Лекция 9

Сжигание топлива в пылеугольных топках

Топливо в камерных топках находится во взвешенном состоянии. Сжигаются частицы в несколько десятков микрон. Превращением куско­вого топлива в мелкую пыль повышается поверхность реагирования топлив с окислителем (воздухом), от увеличения поверхности окисления неизме­римо улучшается процесс сгорания - гетерогенный процесс (происходящий на поверхности).

Преимущества сжигания топлива в виде пыли:

а) возможность сжигания довольно эффективно любого сорта толлива (высокозольного, высоковлажного, низкореакционного и т.д.)

б) получение практически высоких значений тепловых мощностей,

в) возможность полной механизации процесса сгорания,

г) отсутствие в топках движущихся частей, что повышает надежность работы ПГ.

Недостатки:

а) с экономической точки зрения - системы пылеприготовления дороги и громоздки сложность и высокая стоимость;

б) значительные затраты энергии на собственные нужды в) значительность объемной плотности тепловыделения q_v невысока q_v=100-300 кВт/м ³

В I м³ топки всего 20-30 г топлива.

Пылеприготовление.

Системы пылеприготовления- это системы устройств, где сырое топливо дробится (проходит грубое дробление), подсушивается и раз­малывается до соответствующих углей. В стадии грубого дробления

топливо очищается от металлических включений, от грязи, дерева. (Размеры максимальны 30-40 мм)

Существуют для ПГ высокой мощности пылезаводы.

(Центральная система пылеприготовления)

1. - бункер сырого угля 5 – пыленасос

2. - сушилка 6 - расходный бункер

3. - мельница (раздаточный)

4. - центральный бункер пыли 7 - вентилятор

8 - ПГ

Преимущество: мельница работает как угодно, т.е. ПГ не зависит от работы мельницы.

Недостаток: высокая стоимость системы

Системы с индивидуальным пылеприготовлением.

а ) б)

9-угольный штрек, чтобы перебрасывать уголь в один или дру­гой расходный бункер.

а) с прямым вдуванием пыли в ПГ (если мельница останавливается, то пыль не поступает в ПГ). Для топлив требующих более грубый помол. б) для ПГ несколько большей мощности. Для топлив, требующих более мелкий помол.

СУШКА

1. сушильный агент

2. мельница

Эти схемы для топлив с влажностью W≤ 15-20 %

Сушильный агент - горячий воздух или пар, или продукты горения.

Это замкнутая система сушки.

Для топлив высоко влажных W> 20% и в особенности для центральных систем пыле приготовления рекомендуется разомкнутая система.

1 -сушильный агент

Размол топлива

Размол характеризуется тонкость помола и коэффициентом размолоспособности. Тонкость определяется по ГОСТу с остатками на сите в 90 мм. (R₉₀= 10-90%) пыли просыпалось сквозь сито с ячейкой 90x90, а 10% осталось. Чем меньше остаток, тем выше тонкость помола.

Коэффициент размолоспособности характеризуется отношение энер­гии, затрачиваемой на помол 1 кг эталонного топлива (у нас в стране антрацит, штыб) к энергии, затрачиваемой на помол 1 кг рабочего топлива.

К_Л.О.=Э_а.т./Э_р.т.

К_Л.О.= 0,95 / 1,05- А, ПА, Т

К_Л.О. =1,1/1,3- КУ

К_Л.О.= 1,3/ 1,5- БУ

К_Л.О.= 2,0/2,5- сланцы

Тонкость размола зависит и от влажности топлива, чем влажность выше, тем труднее топливо размалывать. Чем больше выход летучих топлива, тем оно более взрывоопасно.

В зависимости от размолоспособности топлива различают следующие системы помола: шахтная барабанная мельница, молотковые мельницы.

Топливо с высоким коэффициентом тонкости для ПГ более высокой мощности предназначается для камер с пылеугольными горелками, а более крупного размола подается через амбразуры (открытые или эжекционные).

Топливо с коэффициентом размолоспособности рекомендуют размалывать в шахтных мельницах.

броневой, гофрированный внутри лист заполнен на 1/3 шарами. При скорости n = 10-25 об/мин топливо нагнетается воздухом и подвергается дроблению шарами-принцип гравитационный. Качество

размола высокое (в 200-300 раз размер куска будет мельче первона­чального). Смена шаров происходит через 3,5 тыс. часов работы. Это устройство применяется для топлив, требующих мелкого помола.

Молотковые мельницы

n≠200-300 об/мин

у быстроходных свыше 1000об/мин

1-бункер топлива

2-питатель

3-шахта

4-молотковые мельницы

5-амбразура

Устроена по принципу сепарационных. Более мелкие частицы уносятся в амбразуру, а крупные вновь опускаются и вновь размалываются. В них размалываются бурые и каменные угли для топок более грубого помола. Топкость частиц определяется частотой вращения мельницы.

Особенности горения угольной пыли.

Процесс сгорания топлива в пылевидном состоянии аналогичен про­цессу сгорания газообразного топлива, т.к. пыли в 1 м³ воздуха не­измеримо меньше, чем самого воздуха. Пылинки так же как и кусковой уголь, который сжигается в слое, проходят теже самые стадии топли-воподготовки, а именно: подогрев, испарение, выход летучих и окончательное сгорание, также есть выход шлака, только в виде золы.

Мини-хлопки, поэтому сжигание топлива в пылеугольном состоянии взрывоопасно.

Пылеугольные горелки.

Для ПГ средней и большой мощности находит большее применение турбулентные или вихревые горелки.

Разными средствами в них закручивается аэросмесь (смесь пер­вичного воздуха и топлива в пылевидном состоянии), турбулируется

вторичный воздух или выполняется и то и другое.

прямоточно-улиточная, т.к. воздух (вторичный) закручивается в улитке спирально.

1-аэросмесь

2-вторичный воздух

а)- конический рассекатель

б)- поток топочных газов

в)- порожки для большей турбулизации

II

лопаточно-улиточная

Двухулиточная.

Бывают еще щелевые или сопловые городки.

Принцип действия: с высокой скоростью через узкие щели пода­ется вторичный воздух и аэросмесь с внешним (внутренним) подво­дом вторичного воздуха.

Внешний подвод внутренний

вторичного воздуха

Для ПГ более низкой производительности рекомендуется подвод аэросмеси осуществлять через амбразуру.

эжекционная амбразура; вторичный воздух, т.к. имеет боль­шую скорость эжектирует аэросмесь Эжекционная амбразура имеет боль­шие размеры и применяется в ПГ меньшей производительности, эф­фективность их ниже, чем у турбинных горелок.

Топки для сжигания топлива в пылевидном

состоянии.

Развитие топок в основном было связано с решением вопроса о шлакоудалении. В отличие от слоевых топок, где более 80% всей золы топлива остается в слое в камерных топках, напротив, почти вся зола топлива (90-95%) проходит через топку, уносится в газоходы и только малая часть удаляется в растопе топки.