Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Мнклонные топки. Специфический способ сжнганин осуществлен в наклонных топках (см. Рис !7 5, н) В них используют достаточно мелкие частицы угля (обычно мельче 5 чм), а необходимый для горения воздух надают с огромными скОРОстями (дО !00 м>(с) по касателы<ОЙ к образующей циклона. В топке создается мощный внхрь, вовлекающий частицы в цнркуляцнонное дннженне, в котором они ннтенснвно обдуваются нотоком В результате интенсивного горения в тапке раэваваются температуры, близкие к аднабатным (до 2000 С). Зала угля плавится, жидкий ~(лак стекает ио стенкам. По ряду причин <л применения таких тонок н энгр(стикс отка>ались. и сейчас онн испол>жук>ген в качсс>вс технологических для сжигания серы с целью получения 5О> в производстве Нэ50<, об>кита руд н т д Иногда в цик- )42 лонных топках осуществляют огневое обезвреживание сточных вод, т.
е. выжнганне содержащихся в них вредностей за счет подачи дополнительного (обычно газообразного нлн жидкого) топлива Тапки с кнпящям слоем. Устойчивое горенке пылеугольного факела возможно только при высокой температуре в его ядре не ниже !300 — 1500'С. Прн этих температурах начинает заметно окнсляться азот воздуха цо реакции ('(х + + О = 2()О Определенное количество 1<)О образуется н нз азота, содержа(цегося в топливе Оксид азоза, выброшенный вместе с дымовыми газами в атмосферу, доокисляется в ней до ньи шлмоксичного диоксида ХО>.
В СССР предельно допустимая концентрация (х)О> (ПДК). безопасная для здоровья людей, н воздухе населенных пунктов <оставляет 0,085 мг/и'. Чтобы обеспечить ее, на крупных тепловых электростанциях прих<интся строить высоченные дымовые трубы, разбрасывающие дымовые газы на возможна болыцую и;илцадь. Однако при сосредоточении большого количества станция недалеко друг от друга н это не спасает. В рнде стран регламентируется не Г1ДК, а количество вредных выбросов на единицу теплоты, выделенной цри с>ора нин топлива.
Например, в США для крупных предприятий зонускается выброс 26 мг акси,(аа н юга на ) Мдж >халаты сгорания. В СССР (к>рмы выбросов составляя>т длн разных >оgлнв от 125 до 450 мг,>ч' При сжигании топлнв, содержа(цих серу, образуется токсичный 50>, действие которого на человека к гому же суммируетсн с дей<твием )4О>. Эти вь(брасы служат причиной образования фотохи. мического смога и кислотных дождей, нредно влияющих не только на люлей и живагных, на и на растительность. В Западной Енропе, например, от таках ,южней погибает значи(слыша часть хвойных лесов Гаэообразн<ле вредныс выбросы можно резко умеш.цап ь ну(еч сншкецня >смн<разуры горения да >)50-.050 "С При этих температурах азот а<ждуха практически нг оки<лнется, а диокснд серы 50> соединяется с оксидоч кальпия но реакции (аналогичным образом реагирует н Мйе!) 50э+Св0-1-0,50»==Са50, (17.8] Если в эоле топлива окснлон кальция н магния недостаточно для свяэыпання всего 50» (обычно нужен двух- или трехкратный его избь>ток по сравнению со стехиометрией реакции 117 8),', к топливу по>л>ец>иваю> известняк СаСО>.
Известняк при температупал 850/-85>0 "С интенсивно разлагается нэ СаО и СОь а гипс Са50, пс разлагается, т е. реакция (17.8) справа налево ис идет Таким абра>ом, токсичный 50 связывается до безвредного практически нерастворимого в воде гипса, который удаляс>ся вместе с .юлой С. другой с>ороцы, ч прс>псссг длительности челонека образхется большое количество горючих отходов, которые нс считаются топливом в общепринятом смысле: «хвосты» углсобогащения, отвалы при добыче угля, мно>.очнгленные отходы целлюлозно-бумаг нон промышлен ности н других отраслей народного хозяйства.
Парадоксально, например, что «порода», которую около «гольных шахт силадывают в огромные тсрриконы, зачастую самовозгорается и длительное время загрязняет дымом и пылью окружающее пространство, но ни в слоеаых, ни в камерных топках ес нс удается сжечь из-.за больша~о содержания золы. В слоевых топках зола, спекаясь при горении, препятствует проникновению кислорода к частицам гор«>чего, в камерных не удаетсн получить иужнук> для устойчивого горения в ннх высокую температуру.
Возникшая перед человечеством настоятельная необходимость разработки безотходных те~пологий поставила вопрос о создании топочных устройств для ежи~анна таких материалов Ими стали тппки с кипящим слоем (см. рис. !7.5, г). Псевдоожиженным (или к и и я ш н м) нвзываетсн слой мелкоэеряигл ого материала, арндуниемый снизу ангре гигам го гхорос>ью, превышающей предел устойчиво'ти плотного слоя, яо яедостагочной для выноса частиц из глоя.
Интенсивная циркуля- ция частиц в ограниченном объеме камеры создает впечатление бурно кипящей жидкости, что и объясняет происхождение названия Физически продуваемый снизу плотный слой частиц теряет устойчивость потому, что сопротивление фильтрующемуся сквозь него газу становится равным несу столба материала на единицу плошади поддержива>ошей решетки Поскольку аэродинамическое сопротивление есть сила, с которой гаэ действует на частицы (и соответственно по третьему закону Ньк>тона — частицы на газ), то при равенстве сопротивлении и веса слоя частицы (если рассматривать идеальный случай) опираются не на решетку, а на газ Скоросю и>. (м/с) предела устой>нвостн ил>жного слоя частиц диаметром й н плотностью 2,65 г/м', продуваемого воздухом с температурой 20 и 1000'С, имеет следующие значения (округленно): 0,1 0,2 ОД 1,0 оз>з 0/г 0 04 >,ооз о,о! о.ои о,з 11 радо»же«не '2,0 5,0 10 20 1,0 >.9 2,7 4 12 Средний размер частиц в топках с кипящим слоем обычно составляет 2 — 3 мм.
Им соответствует рабочая скорость псевдоожиженнн (ее берут в 2 — 3 раза больше, чем и>.1 1,5 — 14 м/с. Это определяет в соответствии с (!7 7) площадь гаэораспределительной решетки при заданной тепловой мо>ц>кюти топки Теплонапряжение объема ук принимают примерно таким же, как и для слоеных топок. Простейшая топка с кипящим слоем [рнс. 17.8) во многом напоминает слоевую (см.
рис 17.6) и имеет с ней много общих конструктивных элементов. Принципиальное различие между ними заключается в том, что интенсивное перемешивание частиц обеспечивает постоянство температуры по всему объему кипя. щего слоя. о а .' о о. о Рис. )7.8. Схема топки с кипящим слоем' ! . выгрузки золы, 2 подвод впздуш под слой; 3 - «инижиислпи изин и сопли!ы, ! . низводю 1дузв к звбрвсыввтельь б — ротор !вбрвсыввтелн; б леитонный пи«отель, 2 топлиннни бункер, 4 топни. пый объем, Р зкрвнныс трубы, тр - острое,зутье и возврвт уноси, у! обмурпнкв пмкн, т2 ~снт!о восиринимвнипие трубы н кипншем сите, а вода, и пвр 144 Поддержание температуры кипящего слоя а необходимых пределах (850— 950 'С) обеспечивается двумя различными способами.
В небольших промышленных топках, сжигающих отходы или дешевое топливо, в слой подают значительно больше воздуха, чем это необходимо для полного сжигания, устанавливая а, в2. При том же количестве выделенной теплоты !,у; температура газов уменьшается по мере увеличения иы ибо та же теплота тратится на нагрев большого количества газов (см. рис.
16.1). В крупных энергетических агрегатах такой метод снижения температуры горения неэкономичен, ибо «лишний» воздух, уходя из агрегата, уносит и теплоту, затраченную на его нагрев (возрастают потери с уходящими газами — см. далее). Поэтому в топках с кипящим слоем крупных котлоагрегатов размещают тру бы 9 и 72 с циркулирующим в иих рабочим телом (нодой или паром), воспринимающим необходимое количество теплоты. Интенсивное «омывание» этих труб частицами обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи от слон к трубам (ссгы250 В!7(ы К) ), по н ~!т вотор!ил случаях позволяет уменьшить метилло. емкость котла по сравнению с традиционным.
Топливо устойчиво гори! прн его содержании в кипящем слое, составляющем 1 о(т и менее; остальные 99 % с лишним — зола. Даже при столь неблагоприятных условиях интенсивное персмсшивание не позволяет зсшьным частицам блокировать горючие от доступа к ним кислорода (в отличие от плотного слоя). Концентрация горючих при этом оказывается одинаковой по всему объему кипящего слоя. Для удаления золы, вводимой с топливом, часть материала слоя непрерывно выводится из него в виде мелкозернистого шлака -- чаще всего просто «сливаетсяв через отверстия н по- дине, поскольку кипящий слой способен течь как жидкость. ПРи Г=. ! пю (,)~= = — !б МДжувг и А=80!;;, например. формулы ( (7 3) и ( )7 4) дают с)'„",,'„— 0 б т)й.
Фактически механический недожог с шлакам буде! еще меньнн, ибо доли золы, переходищсй и шлак, согтпвлис! в топках с кипящим слоем околст 70-- 80 Уо (остальные 20- -30 %т зо.,!и уносят ся из топки с газами) Б!ирокое внедрение котлов с кипящим слоем (они создаются во многих передовых странах мира, в СССР уже работает более 100 котлов, в КНР- бол<е 2000) выявило и нх недостатки, основной нз которых большой механичегкнй недожог с уносом О'„",ч. Дело в том, что сжигаемо< топливо имеет полидиспергный состав и при среднем разм<ре частиц 2--3 мм примерно 20 Оп частиц оказывается мельче 0,5 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
