СЖИГАНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ТОПКАХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМНЫХ ФАКТОРОВ И ОФОРМЛЕНИЯ УСТЬЯ ГОРЕЛОК НА ИНТЕНСИВНОСТЬ РАБОТЫ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ И ЭКРАНОВ
Для получения сравнительных данных об интенсивности работы топочных камер парогенератора ТП-100, оборудованых улиточно-лопа - точными горелками мощностью 70 МВт с различным оформлением устья, изучалась динамика выгорания пыли АШ по длине факела при различных коэффициентах избытка воздуха в топке ат, а также при изменении напряжения топочного объема д?.
С изменением коэффициента избытка воздуха ат общий характер кривых выгорания топлива не меняется, хотя существует оптимальный избыток воздуха, при котором процесс горения протекает наиболее интенсивно. С увеличением ат место расположения максимума температур по длине факела для обоих типов горелок сдвигается в сторону выходного сечения топкн (рис. 5-18).
При одинаковых избытках воздуха зона максимальных температур располагается ближе к устью факела в топках, оборудованных горелками с коническим оформлением выхода.
Для исследованных конструкций горелок процесс горения протекает интенсивно, но несколько быстрее в факеле горелок с коническим устьем. Разница в степени выгорания из-за различного оформления амбразур и насадок начинает сглаживаться на расстоянии примерно 12 м, что соответствует ///ф = 0,4.
Снижение температурного уровня при работе топочной камеры на пониженных нагрузках приводит к уменьшению интенсивности горения в начальных участках факела, и процесс горения при этом несколько растягивается по высоте топки [12].
Поля температур, состава газов, степени выгорания и тепловосприя - тпя экранных поверхностей по высоте топочной камеры позволили провести соответствующие расчеты и определить составляющие теплового баланса на вертикальном участке факела. Тепловой баланс сводился для одной четверти объема полутопки:
Двыд = (Эвоспр _|_ <зэкр
Где (2т = Б(2рп — тепловыделение при полном сгорании топлива; (2а и фвоспр — тепло, внесенное воздухом и воспринятое газами; С}экр— тепловосприятие экранов.
На основании проведенных расчетов по ходу факела начиная от устья горелок построены графики изменения осредненных относительных величин количества выделившегося тепла Фвыд=(2выд/((2т + С? в) (кривые 1 на рис. 5-19),
Теплосодержания газов Ql^l[) = Qвocnri/(Qт^Qв) (кривые 2)
К тепловосприятия экранов С? экр (кривые 3).
Как следует из приведенных зависимостей, выше уровня расположения горелок характер работы топочных камер, оборудованных исследованными типами горелок, примерно одинаков.
Наибольшая интенсивность тепловыделения имеет место в непосредственной близости к амбразуре. Максимум прироста тепловыделе
SHAPE \* MERGEFORMAT 
|
°с 1600 1400 1100 1000 Б)/ % 92 84 |
|
76 п *) 0 °С |
|
1200 |
|
1000 |
|
Рис. 5-18. Изменение степени выгорания топлива и температуры ъо длине факела при различных избытках воздуха 0,14-^0,15 МВт/м3; /?до— = 7,0%, г^2/^1 = 1,3-н1,б): а, б — улиточно-лопаточные горелки с цилиндрическими амбразурами и насадками / — ат —1,22; 2-ат-1,25; 3-ат-1Д); 4-ат-1,4 в, г — то же с коническими амбразурами и насадками 2 — ат—1,21; 3-ат-1,27; 4-ат-1,32 |
Ния для горелок с цилиндрическими амбразурами несколько больше отодвинут от устья по сравнению с горелками, имеющими конические амбразуры и насадки.
Характер изменения скорости относительного теплосодержания газов и тепло - восприятия экранов свидетельствует о том, что наиболее интенсивно работают топочные экраны на небольшом участке непосредственно за ошипованной зоной. Далее по высоте топки интенсивность тепловосприя - тпя снижается.
Характер изменения тепловых потоков в топках, оборудованных вихревыми горелками, при различных нагрузках парогенератора один и тот же -(рис, 5-20). Величина падающего потока при снижении тепл она пряжения объема от номинального ю равного примерно 50% уменьшается в среднем в ошипованной зоне от 0,77 МВт/м2 до 0,49—0,60 МВт/м2, а обратного потока от 0.56—0,64 МВт/м2 до 0,34—0,45 МВт/м2. На границе шипованпя происходит уменьшение падающих потоков в среднем от 0,67 при номинальной нагрузке до 0,43 МВт/м2 при 50% нагрузки. При этом обратные потоки соответственно уменьшаются от 0,35 до 0,24 МВт/м2.
Таким образом, характер протекания процесса го-
|
12 |
|
16 20 24 28 м |
|
1600 |
|
1400 |
|
Рис. 5-19. Тепловой баланс в топочной камере парогенератора ТП-100 (ат = 1,22; ^ = 0,14-н0,15 МВт/м3; /?9о = 6-^8%): а—* горелки с цилиндрическими амбразурами; б — горелки с коническими амбразурами / — относительное количество выделившегося тепла; 2 — относительное теплосодеожа - нне газов; 3 — относительное тепловосприятие экранов; 4 — граница шиповаиня |
|
|
|
Рис. 5-20. Тепловые потоки по высоте топочной камеры* а — при ^-0,143-0,13 МВт/м3; б — при?* = 0,069ч-0г,077 МВт/м3 /, 2 — падающий поток; 3, 4 — обратный поток (первые цифры для горелок, с цилиндрическими амбразурами, вторые — для горелок с коническими амбра зурами); 5—граница шипования |
Рения и теплообмена в топках, оборудованных мощными вихревыми горелками как с коническим, так и с цилиндрическим оформлением устья, практически одинаков.
Горение АШ в широком диапазоне изменения нагрузок и избытков воздуха практически заканчивается в первой половине топки. При этом коэффициент тепловой эффективности составляет для ошипованных экранов 0,25—0,28, а для неошипованных равен в среднем 0,40.
Поскольку суммарные показатели работы топочной камеры, оборудованной вихревыми горелками с цилиндрическим и коническим оформлением выхода, при сжигании даже такого малореакционного топлива, как АШ, практически одинаковы, а надежность работы цилиндрических насадков и амбразур намного выше, чем конических, в открытых и полуоткрытых топках следует применять горелки с цилиндрическими насадками и амбразурами.
