Циклонные и вихревые топки.
Общими недостатками факельного способа сжигания топлива являются сложность и энергозатратность тонкого помола твердого топлива, а также возможность золового износа и шлакования поверхностей нагрева. Этих недостатков лишены циклонные и вихревые топки.
Применяют различные типы горизонтальных (или малонаклонных) и вертикальных циклонных топок для сжигания мелкодробленого топлива или грубой пыли с жидким шлакоудалением (рис. 9.5).
В горизонтальной циклонной топке топливо в циклонную камеру подают с первичным воздухом по ее оси. Вторичный воздух поступает в камеру тангенциально через сопла с большой скоростью (100 - 150 м/с), обеспечивая движение частиц топлива к стенкам камеры за счет центробежных сил.
Рис. 9.5. Схема циклонных топок с ЖШУ: а - горизонтальная топка, б - вертикальная топка с нижним выводом газов; в - вертикальная кольцевая топка с верхним выводом газов; 1 - циклонная камера (циклонный предтопок); 2 - камера дожигания; 3 - шлакоулавливающий пучок труб, покрытых футеровкой
В циклонной камере происходит интенсивное смесеобразование и горение топлива как в объеме, так и на стенках. Поверхности нагрева в циклоне ошипованы и покрыты огнеупорной массой, благодаря чему температура в циклонной камере составляет 1700 – 1800 °С. Это приводит к расплавлению золы и образованию на стенках шлаковой пленки. В выходной части циклонной камеры имеется пережим, через который продукты сгорания поступают в камеру дожигания. Наличие пережима приводит к уменьшению уноса. Мелкие частицы топлива сгорают в центральной части циклона и в камере дожигания, отбрасываемые на стенки циклонной камеры более крупные частицы прилипают к шлаковой пленке и выгорают при обдувании их воздушным потоком. Жидкий шлак вытекает из камеры через лётку.
В вертикальной циклонной топке рабочие потоки вдуваются в циклонные предтопки с меньшей скоростью, чем в топках в горизонтальными циклонами: скорость пылевоздушной смеси 20 – 30 м/с, вторичного воздуха – 40 – 60 м/с. Поэтому в топках данного типа центробежный эффект и сепарационные свойства топки менее выражены. Крупные частицы не задерживаются на стенках топки, а выпадают на под. Число циклонов (от одного до трех) определяется паропроизводительностью котлоагрегата.
Основными достоинствами циклонных топок являются: высокая объемная плотность тепловыделения; улавливание в пределах камеры и удаление в жидком виде 85 – 90 % золы; возможность работы с малым коэффициентом избытка воздуха (до 1,1); возможность работы на дробленом топливе или пыли грубого помола (с размером частиц до 5 мм).
В отличие от камерного сжигания, при котором продолжительность пребывания частиц топлива в топке ограничена (2 – 3 с) и зависит от времени пребывания в топке продуктов сгорания, в циклоне частицы топлива находятся столько времени, сколько необходимо для их полного выгорания. Это позволяет сжигать в циклонных топках не только пылевидное, но и дробленое топливо с размером кусочков до 5 мм, а также улавливать до большую часть золы.
К основным недостаткам циклонных топок относятся: затруднения при сжигании углей с малым выходом летучих (тощих углей и антрацитов) и высоковлажных углей; увеличение потери теплоты с физическим теплом шлака (более 2 %); повышенный расход энергии на дутье; повышенный выход оксидов азота в связи с высокой температурой в циклонной камере.
Циклонные топки применяются для сжигания сухих каменных и маловлажных бурых углей.
В вихревых топках (топках с пересекающимися струями) благодаря
соответствующей конфигурации нижней части топки и способу подвода пылевоздушной
смеси со скоростью 60 - 80 м/с
осуществляется устойчивое вихревое движение воздушного потока, в котором
находятся во взвешенном состоянии кусочки твердого топлива размером от 0,5 до 5
мм (рис. 9.6). Вихревой характер движения создает хорошие условия для
перемешивания горячих топочных газов и пылевоздушной смеси, что способствует
более быстрому и полному выгоранию топлива. Достоинства и недостатки – те же,
что и у циклонных топок.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.