ПАРОВЫЕ И ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

В промышленной теплоэнергетике используются все виды топлива — твердое, жидкое и газообразное. До массового применения жидкого и газообразного топлива в промышленных котельных слоевой способ сжигания твердого топлива был преобладающим.

Слоевые топочные устройства просты в эксплуатации, пригодны для работы на углях различных сортов в широком диапазоне нагрузок, характерны небольшим расходом электрической энергии на собствен­ные нужды. Кроме того, они не требуют больших объемов топочных камер.

Топочные устройства для сжигания топлива в слое по степени меха­низации операций обслуживания (питание слоя топливом, шурование слоя и удаление шлака) делятся на механические (все операции механи­зированы), полумеханические (при обслуживании имеется доля ручного труда) и ручные (все операции по обслуживанию выполняются вруч­ную). Промышленностью выпускаются слоевые топочные устройства: механические — топки с чешуйчатой цепной решеткой прямого хода (ТЧ), топки обратного хода чешуйчатые (ТЧЗ), топки обратного хода ленточные (ТЛЗ);

Полумеханические — топки с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками (ПМЗ-РПК);

Ручные - топки с решеткой с поворотными колосниками (РПК). Указанные топочные устройства предназначены для установки под водотрубными котлами и могут быть применены в жаротрубных котлах при устройстве выносной топочной камеры с экранированием или без него. Механические топочные устройства применяются в котлах паро­производительностью 10 т/ч и более, полумеханические топки — для котлов меньшей паропроизводительности. При сжигании антрацитов марок АС и AM применяются топки типов ТЧ и ПМЗ-РПК; каменных и бурых углей — топки типов ТЛЗ, ТЧЗ и ПМЗ-РПК; сланцев в котлах паропроизводительностью 6,5-11 т/ч - топки типа ТЛЗ; фрезерного торфа в котлах паропроизводительностью 2-6,5 т/ч - модернизирован­ные топки типа ПМЗ-РПК

Топки с движением колосникового полотна от фронта к задней стенке топочной камеры называют топками прямого хода, при противополож­ном движении — обратного хода.

По исполнению колосникового полотна топки разделяют на чешуй­чатые - типа ТЧ и ТЧЗ (полотно набирается из отдельных колосников, перекрывающих друг друга и образующих подобие чешуи) и ленточные — типа ТЛЗ.

Привод топки Может располагаться с правой стороны (правое испол­нение) или с левой (левое исполнение).

В топках с чешуйчатой цепной решеткой прямого хода (типа ТЧ) горение топлива происходит в слое толщиноГ' 100-200 мм при верх­нем зажигании. Потоки топлива и воздуха движутся взаимно перпен­дикулярно. Топливо на решетку подается самотеком из угольного ящика. Расход топлива регулируется скоростью движения колосникового полот­на, толщина слоя топлива для каждого сорта топлива поддерживается относительно постоянной.

Колосниковое полотно топки типа ЧЦР состоит из стальных пластин­чатых цепей, на которых крепятся колосники, перекрывающие друг друга и образующие подобие чешуи. Скорость движения колосникового полотна может изменяться от 2,31 до 15,72 м/ч (2,4-16,62 м/ч) в зависимости от применяемого редуктора.

Передний вал решетки может перемещаться с помощью устройства для натяжения колосникового полотна. В хвостовой части решетки уста­новлен скребковый шлакосниматель. Под рабочей частью колоснико­вого полотна выполнены камеры для зонного подвода воздуха. Топка типа ТЧ включает раму, угольный ящик, колосниковое полотно, перед­ний и задний валы, шлакосниматель, опорной рольганг и топочный привод (рис. 23).

Топки обратного хода чешуйчатая (типа ТЧЗ) и ленточная (типа TJ13) с пневмомеханическими забрасывателями (Рис - 24, 25) относятся к факельно-слоевым топочным устройствам.

Пневмомеханический заброс позволяет работать на несортирован­ных углях и сланце с содержанием мелочи размером 0-6 мм до 40%, при зтом необходимое дробление - до куска размером 30-40 мм. Крупные куски топлива в таких топочных устройствах гсірят в слое, мелочь отвеивается и сгорает в топочном объеме.

Конструкция и принцип работы колосникового полотна топок тина ТЧЗ и ТЧ аналогичны. Колосниковое полотно топки типа TJI3 плотнее топки типа ТЧЗ, что позволяет работать при меньшем коэффициенте избытка воздуха в топке. Применение топок тина ТЛЗ ограничено невоз­можностью увеличения ширины и длины колосникового полотна из-за
недостаточной прочности колосников. Присоединительные размеры указанных топок одинаковы, ряд узлов и деталей унифицирован. Ско­рость движения колосникового полотна топки ТЧЭ-2,31 составляет 15,72 м/ч, топки ТЛЗ-20,4 - 13,9 м/ч.

Пневмомеханический забрасыватель с пластинчатым питателем (рис. 26) служит для подачи топлива на колосниковую решетку и сос­тоит из корпуса, ротора с лопастями, цилиндрического лотка, регули­рующей плиты, плунжерного питателя, редуктора, кулисного механизма. Привод забрасывателя от электродвигателя - через клиноременную передачу. Перестановкой клинового ремня на трехступенчатых шкивах можно изменять скорость вращения ротора. Забрасыватели выпуска­ются двух типоразмеров, их техническая характеристика приведена ниже:

Техническая характеристика пневмомеханического забрасывателя

Рабочая ширина, мм................................................. 400 600

Производительность, кг/ч......................................... 3200 5200

Диаметр ротора по лопастям, мм.................... 224 224

Частота вращения, 1/с:

Рото pa

Вала питателя............................

Мощность электродвигателя, кВт Длина ротора по лопастям, мм.

Топки с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с пово­ротными колосниками (типа ПМЗ-РПК) относятся к факельно-слое- вым полумеханическим топочным устройствам, работающим при непре­рывном забросе топлива на горящий слой. В этих топках сжигаются несортированные угли с содержанием мелочи размером 0—6 мм до 60%. Мелкие фракции топлива сгорают в топочном объеме. Горение крупных частиц происходит поверх шлаковой подушки в слое толщиной 20-50 мм. Интенсивное нижнее зажигание свежего топлива по всей площади решетки топки позволяет успешно применять ее при сжигании углей с повышен­ной влажностью. В этих топках механизирован только процесс подучи топлива на решетку, удаление шлака связано с применением ручного труда н перерывом в горении топлива на очищаемой секции.

Топка типа ПМЗ-РПК состоит из неподвижной решетки с поворот­ными колосниками, одного или нескольких сбрасывателей с приводом, чугунного фронта и угольных ящиков. При количестве забрасывателей более трех для них применяются раздельные приводы с левой и правой сторон.

Топочное устройство для сжигания в высокотемпературном кипя­щем слое мелочи антрацита и тощего угля с размерами куска не более 13 мм в котлах Е-10-14Ф представляет собой механическую топку с пневмомеханическим забрасывателем и узкой ленточной цепной решет­кой прямого хода ТНУ-0,31/5,6 (рис. 27).

I - бункер сырого угля; 2 - пневмомеханический забрасыватель; 3 - ленточ­ная цепная решетка прямого хода ТНУ-0,31/5,6; 4 - охлаждающая панель; 5 - коробка зонного дутья

Топка состоит из решетки, собранной на раме с коробами подвода воздуха, питателя угля ПП-400 с разгонной плитой и соплами, привода цепной решетки ПТБ-1200М, зонных клапанов, колосника переднего уплотнения и комплектующей гарнитуры.

Рама решетки состоит из двух боковых конструкций (щек), соеди­ненных поперечными балками, к которым приварены междузонные уплотнения; устанавливается на башмаки, заливаемые в бетонный фунда­мент, и имеет возможность свободного перемещения относительно пер­вого башмака со стороны привода.

В нижней части рамы приварены листы, образующие дутьевые зоны, поступление воздуха в которые регулируется клапанами. В нижней части листов, образующих зольный пол, выполнены течки для удале­ния провала.

Колосниковое ленточное полотно включает два вида колосников (крайние и средние), тяговые стальные пластинчатые цепи, опорные ролики и соединительные стержни ф 25 мм. Все колосники ведомые и не испытывают тяговых усилий. Крайние колосники выполняют роль бокового уплотнения.

На передней части рамы устанавливается коробка переднего уплот­нения, служащая для предотвращения выбивания топлива из слоя на фронт котла.

На фронте топки крепится питатель топлива, воздушный короб пневмо - заброса, плита, дверки и опорный швеллер. Над питателем устанавли­вается каскадно-лотковый угольный ящик.

Питатель топлива состоит из корпуса, разгонной плиты, пластинча­того питателя и привода.

Регулирование производительности осуществляется импульсным вариатором, соединенным с приводным валом пластинчатого питателя цепной передачей. Маховики управления вариатором вынесены на перед­нюю стенку питателя. Диапазон регулирования не менее 1 :6, максималь­ная производительность 3200 кг/ч.

К фронтовой плите под выходным окном питателя установлена раз­гонная плита, под которой размещено сопло пневмозаброса.

Для перемещения колосникового полотна служит привод ПТБ-1200М с электродвигателем постоянного тока П-32, обеспечивающий бесступен­чатое регулирование в диапазоне 1,25-25 с-1

(75-1500 об/мин).

Особенностью топки является двухступен­чатый процесс горения топлива. Подача топ­лива в топку осуществляется пневматичес­ким питателем непрерывно на переднюю часть полотна.

В первой ступени горение топлива происхо­дит во взвешенном состоянии в кипящем слое в ванне, образованной поверхностью на-

Рис. 28. Топливная форсунка котла КПА-500Ж: 1 - корпус; 2 - завихритель; 3 - сопло; 4 - •фильтр; 5 - обратный клапан

Клонной решетки, боковыми и передними откосами угля и шлака над дутьевыми зонами, где топливо интенсивно перемешивается и сгорает по всему объему ванны.

Под колосниковую решетку подается примерно 50% воздуха, необ­ходимого для полного сгорания топлива.

Образующаяся на выходе из кипящего слоя хорошо подготовлен­ная пылегазовая смесь догорает в топочном объеме, куда подается вторичный воздух в виде острого дутья.

Выгоревший в кипящем слое шлак слипаете* в комки и опускается на полотно решетки, которая перемещает его в Шлаковый бункер. Подача пэд слой большого количества первичного воздуха (а пер> 0,5) приводит к повышению температуры в кипящем слое н шлакованию решетки.

Переменная толщина слоя и его сопротивление по длине решетки вызывают необходимость зонного регулирования подачи воздуха, поэ­тому последний подается под решетку шестью Патрубками с шиберами. Первые три зоны служат для организации кипения топлива, а три пос­ледние для выжига шлака. Регулировка первых трех зон кипения тре­буется при каждой растопке котла, поэтому органы управления этих зон вынесены на фронт котла.

Регулирование, трляавлй нагрузки тешки производится изменением подачи топлива питателем и дутьевого воздуха направляющим аппара­том дутьевого вентилятора.

Горелочное устройство, применяемое в котлах КПА-500Ж, состоит из корпуса, двух топливных форсунок, завихрителя воздуха, электро­дов зажигания, смотрового окна и корпуса длл установки фотосопро­тивления. В корпусе горелки имеются три окна для прохода воздуха, подаваемого вентилятором к завихрителю.

Форсунка (рис. 28) состоит из корпуса, заверителя, сопла, фильт­ра и обратного клапана. В завихрителе форсунки топливо получает вращательное движение и, выходя из сопла с углом распыления около 80°, перемешивается с поступающим воздухом. Стабилизация горения обеспечивается слоем жароупорного бетона на поду топки.

В котлах Е-1-9Ж, работающих на печном бытовом топливе, соляровом масле или дизельном топливе, горелочное устройство включает: воздуш­ный регистр, форсунку Ф-1,0 механического распыливания, запальное устройство и смеситель (рис. 29,6). Форсунка ф-1,0 (рис. 30) состоит из топливного ствола с двумя параллельными каналами, двух распы - ливателей, расположенных на конце топливного ствола, двух электро­дов зажигания и электрода "земля".

А - котла F-],0-9r; б - котла Е-1.0-9Ж; 1 - воздушный регистр; 2 - газовая горелка; 3 - форсунка; 4 - смеситель

Механические примеси из топлива, оставшиеся после фильтрации в щелевых фильтрах топливной системы, улавливаются сетчатыми фильтрами, устанавливаемыми на входе в форсунку, топливо, пройдя по топливным каналам ствола форсунки и тангенциальным каналам распылителей (по три канала в каждом), на выходе из сопла закру­чивается, а в смесителе горелки распыливается и перемешивается с воздухом, поступающим из воздушного регистра. Воспламенение смеси топлива с воздухом при растопке котла производится от искры, возникающей между электродами при потче высокого напряжения (10 000 В) от трансформатора зажигания.

Техническая характеристика форсунки Ф-1,0

Теплопроизводителыюстъ, ГДж/ч (Гкал/ч) . . . 3,35 (0,8)

Расход топлива, кг/ч................................................................ 80

Давление перед форсункой:

Топлива, МПа (кгс/смг) ............................................ 1,2-1,5(12-15)

Воздуха, кПа (мм вод. ст.)*..................................... 1,4-1,5 (140-150)

Масса, кг............................................................... 9

Техническая характеристика ротационной форсунки Р-90-П

Номинальная производительность, кг/ч.................

Диапазон регулирования, % ..................................

Давление топлива перед форсункой, 10 s Па

(кгс/см[6])* ...............................................................

Вязкость топлива перед форсункой, °ВУ...............

Максимальное давление первичного воздуха,

КПа (мм вод. ст.) ....................................................

Частота врашения вала, об/мин..............................

Угол раскрытия факела, град..................................

Коэффициент избытка воздуха при номинальной

Производительности................................................

Мощность двигателя, кВт........................................

Масса форсунки с двигателем, кг...........................

Теплопроизводительность, ГДж/ч(Гкал/ч) . . Теплотворная способность природного газа, Q

КДж/м[7] (ккал/м') .................................................

перед горелкой, кПа (мм вод. ст.):

Горелки РГМГ-1 и РГМГ-2 (рис. 31,6), предназначенные для работы на мазуте марок М40 и М100 или на природном газе, максимально уни­фицированы с горелочным устройством АР-90. Эти горелки применяются на паровых и водогрейных котлах. Для работы только на газообраз­ном топливе эти горелки выпускаются без ротационных форсунок. Устройства ротационной форсунки и воздухонаправляюшего короба идентичны с такими же, узлами горелки АР-90. Газ из газопровода подводится к кольцевому коллектору горелки, перфорированному ію длине калиброванными отверстиями, расположенными в один ряд.

Равномерность распределения газа по отверстиям обеспечивается кольцевой диафрагмой внутри коллектора. Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха включает осевой завихритель с прямыми лопатками, установленными под углом 40° к оси горелки; диффузор и конусный стабилизатор на выходе из горелки. Горелка расположена в воздушном коробе. При работе на газе форсунка выводится из воз­душного короба.

Техническая характеристика газомазутных горелок РГМГ-1 и РГМГ-2 приведена в табл.15.

Для котлов паропроизводительностью 1 т/ч выпускаются агрегати - рованные газогорелочные (АГГУ-1) и топливно-горелочные (АГТУ-1) устройства.

Горелочное устройство представляет единый блок, включающий корпус, вентилятор с электродвигателем, короткофакельную горелку смесительного типа (либо форсунку) с центральной раздачей газа, смеситель, газопровод, (или топливопровод). Устройство выполняется

Поворотным вокруг вертикальной оси. Номинальная теплопроизводи- тельность АГГУ-1 и АГТУ-1 составляет 3,34 ГДж/ч (0,8 Гкал/ч), а мак­симальная 4,J8-4,6 ГДж/ч (1,0-1,1 Гкал/ч).

Газогорелочное устройство предназначено для работы на природ­ном газе, а топливно-горелочное устройство — для работы на дизельном топливе, соляровом масле или печном топливе (ПТБ), работает при давлении воздуха 1,3-1,5 кПа (130-150 мм вод. ст.) Перед горелкой АГГУ-1 давление газа 1,4-1,6 кПа (140-160 мм вод. ст.). Оба горелоч - ных устройства обеспечивают работу котла с коэффициентом избытка воздуха в топке равным 1,06.

Комбинированное горелочное устройство, применяемое в котлах АВ-2 и АПВ-2, рассчитано на сжигание основного топлива - природ­ного газа, резервного топлива — масла солярового или печного топлива. Подвод воздуха к горелке выполнен с закручиванием в улиточном устройстве. Регулирование расхода первичного и вторичного воздуха осуществляется установленными на входе заслонками. Для лучшей организации процесса горения предусмотрен завихритель вторичного воздуха, в котором по его периферии организована подача газа через 11 газовыдающих трубок Ф 21,3X2,8 мм, выходящих из кольцевого коллектора.

А - АР-90; б - РГМ-1; РГМ-2; 1 - форсунка; 2 - распиливающий стакан; 3 - полый вал; 4 - вентилятор первичного воздуха; 5 - шибер на воздуховоде первич­ного воздуха; 6 - шибер на воздуховоде вторичного воздуха; 7 - клиноремеи - ный привод форсунки; 8 - привод топливного насоса; 9 - гляделка; 10 - коль­цевой коллектор

6-6122

Распыливание жидкого топлива в горелочном устройстве осуществля­ется ротационной форсункой и первичным воздухом, подаваемым вен­тилятором, имеющим привод от электродвигателя форсунки. Конструк­ция горелочного устройства позволяет вывести из него ротационную форсунку при длительной работе на газе.

Дутьевой центробежный вентилятор установлен на фронте котла над горелочным устройством. Воздух забирается со стороны переднего дниша барабана котла и нагнетается в горелочное устройство, присоеди­ненное непосредственно к диффузору вентилятора.

Пуск котлов на жидком топливе предусматривается при отсутствии природного газа в газопроводе от баллонов с сжиженным углеводо­родным газом, на которых устанавливается регулятор давления газа (после себя).

Для сжигания мазута и газа в топках котлов типа ДКВР, ДЕ й дру­гих, соответствующих им по тепловой мощности, широко применя­ются газомазутные горелки типа ГМГ, рассчитанные для работы на газе теплотворной способностью 35 500 кДж/м3 (8500 ккал/мэ) или мазута М40 и Ml00. Допускается одновременное сжигание газа и мазута.

Устройство газомазутной горелки поясняется на рис. 33. Для распы - ливания жидкого топлива в горелке применена паромеханическая фор­сунка, обеспечивающая высокое качество распыла во всем диапазоне регулирования нагрузки. Форсунка состоит из распиливающей головки, ствола, колодки, скобы с затяжным винтом для соединения парового и топливного штуцеров. Мазут, поступающий в форсунку по внутрен­ней трубе, подводится через распределительную шайбу в кольцевой канал завихрителя, откуда по тангенциальным каналам попадает в каме­ру завихрения, приобретая вращательно-поступательное движение, выходит из сопла и распыливается за счет центробежных сил. Расши­рение диапазона регулирования достигается за счет применения паровых завихрителей — из наружной трубы через каналы в накидной гайке пар поступает в каналы завихрителя и закрученным потоком на выходе принимает участие в распыливании мазута. Эффективная работы фор­сунки на всех режимах обеспечивается при давлении распыливающего пара 0,07-0,2 МПа (0,7-2,0 кгс/см2), на нагрузках выше 70% форсунка может устойчиво работать и без парового распыла.

Воздух к корию факела (до 15% общего расхода) подводится через регистр первичного воздуха, в котором происходит закручивание потока, способствующее лучшему перемешиванию его с топливом. Закручива­ние потока вторичного воздуха происходит в регистре, представляющем лопаточный аппарат с прямыми лопатками, установленными под углом 45°. Регистры первичного и вторичного воздуха изготовляются правого и левого закручивания.

Производительность горелки регулируется изменением давления мазута или газа и соответствующим изменением подачи воздуха.

При работе на жидком топливе подача первичного воздуха не регули­руется, при работе на газе расход первичного воздуха регулируется пропорционально расходу газа.

Розжиг горелок производится автоматически запальником или вруч­ную факелом.

Техническая характеристика горелок типа ГМГ приведена в табл. 16.

Наряду с указанными применяется также газомазутная горелка типа ГМГБ, рассчитанная на сжигание топочных мазутов М40 и М100, флот­ских мазутов Ф5 и Ф12 и природного газа с теплотой сгорания (?р = = 35500 кДж/м3 (<?р= 8500 ккал/м3). Горелка обеспечивает диа­пазон регулирования в пределах 10—100% номинальной производитель-

Таблица 16. Техническая

Марка горелки

Наименование

ГМГ-1/1,5-1 ГМГ-1/1,5-11

Ности. В случае применения горелки для сжигания дизельного топлива или солярового масла может быть использована та же форсунка. При этом следует учитывать, что ее рабочая характеристика изменится в зависимости от плотности и вязкости топлива.

Горелка типа Г1ГБ (рис. 34) включает в себя паромеханическую мазутную форсунку, газовую часть, лопаточный завихритель, стабили­затор пламени, рычаг поворота, заглушку для закрытия форсуночного канала при снятии форсунки, запально-зашитное устройство.

Исполнение горелок предусматривает варианты с левым и правым направлениями вращения воздуха.

Паромеханическая форсунка состоит из парового и топливного трубо­проводов, корпуса, ствола, зажимного винта, парового и топливного завихрителей, распределительной шайбы. Ствол представляет собой две концентрически расположенных трубы, присоединенные с одной стороны к корпусу форсунки, с другой - к распыливающей головке.

По центральной трубе подается жидкое топливо, по наружной — пар на дополнительный распыл. Из внутренней трубы мазут через отверстия в распределительной шайбе поступает в кольцевой канал топливного

Завихрителя и далее по тангенциальным каналам — в камеру завихре­ния, излучая вращательно-поступательное движение. Под действием центробежных сил топливо прижимается к стенкам завихрительной камеры, продолжая двигаться поступательно через сопловое отверстие в виде пленки.

При срыве с кромки сопла пленка топлива дробиться на мельчайшие капли, вылетающие в топку в виде полого конуса. Расширение диапа­зона регулирования достигнуто за счет применения ступени парового распыла, выполненной в виде парового завихрителя, примыкающего к топливному завихрителю. Пар из наружной грубы ствола проходит через тангенциальные каналы парового завихрителя и закрученным пото­ком рядом с топливным соплом принимает участие в распыливании мазута. Угол раскрытия факела форсунки 65 ± 5°.

Газовая часть горелки типа ГМГБ представляет кольцевой коллектор, перфорированный одним рядом отверстий. Сечение и шаг газовых отвер­стий в коллекторе рассчитаны из условия обеспечения оптимального перемешивания газовых струй в воздушном потоке.

/ — рычаг поворота лопаток; 2 - газовый коллектор; 3 — фланец; 4 — задняя стенка; 5 - газовая часть; 6 — воздушный короб; 7 — мазутная форсунка; 8 - стабилизатор пламени; 9 - запально-защитпое устройство; 10 - лопаточный завихритель

Регулирование соотношения топливо—воздух производится общими регулирующими органами независимо от числа установленных горелок. Производительность горелки регулируется изменением давления топлива и воздуха.

Техническая характеристика горелки типа ГМГБ: номинальная тепло- производительность 23,4 ГДж/ч (5,6 Гкал/ч)[8]; давление мазута перед форсункой 2,0 МПа (20 кгс/см2); давление газа на входе в газовую часть 50 кПа (5000 кгс/м2)[9]; давление пара перед форсункой 0,1-0,2 МПа (1,0—2,0 кгс/см2); расход пара на дополнительный распыл не более 18 кг/ч; коэффициент избытка воздуха в топке при номинальной на­грузке при работе на мазуте - 1,1, при работе на газе 1,05; длина мазут­ного факела 2 м.