1598005426-3a8e62b819d30b4177bf436fefc2ba03 (811212), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Как правило, выходное отверстие камеры имеет диаметр существенно меньше диаметра циклонной камеры. Вследствие этого крупные частицы пребывают в топочной камере до тех пор, пока их размер не уменьшится до пределов, обеспечиваюших их вынос вместе с нагретыми до высокой температуры продуктами горения. Циклонные топочные устройства являются результатом развития вихревых топок при проведении работ по интенсификации процесса вихревого сжигания.
В циклонных топках наилучшим образом реализуются возможности повышения эффективности массо- и теплообмена между поверхностью взвешенных частиц топлива и газовой средой за счет увеличения скорости вихревого движения воздуха и продуктов сгорания и допустимого 73 уменьшения внутреннего диаметра топочной камеры. Это дает возможность сжигать в циклонных топках разнообразные виды твердого топлива при сравнительно грубом помоле (до 5 мм) и уменьшить размеры топочной камеры. Циклонные топки хорошо улавливают золу и удачно компонуются с различными котлоагрегатами.
иклон- тио циколь. иыб бок; смо- 6ДЬ ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ЦИКЛОННОГО ТИПА Топочные устройства циклонного типа подразделяются на вертикальные и горизонтальные. В топочных устройствах вертикального типа создаются наилучшие газодинамические условия для снижения механического недожога топлива и улавливания частиц золы. Однако циклонные устройства вертикального типа требуют более равномерного фракционного состава сжигаемого топлива.
Они более громоздки и трудно вписываются в габарит котельных установок. Горизонтальные циклонные топки менее требовательны к фракционному составу сжигаемого топлива. Недостатком их считается более высокое гидравлическое сопротивление. В настоящее время более приемлемыми для разработки и внедрения являются горизонтальные циклонные топочные устройства. Принципиальная схема циклонного сжигания древесно-шлифовальной пыли и опилок показана на рис.
1б. Древесная пыль и опилки подаются пневмотранспортером или системой транспортеров в бункер 1, снабженный рыхлителем для устранения зависания хранимого в нем материала. Из бункера питателем 2 пыль и опилки выгружаются на транспортер 3, который доставляет их в эжектор-смеситель 11. Здесь они подхватываются воздухом, подаваемым вентилятором 1О, и направляются по касательному патрубку в циклонную камеру топки. Топка состоит из внешнего металлического корпуса 5, внутри которого смонтирован футерованный корпус 8, снабженный кольцевым пережнмом 7 н выходным патрубком 9. Воздух для сжигания пыли и опилок подается вентилятором 10 в зазор между наружным и внутренним футерованными кожухами топки. Он охлаждает внутренний футероваииый корпус топки и затем проходит в установленные тангенциально внутренней поверхности циклонной камеры воздушные сопла б, обеспечивая интенсивное вращательное движение газов внутри топки, Кольцевой пережим 7 служит для обеспечения дожига крупных частиц на начальном участке топочной камеры.
С торцевой стороны топочной камеры устанавливается газо- мазутная горелка 4, которая служит для разогрева топки при ее розжиге. Нагрев футеровки при операции розжига топки должен продолжаться до тех пор, пока температура ее не достигнет 800...900 'С. Только после такого разогрева топочной камеры следует начать подачу в топку пылевоздушной смеси. б 7 а Весьма важным элементом в циклонном устройстве следует считать обмуровку камеры, которая работает в весьма тяжелых высокотемпературных условиях. Имеющийся опыт работы подобных устройств показывает, что применяемый обмуровочный материал в кратчайшее время выходит из строя, вызывая длительные остановки котлоагрегата.
6.6. РАСЧЕТ ЦИКЛОННОГО ТОПОЧНОГО УСТРОЙСТВА Методика расчета топочного устройства циклонного типа аналогична методике расчета слоевой топки, приведенной в и. 4.4. Циклонные топочные устройства в соответствии с их принципиальными особенностями позволяют реализовать весьма высокие теплонапряжения топочного объема, а следовательно, уменьшить материалоемкость топочных устройств и сократить потери в окружающую среду. В связи с этим изучение процесса, протекающего в циклонной камере горения при сжигании древесной биомассы, и установление закономерностей всех отдельных составляющих его явлений представляет большую и практически очень важную задачу.
Решение ее, однако, наталкивается на ряд трудностей, обусловленных тем, что процесс горе- 75 ния твердого топлива в циклонной камере состоит из сложного комплекса явлений; движения двухфазной системы, тепло- и массообмена, горения в объеме камеры и на поверхности ее стенок. При этом каждое из явлений находится в сложной зависимости от других, обусловлено ими и, в свою очередь, оказывает на них большее или меньшее влияние. Полное решение задачи о горении в циклоне может быть достигнуто лишь при совместном, комплексном рассмотрении всех явлений и уравнений их описывающих и учитывающих все влияющие на процесс в целом факторы.
Даже простое перечисление уравнений процесса (движения дисперсных твердых частиц, движения несущей газовой среды, теплообмена частицы со средой и среды со стенками камеры, горения частицы в период движения в объеме и после сепарации на стенку) без раскрытия содержания описываемых ими явлений свидетельствует о необычной сложности и громоздкости задачи. Как известно, даже для обычных циклонных пылеуловителей, в которых весь процесс сводится к определению криволинейного движения изотермического двухфазного потока с дисперсными частицами постоянной массы, задача о таком движении при больших значениях критерия Рейнольдса не может быть полностью решена. Поэтому вполне понятны трудности, возникающие при полном описании системой уравнений циклонного процесса сжигания твердого топлива, где криволинейное движение двухфазного потока является лишь незначительной частью большого комплекса взаимосвязанных явлений.
Таким образом, практический ориентировочный расчет циклонных топочных устройств должен базироваться на результатах конкретных исследований, проведенных по каждому виду сжигаемого топлива. В качестве определяющего размера циклонной камеры принимается диаметр ее внутренней цилиндрической поверхности Рп. Этот диаметр находится из следующих заданных при конструировании показателей циклонного топочного устройства; номинальной производительности циклонной топки по расходуемому топливу Вго кг/ч; теплоты сгорания топлива (низшей) на рабочую массу топлива Онв, кДж/кг; теплонапряжения поперечного сечения циклонной камеры /Ь, кВт/м'. Теплонапряжение сечения топочного объема /гн принимают в пределах 10000 ..
16000 кВт/м'. Внутреннее сечение циклонной камеры Р„можно подсчитать по формуле Определяющий размер циклонного топочного устройства 0„ определяем по уравнению 0„= Х/Рн/0,785 . (6.2) Основные размеры и конфигурации камеры циклонного топочного устройства показаны на рис. 17, Длина циклонной камеры /.и в метрах определяется соотношением (6.3) 0„=(!... 2)0н При увеличении длины циклонной камеры возрастают потери на трение между несущей газовой средой и стенками камеры. Вследствие этого тангенциальная скорость вращаю!цихся газов уменьшается по длине камеры по направлению к ее выходному концу. Следует иметь в виду, что рациональная конструкция циклонной камеры должна удовлетворять двум требованиям: иметь минимальное гид- ! равлическое сопротивление и обеспечивать максимальное значение тангенциальной скорости вихревого движения газов на выходной стороне циклонного устройства.
Соотношение (6.3) подобрано та- Ю ким образом, чтобы в условиях прак- Рнс. !7. Основные рантики рациональность конструкции ци- клонного устройства была ориентиро- лонного топочного устронвочно обеспечена„если это соотноше- стен ние размеров камеры выдержано. На аэродинамику циклонного потока не оказывает заметного влияния форма выходного конца циклонной камеры. В частности, применение плоского и встроенного конусного пережима (в виде конуса, сужающегося внутрь камеры, как это показано на рис.
17) дает практически одинаковые коэффициенты сопротивления циклонной камеры. Диаметр выходного отверстия циклонной камеры Р, существенно влияет на всю газо- динамику устройства. Уменьшение параметра Р,/Р„ (см. рис. !7) приводит к росту тангенциальной скорости газового потока и к увеличению статического давления во всех сечениях циклонной камеры.
Обычно для расчета диаметра Р, применяют формулу (6.4) 0,=(0,36... 0,6)0н. Рн == Вн( 1н /3600Ян (6.1) где Є— внутреннее сечение камеры циклона, мт. Воздух в камеру циклонной топки подводится тангенциально внутренней цилиндрической поверхности камеры на длине 1. 77 Эта длина зависит от основного параметра топочного устройства и определяется по соотношению 1= 0,75В„. (б.б) Высота сопел й принимается такой, чтобы скорость воздуха в них была в пределах 130... 150 м/с. Расчетный коэффициент избытка воздуха в циклонных топках принимают равным а= = 1,03... 1,10.
7. СЖИГАНИЕ КОРЫ 7,1, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Физические и механические свойства коры деревьев находятся в тесной связи со структурой древесины данной породы, влажностью, условиями произрастания деревьев, температурой окружающего воздуха и многими другими факторамн. По своей структуре кора представляет собой многослойный материал (снаружи дерева идет слой корки, под ней находится луб, с внутренней стороны к которому примыкает камбий).
Толстые слои корки сосны и ели имеют сравнительно низкую механическую прочность. Корка лиственных пород (осины и березы) более прочна и служит более надежной защитой луба, камбия и древесины от внешних воздействий. Она малопроиицаемадля воды и газов, устойчива против химических реагентов. Луб служит для проведения питательных веществ и состоит из большего количества капиллярных трубок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
