СЖИГАНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ТОПКАХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

СЖИГАНИЕ КАМЕННОГО УГЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ТРАНСПОРТА ПЫЛИ К ГОРЕЛКАМ

В замкнутых схемах лылеприготовлеппя с транспортом пыли к го­релкам горячим воздухом количество воздуха в запыленном сушильном агенте составляет 15—25% общего, подаваемого в топку. Измерения показали, что избыток воздуха в запыленном сушильном агенте, пода­ваемом в топку через специальные сопла, аСир = 2)5^-3,0.

При коэффициенте избытка воздуха в топке, рассчитанном на по­данное топливо,

От = (ХгТ]ц~^с&сбр (1 —т|ц) +Аат = 1 >2 - г-1,25,

Где г]ц—доля топлива, идущая в основные горелки (к. л. д. пылевого циклона); Дат—'присосы в топку, и - при неизбежно существующей не­равномерности распределения «пыли и воздуха по горелкам отдельные горелки работают с недостатком воздуха (аг<1,0). В этих условиях в зоне активного горения и вблизи боковых экранов образуется окись углерода СО (см. рис. 6-1), что является одной - из основных 'причин воз­никновения газовой коррозии [9, 10] и нарушения надежной работы парогенератора.

Для нормальной работы топочной камеры при - современном состоя­нии котельно-вспомогательного оборудования средний коэффициент из­бытка воздуха в соответствии с ОСТ - по выбору п расчету горелок дол­жен составлять аг~1,05, что соответствует ат=|1,25-г-1,30. По условиям работы тягодутьевых средств такой избыток воздуха в топке при номи­нальной нагрузке трудно достижим. Кроме того, увеличение ат привело бы к уменьшению экономичности работы парогенератора за счет повы­шения потерь тепла с уходящими газами и расхода электроэнергии па собственные нужды.

Для улучшения воздушного 'баланса и уменьшения возможности образования газовой коррозии экранных поверхностей, как уже отмеча­лось в гл. 6, целесообразно весь воздух, необходимый для горения, по­дать в топку через основные горелки.

Одним из способов осуществления этого принципа является транспорт пыли к горелкам сушильным агентом. Эта схема получила широкое распространение прежде всего при сжигании высокореакцион­ных топлив, а также на некоторых парогенераторах производитель­ностью не более 64 кг/с (230 т/ч) при сжигании антрацита.

Исследованиями [8, 14, 43 и др.] установлено, что паилучшие эко­номические показатели при работе вихревых горелочных устройств до­стигаются при подаче воздуха, необходимого для горения, через горел­ки. Кроме того, при транспорте пыли высокореакционпых топлив с

-пониженной влажностью горячи<м воздухом возможно загорание пыли' в пылепроводах.

Для решения 'вопроса о 'преимуществах и целесообразности выбора; схемы подачи пыли к горелкам - были 'проведены сравнительные досле­дования сгорания каменного угля Львовско-Волынского месторождения в топочных камерах /при транспорте пыли горячим воздухом и сушиль­ным агентом на двух парогенераторах ТП-100, оборудованных 16 одно­типными пылеугольными вихревыми двухулиточными горелками.

Основные конструктивные характеристики исследованных горелок и компоновки их в топке приведены в табл. 1-1.

Для обеспечения надежной и длительной работы насадок и амбра­зур трубы пылевоздушной смеси утоплены примерно на 300 мм [23].

Запыленный сушильный агент сбрасывается в топочную камеру через щелевые горелки, расположенные на боковых стенах на отметке 14950 и наклоненные вниз на угол 30°

Поскольку при расчетной температуре горячего воздуха /г. в=380°С происходило загорание пыли в пылепроводах, она была снижена при­мерно до 200 °С добавлением холодного вздуха на ВСАС вентилятора горячего дутья (ВГД). Температура пылевоздушной смеси при этом составляла около 140°С.

При транспорте пыли к горелкам сушильным агентом температура пылевоздушной смеси составляла 60—90 °С.

Пределы изменения режимных параметров, а также характеристики топлива и золы в период проведения испытаний приведены в табл. 1-3.

Основное влияние на величину механического и химического не­дожога оказывает коэффициент избытка воздуха [47]. Изменение соот­ношения скоростей вторичного и первичного воздуха в диапазоне №2/^1 = 1,1-г-1,6 практически не влияет на экономические показатели работы котла. Однако, учитывая влияние этого соотношения на разви­тие процессов перемешивания и воспламенения [43] и необходимость поддержания №2/^1>1»0 при сниженных нагрузках, целесообразно считать оптимальным соотношение находящееся в интервале

1,3—1,5 (V? 1 = 23 м/с). Влияние теплового напряжения топочного объе­ма в пределах 0,097—0,147 МВт/м3 и при #90—23ч-34% на потери с механическим недожогом практически не обнаружено во всем диапа­зоне изменения режимных параметров [47].

При транспорте пыли сушильным агентом оптимальный коэффициент избытка воздуха в топке схт =1,15 (соответственно коэффициент избытка воздуха в горелке аг~1,05). При этом потери тепла от механического недожога <74 составляют примерно 0,4%, а потери тепла от химической неполноты сгорания <73 отсутствуют (рис. 7-1, кривые 2).

При транспорте пыли к горелкам горячим воздухом коэффициент избытка воздуха в топке ат, равный 1,15, не оптимален и даже при ат~1,2 значение <74 превышает потери от механического недожога, полученные при транспорте пыли сушильным агентом. Если учесть, что доля сушильного агента, подаваемого в топку, составляет примерно 20%, а присосы в топочной камере Аат достигают примерно 8%, то при ат^1,2 средний коэффициент избытка воздуха в горелках аг не превы­шает 0,9. Горелки работают с недостатком воздуха, что и служит осно­вной причиной повышенного значения ^4. Кроме того, при ат^1,16, (аг^1,0) появляются потери тепла от химической неполноты сгорания (рис. 7-1, «ривые /).

При пониженных теплонапряжениях топочного объема равных 0,116 МВт/м3 (нагрузка блока А^^'160 МВт), коэффициент избытка воздуха в топке приближался к оптимально[3]Му и составлял примерно 1,27, а потери от механического недожога <74 около 0,8%.

Анализ полученных зависимостей* (рис, 7-1) показывает, что наибо­лее экономично парогенератор работает при подаче всего воздуха, необ­ходимого для горения, непосредственно -в горелки. При транспорте пыли сушильным агентом :к. п. д. брутто парогенератора при оптимальных режимных параметрах выше примерно на 1,3%.

%

Кроме того, при транспорте пыли сушильным агентом применяется одиовентиляторная схема пылеприготовления (без ВГД). Это, естест­венно, уменьшает затраты и на вспомогательное оборудование, снижает удельные расходы электроэнергии на собственные нужды и увеличива­ет к. п. д. нетто парогенератора.

Схема транспорта пыли к горелкам не оказывает существенного влияния на работу топочной камеры. В обоих случаях - коэффициент шлакоулавливания составлял примерно 10%. В диапазоне нагрузок 0,65—1,0 номинальной наблюдалось уетройчивое вытекание жидкого шлака при транспорте пыли к горелкам как сушильным агентом, так и горячим воздухом.

Сравнение данных о сжигании каменного угля в топках парогене­раторов ТП-100 при транспорте пыли к горелкам сушильным агентом с данными при подаче пыли горячим воздухом показали, что оптималь­ный коэффициент избытка воздуха в топке при подаче пыли горячим

Воздухом составляет ат= 1,25-?* 1,3, а при транспорте пыли сушильным агентом ат=1,15. Это соответствует коэффициенту избытка воздуха в горелках в обоих случаях аг= 1,05ч-1,1. При транспорте пыли к горел­кам сушильным агентом к. п. д. брутто парогенератора выше примерно на 1,3%.

Щ При сжигании высокореакционных топлив с низкими температурны-

Ми характеристиками плавления золы (/3=|1350°С) обеспечивается 9 жидкое шлакоудаление при обеих, схемах до нагрузок 0,65 номинальной.

При транспорте пыли к горелкам сушильным агентом работа паро­генератора по условиям взрывобезопасности более - надежна.

Следовательно, для исследова-нных топлив эта схема подачи пыли к горелкам наиболее целесообразна.