Устройства для сжигания твердого топлива
2 Устройства для сжигания твердого топлива. Системы приготовления твердого топлива
2.1 Топки
Топками называют технические устройства, в которых осуществляется сжигание топлива. В технике получили распространение топки различных конструкций в зависимости от свойств топлива и производительности агрегата. Основные требования, которым должно удовлетворять топочное устройство, - надежность в эксплуатации и высокая экономичность. Кроме того, топки должны иметь высокую производительность, универсальность при простоте конструкции, обслуживания и ремонта. По методу организации процесса сжигания топочные устройства делятся на слоевые и камерные. Слоевые топки применяются для сжигания твердого топлива. В топках этого типа процесс горения в основном происходит в слое топлива, лежащего на колосниковой решетке. В камерных топках можно эффективно сжигать различные виды топлива - твердое, жидкое, газообразное. Горение в таких топках происходит в топочной камере. В свою очередь, камерные топки в зависимости от аэродинамики потока делятся на факельные (прямоточные) и вихревые (циклонные).
При факельном способе сжигания мелкие частицы топлива легко транспортируются потоком воздуха и образующихся газов в сечении топочной камеры. Сгорание топлива происходит в этом случае в объеме топочной камеры за короткое время (1-2 с). Скорость сгорания и тепловыделения во времени определяются поверхностью горения.
При вихревом способе сжигания частицы топлива находятся в интенсивном вихревом движении. В отличие от факельного способа частицы топлива подвергаются интенсивному обдуванию потоком и быстро сгорают. Этот способ позволяет сжигать более крупную угольную пыль. В таких топках развивается более высокая температура, поэтому шлаки переходят в жидкое состояние.
В слоевой топке находящееся на решетке измельченное топливо с частицами размером 1-6 мм продувается потоком воздуха с такой скоростью, что частицы всплывают над решеткой и совершают возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. При этом скорость газовоздушного потока в пределах кипящего слоя больше, чем над ним. Более мелкие и частично выгоревшие частицы поднимаются в верхнюю часть кипящего слоя, где скорость потока снижается, и там сгорают. Кипящий слой увеличивается в объеме в 1,5-2 раза, его высота составляет 0,5-1 м.
Если размеры угольных кусочков большие, то эффективность его сгорания невелика. Для того чтобы твердое топливо сгорало с наибольшей эффективностью, производится его специальная подготовка к сгоранию. Основная идея такой подготовки - как можно более максимальное измельчение топлива (до 0,5 мм) и удаление влаги из топлива. Превращение кускового топлива в угольную пыль производится в два этапа: вначале сырое топливо подвергается дроблению до размера 15-25 мм. Затем измельченное топливо поступает в бункеры сырого угля, после чего подвергается размолу в углеразмольных мельницах до окончательного продукта - угольной пыли с размерами частиц до 0,5 мм. Одновременно с размолом топливо подсушивается для обеспечения хорошего сгорания пыли.
Системы приготовления топочной пыли - совокупность оборудования, необходимого для размола топлива, его сушки и подачи готовой пыли в горелки топочной камеры. Системы пылеприготовления бывают центральными и индивидуальными. В первом случае пыль приготовляется в одном месте и пылепроводами поступает к каждому из потребителей. Во втором случае пыль получают в оборудовании, находящемся непосредственно около потребителей.
Индивидуальные системы приготовления являются более простыми и надежными, чем центральные. Индивидуальные системы приготовления разделяют на: замкнутые (с прямым вдуванием пыли в топочную камеру или с промежуточным бункером пыли), разомкнутые (подача пыли с горячим воздухом).
Рекомендуемые материалы
Рекомендация для Вас - Статистика занятости и безработицы.
2.2 Устройства для сгорания твердого пылевидного топлива
Необходимая интенсивность горения и полнота выгорания пылевидного топлива в топке достигаются правильной подачей топлива (аэропыли) и правильным смешением его с воздухом. Этот процесс осуществляется в горелочных устройствах или горелках. В горелках не происходит возгорания топлива. Их задача - подготовить два потока - пылевоздушную смесь и вторичный воздух - к воспламенению топлива и активному горению в топке.
Различают два вида горелок: вихревые и прямоточные. Через вихревые горелки в топку подаются закрученные струи пылевоздушной смеси, образуют в топке конусообразный факел. Прямоточные горелки подают в топку прямые струи аэропыли и воздуха. Перемешивание осуществляется взаимным расположением горелок в топке.
Прямоточные горелки отличаются от рассмотренных ранее вихревых меньшей турбулизацией выходящего потока. Поэтому хорошее и полное сжигание топлива достигается путем взаимодействия струй разных горелок в топочной камере. Они применяются в основном для сжигания бурых углей, торфа и каменных углей с высоким выходом летучих веществ. Скорость пылевоздушной смеси на выходе из горелок принимают равной V=20-28 м/с, а скорость воздуха Vв=(1,5-1,7)V.
Горелки на стенках топок располагают таким образом, чтобы обеспечить наилучшие условия сгорания топлива. Так, вихревые горелки создают более короткий факел по длине, но больший по углу раскрытия, чем прямоточные горелки. Перемешивание потоков происходит за счет энергии вихревого движения, что приводит к выгоранию 90-95% топлива.
