1598005426-3a8e62b819d30b4177bf436fefc2ba03 (811212), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для обеспечения устойчивости горящего факела частицы топлива должны предварительно измельчаться до таких размеров, чтобы полностью сгореть в короткое время пребывания их в объеме факела. В связи с этим сжигать в факеле можно только топливо с высокой степенью измельчения. Практически без дополнительного измельчения в факеле можно сжигать только один вид древесных отходов — шлифовальную пыль. Особенностью факельного процесса является весьма незначительный запас топлива в топочной камере, отчего процесс горения малоустойчив и весьма чувствителен к изменению режима. Регулировать мощность топки можно лишь одновременным изменением количества подаваемых в топку топлива и воздуха.
При факельном процессе наблюдается золовый износ поверхностей нагрева, высаждение на кирпичных стенках топки твердого сплавленного шлака. Факельный процесс требует точного соблюдения мер взрывобезопасности. Рассмотрим конкретные технические решения по использованию топочных процессов различного типа при сжигании древесной биомассы. 4. СЛОЕВОЙ СПОСОБ СЖИГАНИЯ ДРЕВЕСНОГО ТОПЛИВА 4П.
ПРИНЦИПЫ СЛОЕВОГО СЖИГАНИЯ. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Для сжигания древесного топлива в условиях лесной промышленности наибольшее распространение получили топки, основанные на слоевом способе сжигания. Конструкции этих топочных устройств наиболее простьк надежны в эксплуатации и могут быть приспособлены к часто изменяющимся фракционному составу и влажности древесного топлива. Топки, работающие по слоевому способу, наиболее подходящи для автоматизированных котельных. Слоевой способ сжигания древесной биомассы может быть реализован путем использования следующих принципов организации работы слоя: сжигания топлива в горизонтальном слое; сжигания топлива в наклонном слое; сжигания топлива в вертикальном слое; кучевого сжигания топлива; сжигания топлива в зажатом слое.
41.1. Сжигание древесной б и ом асс ы в гор и з оптт а л ь н о и с л о е. Наиболее старым принципом организации сжигания кусковых древесных отходов и дров является сжигание их в горизонтальном слое на колосниковой решетке. По этому принципу работают ручные топки для дров н кусковых отходов. Загрузка древесного топлива на горизонтальную решетку при ручном обслуживании является очень трудоемкой операцией и связана с тяжелым физическим трудом. Механизация загрузки мелкого древесного топлива на горизонтальную решетку требует разработки весьма сложного по конструкции забрасывателя топлива. Высота слоя древесного топлива на горизонтальной решетке при работе топки все время 4З изменяется, то существенно затрудняет ее обслуживание. Сжигание древесного топлива на горизонтальных решетках применяется в настоящее время только в топках котлов малой мощности и при печном отоплении жилого фонда.
412. Сжигание топлива в вертикальном слое. Этот принцип сжигания является более совершенным. Впервые он был внедрен в практику проф. К, В. Киршем, который разработал топочное устройство с вертикальным зеркалом горения для сжигания дров. Размеры слоя топлива прн сжигании древесины по этому принципу стабильны по времени, во время загрузки топлива холодный воздух не проходит в топочное пространство, как это имеет место в топках с горизонтальным слоем, трудоемкость загрузки топлива здесь ниже. Основным недостатком этого принципа сжигания является неодинаковая толщина слоя топлива, который должны преодолеть воздух и продукты горения при движении от колосниковой решетки до зеркала горения.
Топки с вертикальным слоем целесообразно применять для сжигания мелких древесных отходов, обладающих малой сыпучестью и склонностью к сводообразованию. Сжигание опилок в топках с вертикальным слоем затруднено. 4.1.3. С ж и г а и и е т о п л и в а в н а к л о н н о м с л о е. Н аиболее совершенным и распространенным принципом сжигания является сжигание топлива в наклонном слое, при котором возможно конструктивными средствами обеспечить постоянную толщину слоя топлива и одинаковые условия для прохода воздуха и продуктов горения через слой по всей площади колосниковой решетки.
В топках с наклонным слоем возможно применение эффективных средств регулирования толщины слоя в соответствии с конкретным видом сжигаемого древесного топлива. Топочные устройства с наклонным слоем обеспечивают возможность сжигания древесного топлива весьма широкого фракционного со. става, начиная с опилок и кончая крупнокусковыми отходами и дровами.
4.1.4. Кучевое сжигание мелкого древесного топлива. Кучевым сжиганием называют сжигание мелкого древесного топлива па колосниковой.решетке конической формы, на которой располагается топливо в виде кучи, образующей поверхности естественного откоса. По существу, этот принцип является разновидностью сжигания топлива в наклонном слое. За рубежом такое сжигание получило широкое применение, хотя оно связано с довольно сложными механизмами для подачи топлива. Привлекательной стороной данного способа является возможность организации вихревого движения продуктов сгорания и вторичного воздуха над слоем топлива с целью дожигания парусных частиц древесного угля и уменьшения уноса их с дымовыми газами.
415.Сжигание топлива в зажатом слое. Принцип сжигания мелкого древесного топлива в зажатом слое был предложен В. В. Померанцевым. Сущность его заключается в том, что вертикальный или немного наклоненныЙ слой мелкого древесного топлива зажимается трубной или кирпичной решеткой, препятствующей выносу из слоя частиц топлива, в результате чего создаются условия, обеспечивающие высокую напряженность горения. По этому принципу работают топки скоростного горения конструкции НПО ЦКТИ им. И. И. Ползу- нова для котлов ДКВр и КЕ. Они применяются для сжигания древесной щепы и опилок при зольности их на сухую массу не более 1... 2 7ш 4.2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ ДРЕВЕСНОИ БИОМАССЪ| Оптимизация процессов горения древесной биомассы заключается в поиске таких технических решений при совершенствовании реальных процессов сжигания древесной биомассы, которые наилучшим образом отвечают прозиворечнвым требованиям эффективности процесса производства тепловой энергии. Технология сжигания древесной биомассы и конструкция топочных устройств должны предусматривать реальную возможность поддержания такого значения коэффициента избытка воздуха, при котором сумма потери тепла с отходящими газами и потери тепла вследствие химической неполноты сгорания была бы минимальной.
Свободное сечение колосниковой решетки должно быть снижено, а давление наддува воздуха повышено до такой степени, чтобы при сжигании данного конкретного вида топлива и работе котлоагрегата на номинальной теплопроизводительиости образование прогаров слоя или кратерное горение были исключены. Толщина слоя топлива должна быть такой, чтобы при минимальной затрате энергии на продувание через слой первичного воздуха при работе котла на номинальной производительности прогары слоя топлива были исключены. Угол наклона колосниковой решетки следует выбрать таким, чтобы толщина слоя топлива была приблизительно одинаковой по всей площади решетки.
Следует иметь в виду, что одинаковая по всей площади колосниковой решетки высота слоя будет иметь место только в случае, если угол наклона решетки принят равным углу естественного откоса, Если угол наклона решетки больше угла естественного откоса, то высота слоя будет увеличиваться в нижней части решетки и, наоборот, если угол наклона решетки меньше угла естественного откоса, то толщина слоя в нижней части решетки будет меньше, чем в верхней части. 4З При сжигании древесной биомассы повышенной зольности должны быть предусмотрены технические решения конструктивных элементов топочного устройства, гарантирующие непрерывный сход шлака из зоны горения и возможность его удаления из топки вручную или посредством специальных механизмов.
Таковы в общем виде основные направления оптимизации процесса горения древесной биомассы. 4 3. ТОПОЧНЫЕ УСТРОИСТВА СЛОЕВОГО ТИПА В СССР И ЗА РУБЕЖОМ 431. Топка с горизонтальной колосн иковой р е ш ет кой. Хотя дрова в настоящее время большей частью вовлекаются в технологическую переработку, часть их все же используется в качестве топлива. Простейшей топкой для сжигания дров является ручная топка с горизонтальной колосниковой решеткой (рис. 3). Топка предназначена для чугунных секционных котлов и представляет собой четырехугольную кирпичную камеру, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом.
В нижней части камеры установлена горизонтальная колосниковая решетка из чугунных колосников, разделяющих камеру на зольниковое и топочное пространство. Высота слоя в этой топке приблизительно 0,8... ... 1 м. Дрова загружаются через дверцы и колосниковая решетка воспринимает удары от брошенных с высоты на нее поленьев, поэтому нужно главное внимание уделять прочности колосников. Обычно устанавливаются брусчатые колосники длиной до 700 мм с зазорами 20... 25 мм. Воздух для горения дров подводится через воздухопровод под колосниковую решетку. Недостатками данной топки являются: невозможность механизировать как подачу дров в топку, так и выгрузку золы и шлака из нее; изменяющаяся по времени высота слоя из-за периодичности загрузки дров в топку, что приводит при снижении высоты слоя и к увеличению коэффициента избытка воздуха, а при увеличении высоты слоя — к повышению химической неполноты сгорания.
Регулирование производительности топки осуществляется изменением количества воздуха, идущего на сгорание. 4.3.2. Т о п к а с в е р т и к а л ь н ы м с л о е м т о и л и в а. Топка с вертикальным слоем топлива для сжигания высоко- влажных дров была предложена проф. К. В, Киршем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
