2.3.4. Золоулавливание и шлакозолоудаление Золоулавливание

Для очистки выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания и защиты рабочих колес дымососов от уноса (летучей золы и частиц несгоревшего топлива) при сжигании твердого топлива устанавливают золоуловители. Качество работы золоуловителя принято характеризовать полным и фракционным КПД. Полным КПД золоуловителя называют отношение массы уноса, уловленного в золоуловителе , к массе входящего в него уноса :

, %.

Фракционным КПД золоуловителя называется отношение массы уловленного уноса определенной фракции к массе уноса той же фракции, поступившей в золоуловитель:

, %.

Фракционный КПД позволяет судить об эффективности очистки продуктов сгорания от уноса определенной фракции. Полный КПД характеризует степень совершенства данной конструкции золоуловителя.

Все конструкции золоуловителей по принципу работы можно разбить на следующие группы: сухие инерционные золоуловители, мокрые золоуловители, электрофильтры и комбинированные золоуловители.

В сухих инерционных золоуловителях отделение частиц уноса от продуктов сгорания происходит за счет центробежных или инерционных сил.

Конструктивно применяют циклонные золоуловители и батарейные циклоны. Очистка продуктов сгорания в циклоне происходит за счет центробежной силы, развивающейся при сообщении потоку вращательного и поступательного движения. Схема циклона показана на рис. 2.60 (14-1 учеб).

Он состоит из входного патрубка, винтообразной крышки, сообщающей потоку вращательно-поступательное движение, центральной трубы для отвода продуктов сгорания, корпуса с цилиндрической и конической частями бункера для сбора уноса, выпускного отверстия и улитки для отвода очищенных продуктов сгорания. Продукты сгорания поступают в циклон, где получают вращательно-поступательное движение. Вследствие этого под действием ЦБС происходит расслоение потока на две части. Одна часть (с высокой концентрацией уноса) вращаясь, прижимается к корпусу циклона и, сползая через выпускное отверстие, поступает в бункер. Частички уноса оседают в бункере, а продукты сгорания выходят через центральный патрубок. Другая часть продуктов сгорания, с низкой концентрацией уноса, не дойдя до бункера, поворачивает на 180º и выходит через центральный патрубок. При этом из потока под действием силы тяжести в бункер выпадают частички уноса.

Циклоны могут устанавливаться одиночно или группой из 8 штук. Циклоны и группы циклонов предназначены для очистки продуктов сгорания в котлах малой мощности. КПД циклонов при одиночной или блочной установке составляет 70-90%. С уменьшением диаметра циклонов их КПД увеличивается.

Повышенный КПД, лучшее распределение продуктов сгорания и уноса, лучший отвод уловленного уноса достигается в батарейных циклонах – большое число параллельно включенных циклонов небольшого диметра, объединенных в одном корпусе. Принцип работы такой же, как у одиночного циклона. Батарейный циклон показан на рис. 2.61 (14-3 учеб).

В мокрых золоуловителях частицы уноса отделяются путем промывки или орошения продуктов сгорания водой и осаждения частиц на смачиваемую поверхность, а также улавливанием частиц на водяной пленке. При этом внутренний объем золоуловителя заполнен мелкими капельками жидкости в виде тумана. Для парогенераторов производительностью до 100 т/ч применяют центробежные скрубберы – вертикальный прямоточный циклон, внутренняя стенка которого непрерывно орошается водой (через установленные по окружности циклона сопла). Продукты сгорания входят в скруббер (рис. 2.62. или 14-4 учеб) тангенциально по отношению к боковой поверхности и совершают вращательные движения внутри его корпуса. Струи воды, выходящие из сопл, направлены в сторону вращения продуктов сгорания. Внутренняя поверхность скруббера для защиты от коррозии и золового износа покрыта кислотоупорной керамической плиткой. На парогенератор или водогрейный котел устанавливают несколько параллельно включенных аппаратов. КПД скруббера составляет 80-92 %. Основной недостаток мокрых золоуловителей – влияние на работу дымососа. Надежность высокоэкономичных дымососов с лопатками, загнутыми назад, резко понижается из-за отложений мокрой золы на лопатках, что приводит к дисбалансу ротора и остановке дымососа. Дымососы с лопатками, загнутыми вперед, также работают с пониженной надежностью.

Очистка продуктов сгорания в электрофильтрах наиболее эффективна. Их КПД 96%. В камере фильтра создается электрическое поле постоянного тока. К одному электроду подается ток отрицательной полярности, а другой электрод заземляется. Частицы уноса, попадая в поле высокого напряжения, начинают перемещаться в направлении от электродов, к которым подается ток, к заземленным электродам, осаждаясь на них. В зависимости от направления продуктов сгорания различают вертикальные и горизонтальные электрофильтры. По способу удаления осаждающихся частиц различают сухие (удаление осевших частиц путем встряхивания электродов) и мокрые (частицы уноса смываются водой) электрофильтры.

В комбинированных золоуловителях очистка продуктов сгорания происходит в две ступени. На первой ступени применяют батарейные циклоны, на второй – электрофильтры. КПД комбинированного золоуловителя достигает 98-99%.