21, соединенной с отверстием 1 измельчителя, и приводятся в действие гидроцилиндрами 22. Такое устройство облегчает и ускоряет работу зубьев ротора 9 измельчителя 1, когда большие куски золы при высокой температуре закрывают ее впуск, перемещая и частично измельчая их посредством перемещения плит с ударниками 20. Вмешательство предварительного измельчителя 2 контролируется лазерным или аналогичным датчиком 7, определяющим наличие больших кусков золы в области измельчения. Система воздушного и водного охлаждения и измельчения согласно настоящему изобретению,кроме огромного функционального преимущества, заключающегося в улучшении гидрогазодинамики охлаждающего воздуха с последующим устранением препятствий и засорения измельчителя 1 и рекуператоров 15 мелкой золы, обеспечивает более удобное и быстрое измельчение также больших агломератов золы при высокой температуре, способствуя посредством косвенного охлаждения измельчающих элементов 9, увеличению ожидаемого срока службы измельчителя 1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система измельчения и воздушно-водяного охлаждения зольного остатка из нагревательных печей для твердых топлив, содержащая измельчитель (1), имеющий зубчатый ротор (9) с измельчающими элементами,предварительный измельчитель (2), выполненный за одно целое с отверстием измельчителя (1),систему (3, 4) воздушно-водяного охлаждения и впуск (13) для мелкой золы, выполненный в задней стенке измельчителя (1), расположенный так,чтобы избежать его пересечения с измельчающими элементами ротора, и отделенный от впуска для кусков золы. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что предварительный измельчитель (2) образован плитами с ударниками (20) из соответствующего износостойкого материала, выполненными с возможностью скольжения противоположно на неподвижной раме (21), соединенной с отверстием измельчителя (1), и приведения в действие гидроцилиндрами (22). 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что вал (8) зубчатого ротора (9) и/или неподвижная плита(10) выполнены с возможностью пропускания воды системы (3, 4) воздушно-водяного охлаждения и обеспечения ее перемещения оттуда по соответствующим каналам (4) и соплам (3) в область измельчения для охлаждения золы, поступающей в измельчитель (1) и косвенно в измельчающие элементы (9) ротора. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанный впуск (13) соединен с разгрузочным каналом(14) и закрывающей пластиной (6) перед приводной головкой рекуператора (15) мелкой золы для обеспечения охлаждения воздуха противотоком, проходящим измельчитель (1), избегая захвата рекуперированной мелкой золы. 5. Система по п.2, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью контроля предварительного измельчителя (2) лазерным или аналогичным датчиком (7), определяющим наличие в области измельчения больших кусков золы. 6. Система по п.3, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью контроля водяного охлаждения в соответствии со значением температуры ротора (9) и корпуса (11), определяемой соответствующими датчиками (12), и регулирования расхода воды к соплам (3) в зависимости от температуры золы, выходящей из измельчителя (1), определенной соответствующим датчиком (19) на машине перед измельчителем (1).