Конспект лекций по дисциплине "Котельные установки и парогенераторы". Часть 1 (Элементы теории горения. Объемы воздуха и дымовых газов. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс парового котла), страница 6

В вихревых (циклонных) топках можно сжигать твердое топливо с высоким содержанием летучих веществ. Топливо – пылевидное или с зернами 4÷6мм.

Существуют конструкции вихревых топок для сжигания мазута.

Факельные и циклонные топки объединяют в общий класс камерных топок.

Кроме перечисленных трех способов сжигания топлива, существуют: сжигание во взвешенном слое (факельно-слоевая топка) и топки с «кипящим» слоем, где слой топлива разрыхляется и перемешивается струями воздуха, проходящими сквозь слой.

Классификация горелочных устройств:

1)  горелки для факельного сжигания угольной (иной) пыли: прямоточные, вихревые, вихревые горелки без первичного воздуха (ОРГРЭЕС), горелки большой производительности (ЦКТИ-ТКЗ);

2)  форсунки для сжигания жидкого топлива: с паровым, механическим и паромеханическим распылением;

3)  газомазутные горелки;

4)  пылегазовые горелки;

5)  горелки для сжигания газообразного топлива: щелевые и реверсивные.

Горелки бывают прямоточные и завихривающие. Конструкции горелок – самостоятельно.

                                                        топочные

                                                        устройства

                      слоевые                                                         камерные

                        топки                                                              топки

  с плот-        взвешен-       кипящий                   факельные            циклонные

   ным               ный                слой                     прямоточные           вихревые

  слоем             слой

                                                                            для газообр.и         для твердого

                                                                             жид.топлива              топлива

                                                                                                  с твердым   с жидким

                                                                                                  шлакоуда-  шлакоуда-

                                                                                                    лением        лением

Рис.3. Классификация топочных устройств

К современным топочным устройствам предъявляют ряд требований: топочное устройство должно обеспечить заданную тепловую мощность ПГ для выработки пара требуемых параметров; оно должно быть надежно в условиях длительной эксплуатации, безопасно и просто в обслуживании; при работе топочного устройства сжигание топлива должно быть по возможности полным с минимальными потерями от химической и механической неполноты сгорания; должна иметься возможность изменения нагрузок ПГ в достаточно широком диапазоне; топка должна иметь относительно небольшой расход энергии на собственные нужды; должна быть предусмотрена возможность применения резервного топлива.

Основными показателями топочных устройств являются:

1)  пригодность для сжигания данного топлива;

2)  тепловая производительность Q = В_рQ^р_р, МВт;

3)  коэффициент избытка – величина выхода из топки α_т;

4)  потеря теплоты от химической неполноты сгорания q_хн, %;

5)  потеря теплоты от механической неполноты сгорания q_мн, %;

6)  видимая объемная плотность тепловыделения в топке q_v, МВт/м³, характеризующая возможность сжигания единицы объема топки В_р, кг/с (м³/с) топлива при располагаемой теплоте Q^р_р, МДж/кг (МДж/м³) с минимально допустимыми q_хн и q_мн

                                                                      В_рQ^р_р

q_v =   V_т

7) видимая плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок) q_R, МВт/м2, характеризующая возможность сжигания на решетке площадью R, м², топлива в количестве В_р, кгс/с, с теплотой сгорания Q^р_н, МДж/кг при минимальных q_хн и q_мн

                                                                      В_р Q^р_н

q_R =   R

8) видимая плотность теплового потока q_F, МВт/м², через сечение топки площадью F_т

                                                                      В_рQ^р_р

q_F =   F_т

9) доля золы, уносимой газами из топки α_ун;

10) необходимое давление воздуха перед топкой р, МПа;

11) температура дутьевого воздуха t_в, °С.

Большинство из приводимых показателей относится к камерным топкам, некоторые характерны лишь для твердого топлива (α_ун), другие – только для слоевого сжигания (q_R)и т.п. Выбор соответствующих характеристик топочного устройства связан с видом сжигаемого топлива и способом сжигания.

8. Тепловая работа топки.

Топки котлов выполняют несколько функций:

1.  Топка – часть котла, где происходит сжигание органического топлива.

2.  Топка – это теплообменник, в котором пламя сжигаемого топлива и раскаленные продукты сгорания отдают теплоту за счет радиационного теплообмена поверхностям нагрева – экранам, внутри труб которых движется вода и пароводяная смесь или пар (в экранных пароперегревателях).

3.  В топке происходит отделение части очаговых остатков (шлака) от газообразных продуктов сгорания и легких частиц летучей золы и удаление шлаков.

В топках сжигается твердое топливо в плотном слое, в кипящем слое, в низкотемпературном вихре, в высокотемпературном вихре. В этих случаях топливо сжигается кусковое или дробленое (3…12мм). Если твердое топливо размельчается до пылевидного состояния в специальных мельницах, то оно сжигается в факеле.

Удаление шлака производится из пода топки. При этом шлаки удаляются в твердом виде (ТШУ) или жидком (ЖШУ). Конструкции пода топок при этом различны (рис.4):

          Рис.4. Конструкции пода топочной камеры: а – с твердым шлакоудалением; б – с жидким щлакоудалением.

При сжигании жидкого и газообразного топлива (в факеле) под топки горизонтальный или слегка наклонный, изолированный.