Тема 6-топочные устройства котельных агрегатов.

Вопросы:

1. Класифікація й основні вимоги до топкових пристроїв;

2. Пальникові пристрої: вихрові, прямоструменні скидні;

3. Топки з видаленням шлаку у твердому й рідкому станах;

Вихрові і циклонні топки,

Газомазутні топки. Характеристики топок.

Газові пальники, мазутні форсунки.

1. Класифікація й основні вимоги до топкових пристроїв;

Топочные камеры.

Они служат для сжигания топлива с целью получения энергии, заключенной в нем.

Предъявляемые требования:

1. развитие и завершение процессов горения;

2. обеспечение требуемой паропроизводительности;

3. максимальное шлакоулавливание;

4. охлаждение газов до требуемой температуры уходящих газов;

5. широкий диапазон регулирования.

Показатели работы

1. тепловая мощность

2. α_Т;

3. q₃, q₄;

4. ;

5. a_ун.

Слоевое сжигание твердого топлива

Организуется при сжигании углей в виде кусков на колосниковой решетке.

Включает:

1. подача топлива в слой;

2. перемешивание кусков в слое;

3. вывод шлака.

 

Слоевые топки.

Немеханизированные полумеханические механические

(ручные)

Немеханические топки.

 

1 – решетка колостниковая;

2 – топочный объем;

3 – зольник;

4 – загрузочное окно;

5 – испарительный котельный пучок.

Доля живого сечения

Здесь организованна противоточная схема движения топлива сверху вниз, то есть топливо движется сверху, воздух снизу вверх.

 

Организация слоевого сжигания топлива

Воздух проходит через слой шлака и нагревается до 600⁰С. В окислительной зоне топливо сгорает, при этом происходит снижение концентрации О₂ до 0%. В восстановительной зоне при О₂=0% происходит раскисление СО₂.

Для повышения эффективности сжигания:

1. ограничивают высоту слоя Н_сл=50 – 100, мм

2. надслоевое дутье воздуха.

Общее время горения складывается из времени зажигания и времени непосредственного горения топлива. Во время зажигания входит:

1. нагрев;

2. испарение влаги;

3. выход летучих веществ.

Немеханизированные топки применяют при D < 2,5, т/ч.

Недостатки:

1. тяжелый физический труд;

2. цикличность процесса;

3. сложность регулирования топливо-воздух.

Полумеханические топки

Применяют при D = 4–6,5, т/ч.

Такие топки включают в себя:

1. пневматический забрасыватель (ПМЗ)

2. решетка с поворотными колостниками (РПК)

 

Поворотом колостников на 20º перемешивают слой, при этом происходит снижение q₄ на 1%.

 

Механические топки.

Они применяются при D = 6,5 – 20 т/ч.

1. бункер топлива;
2. зубчатое колесо;
3. цепная решетка;
4. шибер;
5. топочное пространство;
6. огнеупорный свод;
7. шлакосниматель;
8. шлаковый бункер;
9. воздушные каналы.

 

 

В таких топках применяют безпровальную решетку (ЧШР – чешуйчатая решетка).

b_p=2-3, м; l_p=3-8, м; υ_{решетки}=1-20, м/ч.

 

1. сырое топливо;

2. зона тепловой подготовки;

3. зона горения
а) окислительная зона;
б)восстановительная зона;

4. зона шлака.

А – самопроизвольное распределение воздуха.

Б – теоретическое распределение воздуха;

В – секционное дутье. Оно организуется с помощью перегородок для эффективного сжигания топлива.

Для повышения полноты сгорания организуют над слоевое дутье с W_г = 50-60, м/с.

Механические топки применяют при сжигании АС и АМ.

Факельно-слоевая топка.

Так как решетка движется в обратном направлении, то

1. τ_преб=τ_гор~d_тв, при этом q₄ снижается до 1%;

2. можно сжигать до 40 % мелочи.

Применяют для бурых и каменных углей.

Показатели слоевых топок:

α_Т=1,3-1,7; q₃=0.5-2%; q₄=6-14%; q_v=0.2-0.4, ; q_R=B^.Q_p^p/R=0.6-1, ;

t_гв < 250⁰С.

2. Пальникові пристрої: вихрові, прямоструменні скидні;

Факельные топочные устройства:

1) пылеугольные.

2) газомазутные.

Пылеугольные горелки.

Бывают вихревые и прямоточные.

Вихревые:

1) Горелка ОРГРЭС.

Позиции:

1 – труба первичного воздуха.

2 – улитка вторичного воздуха.

3 – рассекатель (обеспечивает угол раскрытия факела, т.е. подсос топочных газов).

КУ Т АШ

γ – угол раскрытия факела = 30 – 10 – 110 = f(V^г).

 

2) Горелка ТКЗ (таганрогский котельный завод).

 

1 – улитка первичного воздуха.

2 – улитка вторичного воздуха.

3 – растопочная форсунка.

 

Все вихревые горелки даёт короткий, широкий, недальнобойный факел: .

Факторы влияющие на воспламенение:

1) Начальная температуры аэросмеси:

 

↑t_о → ↓(t_воспл - t_o) → ↓τ_воспл.

2) Доля первичного воздуха (для снижения времени воспламенения её ограничивают).

↓V^г → ↓Q_{на нагрев до tвоспл} → ↓ .

 

3) Для нормальной работы горелок принимают оптимальные скорости первичного и вторичного воздуха:

1) ↑V^г → ↑d_тв → ↑W₁.

2) ↑V^г → ↑q₃ → ↑W_см → ↑W₂.

W₁ = 15 – 20 м/с.

Т, АШ КУ

W₂ = 20 – 25 м/с.

Достоинства:

1) эффективность смесеобразования.

2) широкий диапазон регулирования.

3) недальнобойность.

Применяют АШ, Т, КУ (при условии использования ШБМ и МШС).

 

Прямоточные:

1) Угловая щелевая горелка.

 

1 – канал первичного воздуха.

2 – канал вторичного воздуха.

Особенности:

1) вялое неинтенсивное смесеобразование.

Т, АШ КУ

2) отсутствие турбулизирующего эффекта.

3) малый угол раскрытия факела.

4) высокая дальнобойность.

 

2) Угловая поворотная горелка ЗиО (завод имени Орджоникидзе):

Позиции:

1 – сопло первичного воздуха.

2 – сопло вторичного воздуха.

3 – рассекатель.

Поворотом сопел вверх/вниз (±15º) меняют направление ввода аэросмеси в топку, положение факела и таким образом регулируют температуру на выходе из топки:

+ α → ↓τ_{преб. газов} → ↓Q_{лучист.} → ↑ .

– α → ↑τ_{преб. газов} → ↑Q_{лучист.} → ↓ .

0 – 0 – нулевое положение горелочного устройства.

.

Все прямоточные дают слаборасширяющийся дальнобойный факел. Для снижения дальнобойности, ускорения воспламенения и повышения сгорания топлива горелки размещают по углам топки:

, D_в – диаметр вихря ≈ 1,5 м.

Оси сопел направляются по касательной к вихрю.

W_{1в, 2в} ≈ 30 м/с.

Применяют для сжигания бурых и каменных углей.

3) Плоскофакельная горелка:

 

4) Эжекционная горелка – амбразура (центральный котлотурбинный институт):

Позиции:

1 – эжекционные сопла.

2 – амбразура.

Сопла 1 делят аэросмесь на плоские вертикальные струи. Их развёрнутая компоновка способствует разносу факела вверх и вниз и ускоряет воспламенение.

Применяют при сжигании торфа, БУ, КУ (с V^г > 30% и размоле в молотковых мельницах).

3.Топки з видаленням шлаку у твердому й рідкому станах;