Энергия древесины

СИСТЕМЫ УДАЛЕНИЯ ЗОЛЫ И ШЛАКА В КОТЕЛЬНЫХ, РАБОТАЮЩИХ НА ДРЕВЕСНОМ ТОПЛИВЕ

Дымовые газы, удаляемые в атмосферу, содержат частицы летучей золы и несгоревшего топлива, а при сжигании серни­стого топлива — сернистый ангидрид. Они загрязняют окру­жающий воздушный бассейн, оказывают вредное действие на растительность и живые организмы, поэтому дымовые газы при сжигании твердого топлива должны подвергаться очистке от уносов специальными аппаратами — золоуловителями.

По принципу действия золоуловители делятся: на механиче­ские инерционные сухие; механические инерционные мокрые и электрические. Работа механических сухих золоуловителей ос­нована на использовании сил инерции. В промышленных ко­тельных, как правило, применяют механические золоуловители следующих типов: батарейные циклоны, жалюзийные золоуло­вители ВТИ и циклоны НИИОГАЗ.

Батарейные циклоны состоят из отдельных циклонных эле­ментов, группируемых в общем корпусе в батарею. Каждый эле­мент батарейного циклона (рис. 47) состоит из литого чугун­ного или сварного корпуса 2 и стальных выхлопных труб I диаметрами 100, 150, 250 мм с прикрепленным на ней направ­ляющим аппаратом 3 типа винт или розетка. Аппарат типа винт состоит из двух винтовых лопастей, приваренных к вы­хлопной трубе под углом 25°, а типа розетка — из восьми лопа­стей, закрепленных под углом 25...30° на специальной ман­жете. Во избежание конденсации водяных паров на стенках циклонов минимально допустимая температура дымовых газов должна быть выше на 20... 25 °С точки росы.

При слоевом сжигании топлива к котлам производительно­стью 2,8 кг/с и менее, если температура газа за котлом не пре­вышает 400° С, батарейный циклон рекомендуется устанавли-

Вать между котлом и экономайзером. Если температура газа превышает 400... 450° С, циклон должен устанавливаться между экономайзером и дымососом или за первой колонкой экономайзера.

Работают батарейные циклоны следующим образом: за­пыленные дымовые газы входят в межтрубное пространство

А — общнй вид; б — схема движения газа в элементе циклона; А — камера обеспылен­ного газа; В — газораспределительная камера; В — бункер для сбора пыли; / — вы­хлопная труба; 2 — корпус; 3 — направляющий аппарат

Средней камеры и мелкими струями поступают в батареи цик­лонов, в которых приобретают вращательное движение. В ре­зультате зола, содержащаяся в газах, отжимается к стенке корпуса циклона, выделяясь из газового потока, и стекает в золовой бункер, откуда по мере накопления удаляется из золоуловителя. Очищенные газы через внутренние выхлопные трубы циклонов проходят в верхнюю камеру, откуда общим потоком отводятся из циклона к дымососу. Недостатком бата­рейных циклонов является их высокое сопротивление, что свя­зано с дополнительным расходом электроэнергии на тягу.

Циклоны НИИОГАЗ эффективно улавливают частицы пыли
размером 5 мк и выше. При этом чем меньше диаметр циклона, тем более мелкие частицы пыли им улавливаются (рис. 48).

Наибольшим коэффициентом обеспыливания обладает ДН-11, но он имеет и наибольшее гидравлическое сопротивле­ние, а следовательно, и повышенный расход электроэнергии. Поэтому его рекомендуется применять в котельных с повышен­ными требованиями к очистке газов.

Наименее эффективные циклоны ЦН-15у (укороченный) и ЦН-24 (высокопроизводительный) рекомендуется применять соответственно, если существуют обязательные га­баритные ограничения в котельной или невысокие требования к очистке. В качестве основного типа циклона для очистки дымовых газов рекомендуется применять ЦН-15.

Циклоны НИИОГАЗ могут устанавливаться как на всасывающем, так и на нагнетательном участке газохода. Они могут объединяться в группы с об­щими коллекторами на входе и выходе и общим бункером для сбора золы. Количество циклонов в группе не должно быть больше восьми незави­симо от их диаметра. Производительность цикло­нов в зависимости от их количества в группе при температуре 150°С и сопротивлении 0,34... ...0,49 кПа может быть от 1,61 до 15 м3/с. Давле­ние (разрежение) поступающего на очистку газа

Рис. 48. Схема циклона НИИОГАЗ:

1 — корпус; 2 — выпускной патрубок; 3 — впускной патрубок

Не должно превышать 2,45 кПа, а температура 400 °С (но не ниже точки росы).

При компоновке циклонов в группу необходимо соблюдать равенство их сопротивлений. Подвод и отвод газа к каждому циклону от коллектора следует выполнять плавными пере­ходами.

Улиточные искрозолоуловители НИИОГАЗ (рис. 49). Наи­более рациональным способом сухой очистки дымовых газов является для условий лесозаготовительной промышленности использование улиточных искрозолоуловителей. Первые об­разцы улиточных искро - и золоуловителей для очистки дымо­вых газов котельных, работающих на мелком древесном топ­ливе, были разработаны Семибрагским филиалом НИИОГАЗ.

Дымовые газы поступают из воздухоподогревателя котло­агрегата в корпус 1 искрозолоуловителя через его тангенциаль­ный входной патрубок и получают здесь интенсивное враща­тельное движение. Под действием инерционных сил твердые частички древесного угля отбрасываются к периферии улитки и направляются козырьком 3 в золовыпускной патрубок и про­
ходят далее в выносной циклон 6, Из циклона 6 уловленный недожег отводится через форбункер 5, мигалку 4 и по верти­кальному стояку направляются обратно в топку, где полностью сгорают. Газы из циклона 6 после отделения от них частичек угля отводятся обратно в искро - и золоуловитель и поступают в центральную зону улитки, где образуется разрежение. Цир­куляция газа через выносной циклон осуществляется, таким об­разом, за счет перепада давления между центром улитки и ее

Периферией, образующегося вследствие вращательного движе­ния газа в улитке. Очищенные дымовые газы из центральной зоны улитки через направляющий аппарат 2 поступают в ды­мосос, а затем проходят в дымовую трубу. Через выносной циклон 6 проходит небольшая часть дымовых газов, всего 8... ...10%, поэтому габарит этого аппарата невелик.

Преимуществами улиточных искрозолоуловителей НИИО­ГАЗ является: малое аэродинамическое сопротивление аппара­тов; низкая металлоемкость конструкции; высокий коэффици­ент очистки; защита дымососа от абразивного уноса; экономия топлива за счет возврата несгоревших частиц древесного угля на дожигание в топку.

Основные показатели улиточных искрозолоуловителей НИИОГАЗ приводятся в табл. 31.

Жалюзийные золоуловители ВТИ. Основным элементом золоуловителя являются жалюзийные решетки, набираемые из отдельных металлических уголков (рис. 50). Решетки могут
устанавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном прямом участке газохода под углом 9° к его оси. Они раз­мещаются таким образом, что сечение выходной камеры по­степенно расширяется, а сечение входной — сужается. Значе­ние коэффициента обеспыливания жалюзийного золоуловителя, рекомендуемые ВТИ, составляют 60. ..94%, в зависимости от способа сжигания и рода топлива.

При проектировании золоулови­телей используют следующие ре­комендации ВТИ:

1. Температура дымовых газов перед золоуловителем не должна быть выше для стальных решеток 400...450 °С, для чугунных реше­ток 450...500 °С.

2. Скорость потока газов перед жалюзийной решеткой принима­ется в пределах 10. ..15 м/с, а в от­сосной щели на 25% больше.

Рис. 50. Жалюзийиый золоуловитель си­стемы ВТИ:

А —схема работы решетки; б — схема работы золоуловителя с центральной отсосной щелью; в— то же, но с боковыми отсосными щелями; / — отсосная щель; 2 — выход очищенного газа; 3 — вход запыленного газа

3. Для обеспечения непрерывного удаления из циклона золы и устранения возможных подсосов воздуха под циклоном устанавливается мигалка специальной конструкции. Ее рас­стояние от циклона должно быть не меньше 700 мм.

4. По условиям золового износа сопротивление золоулови­теля не должно превышать: 0,2... 0,25 кПа при сжигании топ­лива в шахтно-мельничных топках; 0,44... 0,49 кПа при слое­вом сжигании топлива.

Для очистки дымовых газов котельных, работающих на древесных отходах, весьма эффективным может быть примене­ние микропрутковых золоуловителей МП-ВТИ.

Выбор золоуловителя определяется: санитарными требова­ниями к качеству очистки дымовых газов, количеством очищен­ных дымовых газов и физико-химическими свойствами летучей золы.

Наиболее эффективными для улавливания летучей золы яв­ляются батарейные циклоны и циклоны НИИОГАЗ. Однако они требуют значительно больших площадей и расхода ме­талла, чем золоуловители ВТИ.

Шлакозолоудаление. По «Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» для котельных с общим выходом шлака и золы от всех котлов 0,06 кг/с и более (независимо от производительности котлов) должно быть механизировано удаление золы и шлака.

Механизация шлакоудаления может осуществляться тремя принципиально различными способами: гидравлическим (гидро­золоудаление); пневматическим (пневмозолоудаление) и меха­ническим. Применяются также комбинированные способы: пневмомеханический и пневмогидравлический.

Пневмозолоудаление. По способу транспортировки очаго­вых остатков установки пневмозолоудаления разделяются на всасывающие, нагнетательные и смешанные. Во всасывающих системах наблюдается повышенный износ оборудования мел­кими золовыми частицами, которые не улавливаются циклоном. Вместе с тем, находясь под разрежением, эти системы исклю­чают запыливание окружающего воздуха, что является важ­ным их преимуществом.

На рис. 51 представлена схема пневматического шлакозоло - удаления с непрерывнодействующим паровым эжектором. На­капливающийся в бункере 1 шлак через затвор 2 периодически поступает в дробилку 3, измельчающую его до кусков раз­мером не более 20... 25 мм. В насадке 4 измельченные куски шлака подхватываются потоком воздуха и транспортируются по сборному золопроводу 5 в циклон 6, где они освобождаются от воздуха. В циклон поступает также и золовоздушная смесь, образующаяся в телескопической насадке 13 золового бун­кера 12. Воздух, очищенный от пыли в пылеуловителе 7, про­ходит затем паровой эжектор 8 и вместе с отработавшим паром выбрасывается в дымовую трубу 9. Шлак и зола из циклона и пылеуловителя выпускаются через мигалки 15 в сборный бун­кер 10, откуда они вывозятся железнодорожными вагонами или автомашинами на золоотвал.

Отсос паровым эжектором шлака и золы осуществляется поочередно: после удаления шлака горизонтальная насадка 4 отключается краном 11 и открывается кран 14 для отсоса

Золы. Всасывание золы производится обычно телескопической насадкой, состоящей из двух труб, концентрически вставлен­ных одна в другую. Производительность насадки регулируется

Величиной смещения конца наружной трубы по отношению внутренней или скоростью воздуха в ней.

Механические системы (периодического или непрерывного транспортирования) обычно предусматривают в котельных с котлами, оборудованными топками для слоевого сжигания топлива. Системы периодического транспортирования при­меняют при выходе очаговых остатков в количестве 1,1 кг/с, системы непрерывного транспортирования — при выходе не более 2,2 кг/с.

Для периодического транспортирования используют скре­перные и скиповые установки, а также другие подъемники, для непрерывного транспортирования — канатно-дисковые, скребковые конвейеры и шлаковыталкиватели различных кон­струкций. Канатные скреперные установки могут работать как при сухом, так и при мокром шлакозолоудалении. Первые при­меняются в том случае, если шлак и зола используются в про­мышленности строительных материалов или при длительном их хранении.

На рис. 52 показана схема скреперного шлакоудаления из котельной малой производительности. Для удаления шлака и золы из котельных с котлами, оборудованными топками руч­ного обслуживания и часовым выходом очаговых остатков менее 0,06 кг/с, рекомендуется применять узкоколейные ваго­нетки с опрокидывающимся кузовом, монорельсовый подвесной транспортер, саморазгружающиеся конвейеры и др.