Котельные установки

Растопка пылеугольных топок

В работающем котле воспламенение аэросмеси, поступающей из горе­лок, происходит за счет тепла, получаемого от факела. В котле, пускаемом вновь или после временной остановки, для доведения аэросмеси до температуры воспламенения необходим посторонний источник тепла. Ино­гда растопочные устройства служат и рабочим резервом (при минимальных нагрузках, когда горение неустойчиво). Типы растопочных устройств:

1. Газовые горелки - могут служить растопочным устройством при на­личии на предприятии газа (природного, доменного либо коксового).

2. Мазутные горелки, которые обычно встраиваются в пылеугольную го­релку. Производительность растопочных мазутных горелок должна обеспечи­вать 25 % нагрузки котла при работе на топливе с большим выходом летучих и 50 % нагрузки - при топливе с малым выходом летучих. Конструкция мазут­ных горелок подробно рассмотрена ниже, в главе 11.

3. Для розжига котла иногда применяются муфельные горелки (рис. 9.24). Муфель представляет собой стальной короб, футерованный внутри шамотным кирпичом. На рисунке представлен выносной муфель с колоснико­вой решеткой, располагающейся в его нижней части 1. На одной из боковых стенок - дверца для загрузки кускового топлива 2 с фронта - сопло для подво­да пыли 3, под решеткой - подвод воздуха 4. Растопка муфеля производится обычно древесными отходами, загружаемыми через дверцу 2. После того, как муфель раскален, в него подается аэросмесь 3. Часть более крупной пыли вы­падает на решетку на горящий слой топлива и поддерживает горение в слое. Мелкие фракции пыли воспламеняются и поступают непосредственно в топку. Здесь пылевой факел используется вместо мазута. Муфели работают хорошо на топливах с выходом летучих более 20 %.

Количество тепла, выделяемого муфелем, должно быть достаточным для подогрева всего воздуха, идущего для сгорания, всей пыли и для доведения смеси до воспламенения.

Скорость газов на выходе из муфеля - 18-20 м/с. Муфельные горелки должны располагаться так, чтобы их пламя поджигало пылевоздушную смесь, выходящую из основных горелок.

Тепловое напряжение муфеля при а = 1 — = (20 - 25) • 10ь кДж/м3 ч.

Число муфелей определяется паропроизводительностью котлов. При D < 75 т/ч - один муфель, D > 75 т/ч - два муфеля.

До пятидесятых годов прошлого столетия мазут в нашей стране был де­фицитным. В тот период муфельные растопочные горелки получили широкое распространение. Позднее, в связи с резким увеличением добычи нефти, коли­чество получаемого мазута резко возросло, а его цена снизилась. Это позволи­ло почти полностью перевести растопку паровых котлов ТЭС на мазутные форсунки и отказаться от применения муфельных горелок, сжигающих дрова и кусковое топливо, что сократило применение ручного труда. Из крупных ТЭС муфельные горелки сохранились только на Красноярской ТЭЦ-1 и Юж­но-Уральской ГРЭС.

Растопку котлов, а также подсветку факела для стабилизации горения в большинстве случаев в настоящее время производят включением растопочных мазутных горелок. Они удобны в эксплуатации, позволяют полностью механи­зировать процесс растопки, но при этом расходуется много мазута, в послед­нее время сильно подорожавшего. В связи с повышением цен на нефтепродук­ты актуальность задачи сокращения расхода мазута либо полного отказа от не­го резко возросла.

В России разработана конструкция плазменных растопочных горелок. Они состоят из камеры, по которой в котел подается пылевоздушная смесь. Вдоль камеры размещены два стержневых электрода, между которыми с помощью подвижного плазмотрона-запальника возбуждается мощная элек­трическая дуга. Последняя нагревает пылевоздушную смесь. Выделяющиеся летучие воспламеняются. Температура газовой струи на выходе из плазмотро­на составляет 3500-5400 °С. При такой температуре очень быстро происходит не только термическое разложение топлива и воспламенение летучих, но и воспламенение коксовой основы.

После выхода такой струи в топочную камеру наблюдается устойчивое горение факела. Однако высокая температура вызывает быстрый износ стерж­невых электродов, требуется частая их замена. Для работы плазменной горел­ки необходима система водогазоснабжения, а также достаточно сложная сис­тема преобразования энергии. Кроме того, горелки оказались достаточно доро­гими.

По имеющимся сведениям комплект плазменной горелки мощностью 50-200 кВт стоит более 20 тыс. долларов, поэтому они получили ограниченное применение в местах, где цена мазута высока. Так, в 1989-99 гг. такие уста­новки испытаны на котлах БКЗ-160 Алма-Атинской ТЭЦ-3, котлах ТП-230 Мироновской ГРЭС (Украина), Новосибирской ТЭЦ-2, Гусино-Озерской ГРЭС и др.

Наиболее простым и дешевым способом растопки в настоящее время яв­ляется применение муфельных горелок с использованием вместо дров не­большого количества мазута. Эта горелка мало отличается от приведенной ра­нее (рис. 9.24). При том же объеме муфеля в нем отсутствует колосниковая решетка. Вместо дров сжигается небольшое количество мазута (эквивалентное по теплотворности сжигавшимся ранее дровам). За счет небольшой мазутной форсунки раскаляется муфель и в него подается пылевоздушная смесь. Темпе­ратура на выходе из муфеля 1000-1100 °С. При этой температуре происходит термическая подготовка и воспламенение смеси до выхода из муфеля.

Установка растопочного муфеля такой конструкции на котле БКЗ-420 Красноярской ТЭЦ-2 оказалась эффективной. Расход мазута при чисто мазут­ной растопке изменялся в топках, при использовании муфеля - сотнями кило­граммов.

Если при работе на малых нагрузках в котле с жидким шлакоудалением приходилось включать ""подсветку" мазутом (для обеспечения устойчивого вытекания шлака), то при наличии муфеля его включение позволяет работать без мазутной подстветки.