Сжигание газообразных топлив. Светимость газового факела. Горелочно-топочные устройства. Пылеугольные горелки, страница 7

На(рис. 9.11, к—ж )показаны три разные компоновки, не нашедшие пока широкого распространения. Это вихревая топка ЛПИ (рис. 9.11,к). Особенностью то­почного устройства является отсутствие мельниц, поскольку горелки 1 подают в топку не пыль, а дробленку угля, сланцев или немолотый фрезторф. Снизу по фронтовому склону холодной воронки подается мощный воздушный поток 2, образующий вихрь 3 с горизонтальной осью вращения, в котором находятся кусочки топлива до полного их выжига. Топка пока находится в промышленной проверке.

На (рис. 9.11,л) дана топка-циклон,. представляющая собой кольце­вую камеру горения с верхним выводом топочных газов. Пылевоздушная смесь подается прямоточными струйными горелками тангенциаль­но в кольцевую периферийную камеру горения циклона, где факел по­лучает закрутку и по центральной части циклона поднимается в ка­меру дожигания и охлаждения.

При необходимости иметь повышенную длину факела для выжига горючих, например при сжигании антрацита, применяются «инвертные топки» с U-образным факелом (рис. 9.11,м) с элементами двухступен­чатого сжигания, для чего по фронтовой стене в факел подают тре­тичный воздух 1

Аэродинамика топок

К аэродинамике топок предъявляется ряд требований, та­ких как: организация достаточно энергичной турбулизации смеси в зоне интенсивного горения пыли; организация турбулизации в зоне выжига, т. е. в конце топки при догараниях коксового остатка, хотя эта вторичная турбулизацйя осуществляется чаще всего формой са­мой камеры сгорания; исключение лобового или скользящего удара го­рящего факела в стену топки с последующим шлакованием последней в месте соприкосновения.

На( рис. 9.12) представлены типичные варианты аэродинамики топки, снятые на воздушных моделях при показанных массах подаваемого воздуха через горелки.

На (рис. 9.12,а) дано движение продуваемого воздуха при фронтальной компоновке прямоточных струйных горелок. Основной воздушный поток проходит к задней стенке, поднимается по ней вверх и направляется в трубные конвективные пучки. От потока, введенного в топку, отделяются два круговых рециркуляционных вихря, один — мощ­ный в области холодной воронки, другой — вялый, расположенный по высоте передней части топки. Эти вихри должны подготавливать смесь к горению; в то же время они сильно снижают удельную тепловую нагрузку топочного объема.

На (рис. 9.12,б) представлена аэродинамика топки, снятая при встречно-смещенной компоновке и равенстве количеств движения слева и справа. Обращает внимание полное по глубине взаимное проникновение горящих факелов, что дает энергичный прогрев и зажигание пыли непосредственно после подачи ее в топку.
    Турбулизация встречно-смещенных потоков настолько интенсивна, что явилась
возможность упростить систему и поставить так называемые однофазные горелки МЭИ, у которых с фронта подается первичным воздухом, пыль, а вторичный воз- -
дух — через заднюю стенку (это дает минимальные затраты на пылепроводы и возду­ховоды) . Горение пыли при однофазных  горелках  практически ничем не отличается от обычных двухфазных.

На (рис. 9.12, в) дана аэродинамика встречно-лобовой компоновки при равенстве количеств движения струй слева и справа. Встречные потоки соударяются в центре топки при  практически одинаковых скоростях. В месте удара в результате торможения динамический напор трансформируется в статическое давление. При создавшемся перепаде давления  общий поток растекается вверх и вниз с повышенными скоростными; а следовательно, с малым заполнением сечения топки. Вследствие этого образуется большие вихри над факелом и под факелом. Поэтому на основной подъемный поток приходится только около 70% сечения топки. Обращает внимание на тот факт, что при подобной аэродинамике отсутствуют прямые удары факела в стены топки, а поэтому отсутствуют на стенах и очаги шлакования. Однако это будет справедливо только при равенстве количеств движения (рис. 9.12. в), а так как в эксплуатации невозможно строгое поддержание равенств количеств движения встречных пылеводушных  потоков, то шлакование топки при встречной лобовой компоновке горелок может иметь место.