Топочные камеры для сжигания пылевидного топлива

Топки с твердым шлакоудалением

При удалении шлака в твердом состоянии топочная камера представляет собой вертикальную прямоугольную шахту, заканчивающуюся внизу холодной воронкой, где завершается процесс грануляции (затвердевания шлака). Как правило, топки с твёрдым шлакоудалением являются открытыми. Должно соблюдаться условие , т.е. температура газов на выходе из топки должна быть меньше температуры начала деформации золы, чтобы исключить шлакование поверхностей нагрева за топочной камерой.

 

Для сжигания низкореакционных твердых топлив область топочных экранов вблизи горелок покрывается огнеупорной массой и называется зажигательным поясом. Он позволяет повысить температуру факела вблизи горелочных устройств и получить более полное воспламенение и сгорание топлива.

 

Конструкция ошипованных экранов

1- шипы; 2- трубы; 3- обшивка;

4- пластичная хромитовая теплоизолирующая масса;

5- огнеупорный карборунд.

 

Для бурых и высокореакционных каменных углей (Г, Д, СС) q₄ = 0,5÷1,5%; для низкореакционных твердых топлив (А, ПА, Т) q₄ = 6÷7%.

Величина теплового напряжения объема топки: q_V = 100÷140 кВт/м³.

При твердом шлакоудалении основная часть минеральной части (95%) уходит с золой, и лишь 5% - со шлаком. Это вызывает усиленный абразивный износ поверхностей, расположенных за топкой, и препятствует повышению скоростей газов для интенсификации конвективного теплообмена. Кроме того, увеличивается выбросы золы в атмосферу.

Топки данного вида применяют для сжигания топлив с умеренным и большим V^Г (V^Г>20%), высокозольных топлив и топлив, имеющих тугоплавкую золу.

Топки с жидким шлакоудалением.

В топках данного вида температура газов в нижней части топки должна превышать температуру нормального жидкоплавкого состояния золы t₃ на 50÷100 ^оС. Для этого топки разделяются по высоте на две зоны:

1. горячая часть топки-зона плавления шлака (топочные экраны покрыты огнеупорной массой);

2. холодная радиационная поверхность (зона) с открытыми экранными трубами.

Нижняя часть топки выполняется в виде горизонтального или слабонаклонного пода. Горелочные устройства выполняются ближе к поду.

Существуют следующие виды топок с жидким шлакоудалением:

1 – поверхность топки, покрытая огнеупорной обмазкой;

2 – холодная радиационная поверхность; 3 – подача топлива;

4 – шлакоулавливающий пучок труб, покрытых огнеупорнойной футеровкой.

а) Открытая однокамерная топка

а_шл = 10÷15%

q_v = 200÷210 кВт/м³

D_мин = (0,7÷0,8)D_ном – минимальная нагрузка по условию выхода жидкого шлака. В противном случае наблюдается застывание шлака на стенках топочных экранов и поде.

Недостатки открытых топок:

· интенсивное шлакование топочных экранов в зоне перехода от горячей к холодной зоне;

· высокая отдача тепла в зону 2 ограничивает минимальную нагрузку котла по условию выхода жидкого шлака;

· невысокая степень улавливания шлака в топке.

б) Полуоткрытая однокамерная топка

Пережим служит для отделения зоны плавления от зоны охлаждения, Отдача тепла в вернюю часть топки заметно сокращается. В камере горения температура газов составляет 1600-1800⁰С.

а_шл = 20÷40%

q_v = 200÷250 кВт/м³

D_мин = 0,6*D_ном – минимальная нагрузка по условию выхода жидкого шлака.

в) Двухкамерная топка

Зона плавления отделяется от зоны охлаждения шлакоулавливающим пучком, выполненным путем разводки нижней части труб фронтового экрана. Трубы шлакоулавливающего пучка, для исключения шлакования, покрываются огнеупорной массой (утепляются)

а_шл = 70%

q_v = 200÷250 кВт/м³

D_мин = (0,4-0,5)D_ном – минимальная нагрузка по условию выхода жидкого шлака.

г) Топка с циклонными предтопками

Вихревое движение газовоздушного потока в предтопке позволяет сжигать мелкодробленое топливо (δ=1-5мм), что существенно сокращает расход энергии на размол. Частицы топлива подвержены воздействию двух основных сил: центробежной, отбрасывающей их на периферию (к внутренней стенке предтопка); силы аэродинамического сопротивления газовоздушного потока выносящей частицы из предтопка. Соотношение этих сил зависит от размера частиц, поэтому частицы по сечению циклона распределены неравномерно. Наиболее крупные отбрасываются к стенкам предтопка и там вовлекаются в вихревое движение до полного выгорания. Мелкие частицы сгорают в полёте ближе к оси предтопка.

Интенсивное вихревое движение обеспечивает значительное улавливание шлака а_шл=0,6-0,9;

J_г^ц=1800-1900⁰С

q_v ^ц = 2-6Мвт/м³ .

Однако развитая камера охлаждения снижает общее тепловое напряжение объёма топки- q_v =200-300 Квт/м³

д) Вихревые топки