торной воронки 38—40° и наклон задней стенки эжек торной воронки 50—52°.
Расходы на собственные нужды, связанные с подачей топлива, составляют незначительную величину: на пи татели—0,1%' и на дробилки—0,2% паропроизводи тельности котла.
Растопка котла осуществляется .мазутом, а иногда дровами или торфом, забрасываемыми в топку и сжига емыми в эжекторной воронке.
Растопка котла паропроизводительностыо 20—40 т/ч продолжается в течение 2—3 ч при расходе около 1,5 т мазута, или 10 м3 дров, или 5 т кускового торфа.
Топка с мелющим вентилятором
Фрезерный торф сжигается и в топках с мелющим вентилятором в котлах паропроизводительностыо 20— 40 т/ч (в последнее время эти топки используются и для мощных котлов).
Мелющие вентиляторы распространены в ФРГ и ГДР, где ими оборудуются мощные котельные агрегаты. Это пылеприготовительное устройство, как и молотковая мельница, очень простое, но менее универсальное, так как мелющий вентилятор не позволяет размалывать ка менные угли (из-за большо го износа ротора и брони вентиляторов). Его преиму ществом является создание необходимого разрежения для забора газов из топки, что обеспечивает высокую степень подсушки топлива.
При влажности топлива Ц7Ри=53% и подсушке его смесью топочных газов и го рячего воздуха (£=750-^- 950 °С) достигается влаж ность пыли lFn= 15ч-20%.
При тонкости помола, характеризуемого полным остатком на пите Rgо= 5 0 %, удельный расход электро
энергии на размол состав Рііс. 8-3. Схема топки с ме-
ляет Эр= 7,0 ч-9,5 квт-ч/т. шощнм вентилятором.
265
СхеіѴіа топки с .мелющим вентилятором приведена на рис. 8-3.
Торф из бункера 1 барабанным питателем 2 и смесь газа и воздуха подаются в подсушивающий короб 4. Количество газов регулируется с помощью шибера 3. Смесь подсушенного торфа топочных газов с воздухом подсасывается мелющим вентилятором 5, где торф раз малывается, дополнительно подсушивается и далее, прой дя через сепаратор 6, по трубопроводу 7 подается в го релки 8.
На котельном агрегате паропроизводительностью 18 т/ч установлены два мелющих вентилятора; каждый мелющий вентилятор имеет размольную производитель ность 7,5 т/ч и создает давление // = 250 кгс/м2 при рас ходе сушильного агента 17 300 м3/ч.
Температура горячего воздуха составляет 220— 230°С; температура газов в начальном участке сушиль ной трубы 750 °С.
Основное падение температуры газовоздушиой смеси в коробе 750—250=500 °С имеет место на небольшом участке длиной 1 м сушильной трубы.
Продолжительность работы брони ротора при усло вии промежуточной подварки до 700 ч.
Для строящейся мощной Череповецкой ГРЭС в каче стве размольных установок приняты мелющие вентиля торы.
Топка системы Колобанова
Принцип работы топки основан на циркуляции круп ных частиц фрезерного торфа за счет соответствующей организации аэродинамики топки.
Топка состоит из двух камер (рис. 8-4). В камере / происходит основная часть процесса горения. Камера// служит для догорания частиц топлива, вынесенных и не сгоревших в первой камере. Торф, поступая на скат /, попадает в сферу действия воздушной струи, выходящей из сопла 4. Мелкие фракции отсеиваются и сгорают во взвешенном состоянии, более крупные фракции скаты ваются в нижнюю часть камеры 2, где подвергаются воздействию струи воздуха, выходящего из сопла 5, и происходит вторичное отсеивание мелких фракций, при этом часть торфа попадает на решетку 3. Действию струи воздуха также подвергается торф, осевший на скат 2 и сползающий с него в нижнюю часть камеры /. Эжщ<-
Рис. 8-4. Схема топки системы Колобанова.
тирующее действие сопла 5 благоприятно |
отражается |
на подготовке и интенсификации процесса |
горения в на |
чальной стадии, обеспечивающей эжекцию горячих газов к фронтовой части топки.
Топка удовлетворительно работает на торфе с влаж ностью UPP = 45-M8%; при этом температура в топке достигает 1200°С. При влажности торфа ниже 45% имеет место шлакование выходного окна. При повышен
ной влажности Ц7р= 52% топка |
работает неустойчиво, |
и для поддержания устойчивого |
горения требуется за |
грузка сухого кускового торфа на |
решетку 3. |
Сопло 4 выполняется в виде узкой решетки с ячей ками сопл шириной 60 мм и длиной, равной ширине топ ки. Через решетку 3 поступает 20%: всего количества воздуха, необходимого для горения; при этом скорость воздуха 30 м/сек.
Сопло 5 выполняется в виде щели по всей ширине топки. Через это сопло пропускается 50% воздуха; ско рость воздуха равна 30 м/сек. Топочные газы, эжектируемые соплом 5, создают благоприятные условия для подготовки топлива в передней части топки.
В нормальных условиях из первой топочной камеры должны выноситься частицы золы размером 0,1—0,5 иш в количестве около 60%• Из второй камеры должны вы носиться частицы размером менее 0,1 мм в количестве 30%, остальные 10% золы должны оседать в топке на решетке 3.
Скорость газовоздушной смеси в топке не должна быть высокой (не более 5—7 м/сек), так как в против ном случае камера 11 может быть завалена торфом.
Необходимый напор воздуха перед соплами и под решеткой должен быть: перед щелями передней горки— 70—80 мм вод. ст.\ перед щелями задней горки—80— 100 мм вод. ст.\ под решетку—60—80 мм вод. ст.
При холодном дутье топка работает устойчиво на торфе с влажностью до 52%. Тепловые потери составля ют: от механической неполноты сгорания (в зависимости от влажности торфа) 7ЩЛ4 = 1=4%; 7ун4 = 2= 4%; от хи мической неполноты сгорания 7з=2 = 6%. При влажно сти торфа Ц7р= 48%' 74=3,5%; при И7р= 60% 74=6,4%.
Расчетные характеристики (для торфа с влажностью Ц7р= 48—50%): Q/V = 300 • ІО3 ккал/{м3• ч) ; а"_т=1,4; на пор дутья 67—70 мм вод. ст.\ 7з= 4%, 7/.= 3,5%; собст венный расход электроэнергии — 1,3%.
fpexKaMeptiäfl топка для сжигдния неподготовлённьга
ф резерного торф а
Топка предназначена для котлов паропроизводитель* ностыо до 10—12 т/ч (рис. 8-5). Данное топочное устрой* ство относится к камерно-слоевым топкам.
Топка имеет три камеры. В |
камере / происходит |
в основном газификация торфа |
и частичное сжигание |
мелких фракций во взвешенном состоянии. Крупные ча стицы фрезерного ?орфа выпадают из факела на горки и, сползая с них, догорают на решетке. Средние фрак ции, не сгоревшие в камере /, выносятся в камеру II, где и сгорают. Камера III служит как растопочное уст ройство (муфель). В этой же камере происходит дого рание крупных частиц, отсепарировавшихся в камере I. Воздух, необходимый для горения, подается в пяти ме-
Рис. 8-5. Схема трехкамерной топки.
стах тоііки: через сопла и под решетки. Воздух, подава емый из сопл камеры /, обеспечивает аэрацию поступа ющего в топку фрезерного торфа и эжекцию горячих газов из камеры III. Таким образом, этот воздух служит для предварительной подготовки фрезерного торфа, со здавая благоприятные условия для воспламенения и го рения частиц торфа в камере I. Крупные фракции торфа выпадают из потока на горки и сползают по ним в ниж нюю часть топки, где они встречают воздушную струю из нижней сопловой щели камеры I. В результате этого воздушные струи выносят мелкие фракции торфа снова в камеру /, а крупные фракции выпадают на решетки, где они сгорают в кипящем слое. Роль этих решеток воз растает при усиленной сепарации частиц из-за повышен ной влажности или при укрупненном фракционном со ставе фрезерного торфа, чем достигается некоторая автоматичность в работе этой топки.
Т а б л и ц а 8-1
Распределение воздуха в трехкамерной топке |
|
|
|
|
Количество пода |
Скорость воз |
Место подвода воздуха |
ваемого воздуха от |
|
действительно |
духа, MjceK |
|
|
|
необходимого, % |
|
Фронтовые сопла камеры / ................ |
10—15 |
30—40,0 |
Нижняя сопловая щель камеры |
/ . . |
30—40,0 |
30—40,0 |
Нижняя сопловая щель камеры II . . |
20,0 |
40,0 |
Верхние фронтовые сопла камеры I I |
20,0 |
40,0 |
Наклонная решетка муфеля................ |
10—20,0 |
30,0 |
Горизонтальная |
решетка муфеля . . |
10—4,0 |
— |
В случае |
поступления |
очень |
влажного торфа (Wp= |
= 56%') интенсификация |
работы |
топки достигается за |
счет загрузки на решетки более сухого кускового торфа или бурого угля. При пониженных нагрузках топки воз дух в сопла камеры / не подается.
Основное регулирование топочного процесса осуще ствляется изменением подачи воздуха через нижнюю сопловую щель камеры I.
В табл. 8-1 приводится распределение и скорость воз духа, подаваемого в топку через сопла.
Расход электроэнергии на собственные нужды со ставляет примерно 2 кет • ч/т пара.
Из недостатков этой топки следует отметить шлако вание горки, разделяющей камеры I и II, задней стенки
топки и задней части боковых стеіі, что наблюдается при сжигании относительно сухого торфа И?р= 47ч-48% при повышенных нагрузках топки. Поэтому лучше эти места топок экранировать. Имеет место шлакование решетки муфеля. Топка удовлетворительно работает на фрезер ном торфе с диапазоном изменений влажности от 47—48 до 58—60%, причем с увеличением, влажности Ц7р до 50% работу муфеля следует интенсифицировать за счет загрузки в него сухого кускового торфа или бурого угля. Другим недостатком топки является недостаточная сте пень механизации.
Оптимальные размеры топки: камера /, в которой происходит основной процесс горения топлива, должна иметь объем, в 2,5—3,5 раза больший объема камеры//. Высота камеры II должна составлять 6—6,5 м, а глуби
на —2,5—3 м. Высота окна |
между |
камерами / и II— |
1200—1 400 мм, а ширина |
прохода |
для топлива в му |
фель—600 мм. Ширина окна для выхода газов из муфе л я —400 мм. Максимальная ширина камеры / не долж на превышать 2,2 м. При необходимости увеличения ширины следует выполнять две шахты с самостоятель ными питателями топлива. Воздух должен иметь тем пературу 200—220 °С.
При тепловых напряжениях топочного объема (сум марных для камер / и II) Q/P=2004-300 • ІО3 ккал/(м3Х Хч) и ■коэффициенте избытка воздуха в топке а"т= = 1,25-т-'1,35 тепловые потери и к. п. д. топки составля
ют: |
<7з=1%', <7ун4 = 4-г-5%. 2^4 = 4,5ч-6,5%, <?т5= 1,5% и |
г|4т |
= 91 4-94%. |
Циклонные топки
Циклонные топки с твердым шлакоудалением обычно имеют повышенные потери от химической неполноты сгорания, поэтому в этих топках рациональный подвод вторичного и третичного воздуха особенно важен. Для эффективного выжигания частиц топлива и во избежа ние завала топки крупность частиц после дробления должна быть строго определенной (не более 10 мм).
Оригинальные циклонные топки для котлов неболь шой паропроизводительности на фрезерном торфе, раз работанные трестом «Гипросахар», представлены на рис. 8-6, 8-7. Расчетные характеристики этих котлов при ведены в табл. 8-2.
Для обеспечения максимальных бесшлаковочных температур в топочном пространстве и наилучшего вы горания горючих в камере II топки эта камера экрани руется лишь частично. Головная часть циклона не экра нируется.
В случае подачи сухого фрезерного торфа предусмот рена подача увлажненного воздуха с таким расчетом, чтобы процесс горения был идентичен процессу, когда сжигается торф с расчетной влажностью W'p= 45%
Во избежание эрозии экранных труб в циклоне пре дусмотрены ошиповка их хромитовой обмазкой либо по крытие их чугунными накладками. Воздух, необходимый для горения, распределяется следующим образом: пер вичный —15—25%, вторичный —75—85%, третичный —
15—25%.
8-2. РАСТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТОПОК С ШАХТНО
МЕЛЬНИЧНЫМИ УСТАНОВКАМИ
Для растопки котлов получили широкое распростра нение муфельные горелки. Они освоены при сжигании ряда топлив: бурых и каменных углей, фрезерного торфа
Р и с . 8 -6 . Н е э к р а н и р о в а н н а я ц и к л о н н а я т о п к а д л я с ж и г а н и я ф р е з е р н о г о т о р ф а к л о к о м о б и л ю С Т К -2 5 0 .
Рис. 8-7. Котел НЗЛ 450 м2 со спаренной полуэкранцрованной цик лонной топкой для сжигания фрезерного торфа.
/ — топливный бункер; 2—ломиковый затвор; |
3— воронка; 4—барабанный |
питатель; 5—топливный регистр; 5 — групповой |
регистр вторичного |
воздуха; |
7 — сопло вторичного воздуха с языковой заслонкой; 8 — футеровка |
неэкранн- |
рованной |
части циклона; 9— обшивка циклона; 10—малые сопла вторичного |
воздуха; |
/ / ~ экранная система циклона; /2 —угловые сопла третичного воз |
духа. |
|
|
|
Т а б л и ц а 8-2
Расчетные характеристики |
горизонтальных |
циклонных топок |
с твердым золоудалением |
|
|
Локомобиль |
Koreл |
Наименование величин |
|
|
СТК-250 |
НЗЛ-450 |
Паропромзводительность DK, кгіч......................... |
|
1?530 |
30 000 |
Давление пара р, кгс/см2 ................................... |
|
|
15 |
23 |
Влажность торфа |
(на рабочую массу) И'/р , % . . |
50 |
50 |
Зольность торфа |
(на сухую массу) Л с, °/0 . . . |
11 |
11 |
Выход летучих (на горючую массу) Ѵг, |
% . . |
70 |
70 |
Теплота сгорания (на рабочую массу) |
|
|
|
ккал'к г .................................................................. |
|
|
|
|
|
2 030 |
2 030 |
Длина циклона 7.ц, м м ........................................... |
|
|
|
1000 |
2 250 |
Диаметр циклона £>ц, м м ................................... |
|
|
1750 |
1990 |
Диаметр пережима £>и, м м ............................... |
|
£ц/7)ц |
640 |
1000 |
Отношение длины |
циклона к диаметру |
0.57 |
1,13 |
Отношение диаметра пережима к диаметру |
0.365 |
0,501 |
циклона Du'О ц |
................................................... |
|
|
|
Объем циклона Кц, лі3 ........................................... |
|
|
|
2,42 |
7 |
Сечение циклона ? ц, мг |
....................................... |
|
|
2,42 |
3,11 |
Количество циклонов /)ц, шт.................................. |
|
|
1 |
2 |
Объем камеры / / |
|
Кк, иі3 ....................................... |
фц |
|
1,84 |
135 |
Степень экранирования |
циклона |
|
0 |
0,530 |
То же камеры / / |
фк ............................................... |
|
|
|
Жаровая |
0,46 |
Температура воздуха |
0С |
|
|
труба |
300 |
|
|
30 |
Располагаемый напор Н , мм вод. 'em................ |
|
170 |
300 |
Коэффициент избытка воздуха а " т .................... |
|
1,3 |
1,3 |
Тепловое напряжение: |
|
|
|
0,562 |
1,950 |
объема циклона Q/Ѵц, млн. ккал/м3-ч . . |
сечений циклона Q/Fц, млн. ккал/м-- |
ч . . |
0,562 |
4,400 |
камеры / / Q 'l^, млн. ккал'м * -ч ................ |
|
0,740 |
0,203 |
среднее циклона п камеры ............................ |
|
|
0,319 |
0,184 |
Потери: |
|
|
|
|
|
3 |
2 |
от механической неполноты сгорания qit % |
от химической |
неполноты |
сгорания q3, % |
0,5 |
0,5 |
К. П . Д . ТОПКИ 7)т, |
° / і)........................................................................ |
|
|
|
96,5 |
97,5 |
и тощих углей. При сжигании высоковлажного торфа муфельные горелки могут быть также использованы для подсвечивания факела.
Первая конструкция растопочной муфельной горелки для шахтно-мельничных топок, разработанная ВТИ (рис. 8-8), оказалась по сравнению с другими конструк циями (ІДКТИ, Уралэнергомонтажа) наиболее удачной. Однако практика работы показывает, что й эта конст рукция при сильно колеблющейся влажности торфа не
может обеспечить поддержание заданной нагрузки кот ла при использовании ее в качестве подсвечивающего устройства.
В условиях длительной работы и повышенной мощ ности муфеля подача топлива, золоудаление, экономич ность его работы имеют важное значение. Особенно важным является непрерывная и надежная загрузка
