Слоевой процесс сжигания твердого топлива.
Схема способа сжигания твердого топлива , где 1 – топливо, 2 - воздух
При сжигании твердых топлив в парогенераторах малой производительности до 3 кг/с (до 10 т/ч) — бурых и каменных углей и до 6 кг/с (до 20 т/ч) — антрацитов применяют слоевой способ, так как в малом топочном объеме нельзя успешно организовать факельное сжигание.
Организация слоевого сжигания осуществляется принудительным движением воздуха через неподвижный или движущийся слой твердого топлива, в котором он реагирует и превращается в поток горячих продуктов сгорания.
В слоевых топках имеется значительный запас топлива, соизмеримый с его часовым расходом. Наличие значительного количества горящего топлива стабилизирует процесс горения. В слое при повышенных скоростях обтекания частиц топлива горение обычно протекает в диффузионной области. Поэтому слоевой процесс интенсифицируется форсировкой воздушного потока, а топливо подают в зависимости от изменения скорости горения. Форсировка дутья, а следовательно, и интенсификация сжигания ограничивается аэродинамической устойчивостью слоя и появлением значительного уноса штыбовых фракций. Для слоевого сжигания оптимальными являются куски величиной 20— 30 мм, так называемый сорт «орешек», при которых обеспечивается достаточно устойчивое залегание частиц в слое и достаточно развитая поверхность реагирования. Из-за недостаточной производительности, надежности и экономичности работы топки со слоевым сжиганием на мощных парогенераторах не применяются.
К тому же, слоевые топки сложны, слабо механизированы и трудно поддаются автоматизации управления.
Факельный способ сжигания твердого топлива.
Схема способа сжигания твердого топлива , где 1 – топливо, 2 - воздух
Камерный (факельный) способ сжигания твердого топлива осуществляется преимущественно в мощных котлах. При камерном сжигании размолотое до пылевидного состояния и предварительно подсушенное твердое топливо подают с частью воздуха (первичного) через горелки в топку. Остальную часть воздуха (вторичный) вводят в зону горения чаще всего через те же горелки или через специальные сопла. В топке пылевидное топливо горит во взвешенном состоянии в системе взаимодействующих газовоздушных потоков, перемещающихся в ее объеме. При большем измельчении топлива значительно возрастает площадь реагирующей поверхности, а следовательно, химических реакций горения.В камерах в виде факела горящего тонкоизмельченного топлива1 — камерное сжигание. В этом случае топливо предварительно измельчается, на очень мелкие фракции вплоть до пылевидного состояния, а затем вдувается в топку в смеси с воздухом. В топке угольная пыль горит, образуя вполне устойчивый факел. Камерный 'способ позволяет сжигать угольную мелочь, антрацитовый штыб, отходы обогатительных фабрик, обеспечивая полноту сгорания топлива и высокий к. п. д. котла. При сжигании топлива в факельных топках потери тепла от неполноты сгорания, а также оптимальные значения коэффициента избытка воздуха ниже, чем при сжигании топлива в слоевых топках; это указывает на более высокую экономичность сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии. Сжигание топлива в пылевидном состоянии требует обязательного подогрева воздуха, необходимого для горения, как для обеспечения надлежащей сушки топлива, так и для создания лучших условий его сжигания. Также подогревают воздух и при сжигании мазута и газа под крупными котлами. Без подогрева воздуха можно обходиться только при сжигании мазута и природного газа под котлами небольшой производительности. Температура подогрева воздуха в зависимости от рода сжигаемого топлива и других причин может колебаться в пределах от 250 до 420° С.