5.3. Газомазутные топки и горелки.
Интенсивность горения в обоих случаях определяется только условиями перемешивания. Для сжигания этих топлив достаточен невысокий подогрев воздуха: tГ.В = 250…300°С. Практически отсутствует зола после сгорания этих топлив, поэтому исключается необходимость шлакоудаления в нижней части топки и не происходит шлакования экранов.
Большинство выпускаемых газомазутных паровых котлов оборудуются традиционными призматическими топками с двухфронтальным (встречным) расположением горелок. При однофронтальной установке горелки размещаются в 3…4 яруса, но при такой компоновке горелок не обеспечивается равномерное заполнение топки факелом. Однофронтальное размещение горелок неприемлемо для топок с небольшим размером по глубине (bТ < 6 м). При встречном расположении горелок обеспечиваются лучшие условия работы экранов.
Для уменьшения температур факела и локальных тепловых потоков на топочные экраны используется нижнее (подовое) расположение горелок в открытой топочной камере с развитием факела вверх.
Горелка выполняется с малой степенью крутки потока воздуха, горение факела растягивается на большую высоту топки, локальные тепловые потоки на экраны заметно снижаются, но температура газов на выходе из топки повышается.
Горелки для сжигания природного газа и мазута выполняются комбинированными, позволяющими поочередно сжигать эти топлива в одном горелочном устройстве. Одним из преимуществ комбинированных грелок является возможность легкого перехода с сжигания одного вида топлива на другое. Горелка должна быть выполнена таким образом, чтобы сжигание каждого из видов топлива происходило в оптимальных условиях.
Распыление мазута производится в основном в потоке центрального воздуха, что обеспечивает воспламенение топлива при нагреве смеси, поступающей в топку. Природный газ в основном вводится в периферийный поток воздуха большим числом труб диаметром 32 мм из кольцевого коллектора. Другая часть природного газа вводится через отверстия центрального коаксиального канала; расчетная скорость выхода газа из отверстий соответственно 134 и 177 м/с.
Для тонкого распыления мазута применяются центробежные форсунки. В зависимости от используемой среды для распыления мазута различают форсунки механические, паромеханические и паровые (рис. 5.12).
В форсунках с механическим распылением используется кинетическая энергия струи мазута, создаваемая напором топливного насосаВ паромеханической форсунке тонкое распыление мазута достигается подачей пара в зону разрушения пленки мазута.
В паровых форсунках распыление топлива достигается в результате использования кинетической энергии струи пара, вытекающей из форсунки, а мазут может поступать в форсунку под небольшим давлением. Преимуществом парового распыления является простота форсунки, а также высокое качество распыления даже при невысоком подогреве мазута (до 80°С). Однако паровые форсунки используются редко и только как растопочные на электростанциях, сжигающих твердое топливо.
7.2. Статические характеристики парового котла в нерасчетных режимах работы.
При работе парового котла в режимах, отличных от расчетного, за счет различий тепловых характеристик отдельных его элементов происходит перераспределение тепловосприятий между радиационными и конвективными поверхностями нагрева. Это может привести к изменению параметров перегрева пара, температуры горячего воздуха, поступающего в топку, нагрева воды в экономайзере. Проанализируем изменения показателей работы котла при переходе от одного стабильного режима работы к другому. Характеристики, соответствующие любому стабильному режиму работы парового котла, называются статическими.
Тепловой режим топочной камеры при переходе на другую нагрузку изменяется не так заметно, как нагрузка, и определяется законами радиационного (лучистого) теплообмена, в котором определяющими являются адиабатная (максимальная) температура газов в ядре факела θа и температура газов на выходе из топки θ"Т.
Адиабатная температура горения θа,°С характеризует максимальную теоретическую температуру газов, когда все тепловыделение в топке QТ (см. § 6.5) расходуется на нагрев газов
|
7.4 |
где (Vc)г - усредненная теплоемкость газов при адиабатной температуре, кДж/(кг·К), θа практически не зависит от нагрузки, поскольку определяется в расчете на 1 кг (м3) топлива и несколько уменьшается при снижении нагрузки лишь из-за незначительного изменения QГ.В, которое составляет около 10% QРН.