Камерные топки с твердым шлакоудалением
|
|
|
Рис. 7.11. Характер движения факела в топочных камерах с твердым шлакоудалением. А — прямоточный S-образный факел; б — встречно-прямоточный факел; в—вертнкально-вихревой факел; г—сочетание прямоточного н горизонтально-вихревого факелов. |
Топочные камеры, работающие с твердым шлакоудалением, по конструкции выполняют открытыми, т. е. без изменения сечения топки по высоте. По характеру движения факела они разделяются на топки с прямоточным факелом, с вертикально-вихревым факелом и горизонтально-вихревым факелом (рис. 7.11). Отличительной особенностью этих топок является наличие в нижней части топки холодной воронки, образованной путем сближения фронтового и заднего экранов с большим уклоном (50—60°) до расстояния Ь'—1-М,2 м. За счет этого снижается температура газов в нижней
|
|
|
Рис. 7.12. Топка с твердым шлакоудалением. 1 — холодная вороика; 2 — шлаковая ванна с водой; 3 — канал гидрозолоудалення; 4— горелка; 5 — настенные экраны; s — ядро факела; 7— шнековый шлакоудаляющий механизм; 8 — электродвигатель. |
Части топки, и выпадающие из ядра факела расплавленные шлаковые частицы, попадая в эту зону, быстро отвердевают и по крутым скатам воронки ссыпаются в шлакоприемное устройство (рис. 7.12). Количество золы, уловленной таким способом через холодную воронку, невелико и составляет 5—10% общего золосодержания топлива. Гранулированные шлаковые частицы непрерывно удаляются из ванны шнековым, скребковым или роторным механизмом. Водяная ванна выполняет одновременно роль гидрозатвора против подсоса снизу в топку холодного воздуха. Аэродинамика топочного объема должна быть так организована, чтобы вблизи настенных экранов температура газов была не выше характерной температуры золы tx (см. § 2.3), начиная с которой золовые частицы становятся липкими и создают опасность шлакования стен. Поэтому средние тепловые напряжения сечения топочной камеры и топочного объема при твердом шлакоудалении, как правило, имеют невысокие значения {qt=3-М МВт/м2, qv— = 100-М 40 кВт/м3). Это неизбежно приводит к увеличению размеров топочных камер и их металлоемкости.
Так, топочная камера прямоточного котла П-59 для блока 300 МВт при сжигании подмосковного бурого угля в прямоточном факеле по схеме (рис. 7.11,6) имеет размеры =21,8X9,56X48 м.
Пылеугольные топки с удалением шлака в твердом состоянии обычно применяют для сжигания топлив с большим и умеренным выходом летучих веществ (Vr>25%).
Наиболее распространенными являются схемы сжигания топлив в подъемном прямоточном факеле (рис. 7.11,а, б) с применением вихревых горелок при однофронтальном размещении и прямоточных горелок (встречное расположение). При создании мощных паровых котлов для сжигания сибирских бурых углей более предпочтительной оказалась схема сжигания с вертикальным вихревым факелом (см. рис. 7.10) и расположением прямоточных горелок в несколько ярусов по высоте {см. рис. 7.9,в). Такая схема снижает вероятность заброса факела на стены топки и связанного с этим шлакования экранов, а рассредоточение горелок по высоте топки (до 12 м) ведет к уменьшению энерговыделения в сечении каждого яруса горелок, при этом снижается уровень температур в зоне растянутого ядра факела и заметно сокращается образование вредных окислов азота N0*. Топочные камеры с горизонтальным вихревым факелом, разработанные проф. В. В. Померанцевым, успешно работают при сжигании фрезерного торфа и бурых углей (рис. 7.11,г). При этом мелкие фракции топлива сгорают в прямоточной части факела, а более грубые сепарируются вниз, там подхватываются струей вторичного воздуха и попадают в вихревое движение, пока не сгорят.
Практически полное сжигание топлива достигается при избытках воздуха на выходе из топки ат=1,15-ї-1,20. С учетом неизбежных присосов в топку холодного воздуха извне (Дат=0,05-^0,1) избыток воздуха в горелках аГор=ат—Аат=1,05ч-1,1.
