Теплотехника Учеб. для вузов А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др (943465), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Количество сгоревшего топлива пропорционально количеогву поданного возлуха, однако увеличение скорости воздуха сверх определенного предела нарушает устайчивосгь нлотнои> слои, так кзк воздух, прорываю>цийся через ишй в отдельных местах, образует кратеры.
!1оскольку в слой всегда загружается полидиснерсное топливо, увеличивается вынос мелочи. Чем крупнее частицы, тем с большей скоростью можно продувать воздух через слой без нарушения его устойчивости Если принять для грубых оценок теплоту «сгорания» ! мл воздуха в нормальных условинх при и„= 1 равной 3,8 МДж и понимать нод и>. приведенный к нормальным условиям расход воздуха на единицу площади решетки (м>>с), то теплонапряжение зеркала горения (МВтум>) составит Рис.
!76 (:чеыв заики > иисвчаыехвиическиы звбрвсыявтелем и цепной решеткой обратного тадв: > ио.>отиа шаишиииовай реи>етии, 2 ириводиы звездочки, Л вЂ” слой таиливи и шлака, У вЂ” иадиод воздути и ззбрвсыиитслш. б р>тор зябрясывя.ееля. 6 . ле>почиый иититсли; 7 — тоялиявый буииср, 8 -. то>ишиый объем, 9 звриииые трубы; Га - острое зуев> и во>врит унося; У> - обыуравии таили, >7 >илвес уило~иеиие, >3 оияи для иодв>дв иозд>зи и ш с.>ой ' !'азрушеиие сосков (ири сжигании спекиюшихся углей) и шлаковых агломератов, абрвзуюшихся в процессе »ракия, !39 Коэффициент избытка воздуха си, в формуле (17.7) учитывает тот факт, что при >х.) 1 избыточная часть содержащегося в нем кислорода не окнсляет горючее, а значит, и не дает теплоты. Значения ш и ш„связаны соотношением ш= =ш.(273+!)/273. Топочные> устройства для слоевого сжигания классифицируют в зависимости от способа подачи, переме>ценна и шуровки * слоя ~аллина на колосниковой решетке.
В немеханизированных топках, в которых все три операции осуществляют вручную, можно сжигать не более 300— 400 кг/ч угля. Наибольшее распространение в промышленности получили полностью механизированные слоевые топки с пневмомеханическими забрасывателями и цепной решеткой обратного хода (рис. 17 6) Их особенность — горение топлива на непрерывно пвижушейся со скоростью !.-15 м/ч колосниковой решетке, сконструированной в виде полотна транспортерной ленты, имеющей привод от электродвигателя. Полотно решетки состоит из отдельных колосниковых элементов, закрепленных на бесконечных шарнирных цепях, приводимых в движение «звездочками» Необходимый для горения воздух подводится под решетку через зазоры между элементами колосников.
Подача топлива осушествляется пневмомеханическим забрасывателем, основным элементом которого является ротор, вращающийся с частотой 500— 1000 об/мин. Ленточным питателем, т. е. неболыцим транспортером, топливо подается из бункера на лопасти ротора и забрасывается им в топку. Крупные куски летят к задней стенке и движутся на решетке дольше, мелкие падва>т ближе, а самые тонкие фракции (мельче 1 мм) сгорают в топочном объеме на лету, для чего специально подводится воздух (10 — 15 % всего расхода) со скоростью 20 м/с. Описанная топка относится к разряду ф а к е л ь н о - с л о е в ы х, поскольку часть топлива сгорает в факеле.
Для интенсификации горения в объеме через сопла, расположенные на задней стенке, дополнительно подают воздух (5-- 10 о>й общего количества) в виде струй «остро. го дутьях со скоростью 50 — 70 и/с. Эти струи интенсивно перемешивают потоки в объеме топки. Обычно вместе с острым дутьем в топку возвращают уловленный в золоуловителе унос с высоким содержанием горючих, что позволяет дожечь вынесенные из топки недогоревшие частицы. Шуровка слоя в таких топках не требуется, поскольку, прогреваясь в процессе полета, частицы угля теряют способность спекаться. Шлак сбрасывается в шлаковую шахту, а из нее — в систему шлакоудалення.
Основными потерями в слоевых топках являются потери от механического недожога. При отсутствии острого дутья и возврата уноса значение >)„,„может достигать 13 о>ш при возврате уноса оно значительно ниже. Оптимальный размер кусков угля для слоеных топок составляет 25- 50 мм. Этому соответствует скорость газа в слое в=1,5 —;2,5 м/с, т.
е. ш„=0,3 —:0,5 м/с при 1= !200 'С и в соответствии с (17.7) значение г)л= 1 †; 1,5 МВт/м~. С увелнче. пнем йл УвеличиваетсЯ д„, из-за выноса несгоревшей мелочи как содержащейся в рядовом (несортированном) топливе, так и образующейся из-за растрескивания топлива при сгорании. Большая концентрация топлива в плотном слое создав~ развитую поверхность реагирования, поэтому в единице объема самого слоя выделяется огромное количество теплоты.
Однако необходимость дожигания выносимых из слоя продуктов неполного сгорания (СО, Н>) и мелких топливных частиц, а также охлаждения ~азов в топке до температур, при которых затвердевают уносимые ими вольные частицы (1000 †!00 "С в зависимости от плавкости залы), заставляет предусматривать над слоем достаточно большой топочный объем, тогда д =250 †: 450 кВт/м>. 140 Из-за неравномерной выс>мы слоя коэффициент избытка воздуха в слоеных топках приходится держать довольно высоким: а.=1,3 —;1,4, тогда д„,= =0,5 —:1 ','о>. В СССР выпускаю> цепньи репи'тки с площадью зеркала горения от,'1,3 до 24,4 м', что приблизительно соответствует тепловой мощности от 3 до 30 МВъ Областью их применении являк>тгя нс большие паровые и водогрейные котлы и печи мощностью не более 70 МВт.
Преимуществом слоевых топок является простота эксплуатации, отсутствие углеразмольных устройств, возможность устойчивой (без погасаний) работы в широком диапазоне нагрузок. Их недостатиом является прежде всего неболыпая производительность, поскольку плшцадь топок даже с цепными решетками ие превышает 50 м'. В слоеных топках не удается сжигать топлива с очень высокой вольностью н влажностью *, а в ряде конструкций не горя~ и спекак>щиеся угли, образующие в процессе нагрева корку, не пропускающую воздух. Факельные топки.
В прон>лом вскс для сжигания в слоевых топках (а дру. гих тогда ие было) использовали только уголь, не содержащий мелочи (обычно фракцию 6 — 25 мм) Фракция мельче 6 мм — штыб (от немецкого з!апЬ пыль) являлась отходом. В начале этого века для ее сжигании был разработан пылевидный спосог>, при котором у|ли измельчали до О,! мм, а тру>гносжигасмые антрациты - еще мельче. Такие пылинки увлекаются потоком газа, относительная скорость между ними очень мала. Но и время их сгорания чрезвычайно мало — секунды и доли секунд. Поэтому при вертикальной скорости газа менее 10 м/с и достаточной высоте топки (десятки метров в современных котлах) пыль успевает полностью сгореть на лету в процессе движения вместе с газом от горелки до выхода из топки. Этот принцип н положен н основу ф а к е л ь н ы х (к а м е р н и «) топок, х Правда, имеютгя спеииальные топки дли сжигания сильно елз,иных горфз и древесных отходов (щепы. коры и т д ) в которые тонко размолотая горючая пыль вдувается через горелки вместе с необходимым для ь орения воздухом (см.
рис. !7.5, б) аналогично тому, как сжигаются газообразные или жидкие топлива Таким образом, камерные топки пригодны для сжигания любых топлив, что является болыиим их преимушеством перед слоевыми. Второе преимушество — — возможность создания топки на любую практически сколь угодно большую мощность Поэтому камерные жьпки занимают сейчас в энергетике доминирующее положение. В то же время пыль не удается устойчиво сжигать в маленьких топках, особенно при переменных режимах работы, поэтому пылеугольные топки с тепловой мощностью менее 20 МВт не делают.
Топливо измельчается в мельничных устройствах н вдувается в топочную камеру через п ы л е у г о л ь н ы е г о р е ли и. Транспортируюьций воздух, вдуваемый вместе с пылью, называется и с рв и ч н ы м. Г!ри камерном сжигании твердых тоолин в виде пыли летучие всшества, выделяясь в процессе ее прогрева, сгорают в факеле как газообразное топливо, что способствует разогреву твердых частиц до температуры воспламенения и облегчает стабилизацию факела. Количество первичного воздуха должно быть достаточным для сжигания летучих Оио составляет от !5 — 25 % всего количества воздуха для углей с малым выходом летучих (например, антрацитов) до 20— 55 % для топлив с большим их выходом (бурых углей).
Остальной необходимый для горения воздух (его называют в т ар и ч н ы м) подают в топку отдельно н перемешивают с пылью уже в процессе горения. Для того чтобы пыль загорелась, ес нужно снача.ча нагреть до достаточно высокой температуры. Вместе с нею, естественно, приходится нагревать и транспортирующий ее (т. е. первичный) воздух. Это удается сделзть только путем пидмешиваяия к потоку пылеазвеси раскале ьяык продуктов сгорания. Хорошую организацию сжигания тиердых топлив (особенно трудносжигаемых, с малым выходом летучих) обеспе- Т; Рис !7.7 Прямоточно-улиточиая горелка для ьверлого пылевидиого з.опливз. Я вЂ” вазсух; Т, Я топливо, соьдус чнвает использование так называемых улиточных горелок (рис !7.7). Угольная пыль с первичным воздухом подается в них через центральную трубу и благодаря наличию рассекателя выходит в топку в виде тонкой кольцевой струи Вторичный воздух подается через сулитку», сильно закручивается в ней и, выходя в топку, создает мощный турбулентный закрученный факел, который обеспечивает подсос больших количеств раскаленных !азов из ядра факела к устью горелки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
