ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

МЕТОДЫ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ

В топливно-энергетическом балансе СССР твердые топлива зани­мают значительное место. В настоящее время доля твердых топлив в выработке электроэнергии на тепловых электоических станциях со­ставляет 55%. Большие количества твердого топлива расходуются и в других отраслях народного хозяйства. Поэтому вопросы интенсифи­кации и экономичности сжигания твердых топлив имеют большое на­роднохозяйственное значение.

Для твердых топлив применяются пылевидный (факельный), вихревой и слоевой методы сжигания.

Для парогенераторов производительностью выше 4—10 кг/с (15— 35 т/ч), работающих на антраците, каменных и бурых углях, сланцах и фрезерном торфе, основным является пылевидный метод сжигания топлива в камерных топках. Топливо сжигается после предварительной подсушки и размола в сильно измельченном виде. Угольная пыль в смеси с некоторой частью необходимого для горения воздуха, назы­ваемого первичным, вдувается через горелочное устройство в топочную камеру. Остальная часть воздуха, необходимого для горения, так на­зываемый вторичный воздух, обычно вводится в топку также через горелки, а в отдельных случаях помимо них. Горение угольной пыли происходит во взвешенном состоянии в газовоздушных потоках при движении их через топочную камеру. Поэтому протекание горения огра­ничивается топочным пространством и чрезвычайно коротким временем пребывания частиц в топке, составляющим 1—2 с. Угольная пылинка, обычно имеющая продолговатую форму и шероховатую поверхность, имеет большую парусность. Пылевидные частицы при установившемся движении парят в высокотемпературной газовоздушной среде с повы­шенной вязкостью и практически следуют вместе с газовоздушным по­током с той же скоростью. При малой относительной скорости движе­ния частиц в потоке, практически равной нулю, уменьшается интенсив­ность обмена газов на их поверхности. Однако значительное увеличе­ние поверхности пыли при тонком размоле и молекулярной диффузии обусловливает высокую интенсивность пылевидного сжигания.

Для подсушки топлива, повышения температурного уровня в топке и интенсификации процесса сжигания применяют подогрев воздуха, идущего на горение. При сжигании слабореакционных топлив типа АШ и тощих углей, а также высоковлажных бурых углей осуществляют подогрев воздуха до 350—400°С; для сушки высоковлажных бурых углей с ТС7п=6-=-7 %-кг/МДж (25—30 %-кг/Мкал) используют топоч­ные газы в смеси с горячим воздухом. При сжигании сухих каменных углей рекомендуется подогрев воздуха до 250—300°С, а при сжигании мазута и природного газа — до 200—250°С.

В случае топок с мельницами-вентиляторами для высоковлажных топлив в качестве высокотемпературного сушильного агента использу­ются отбираемые из топки продукты сгорания или их смесь с горячим воздухом. Возможность отбора топочных газов для целей сушки в смеси с горячим воздухом имеется и при топках с шаровыми барабанными мельницами. По общим соображениям компоновки парогенератора тем­пература подогрева воздуха может быть повышена до 350—400°С и при сжигании сухих каменных углей и мазута.

В пылеугольных камерных топках можно сжигать многозольные, высоковлажные измельченные твердые топлива. В них совместно с твердым топливом, а также и раздельно можно сжигать жидкие и газообразные топлива. Подготовка, подача топлива и воздуха, процесс сжигания и удаление шлаков, золы и продуктов сгорания в этих топках полностью механизированы.

Вследствие низкой концентрации пыли в факеле, около 20—30 г в 1 м3, запас топлива в топке ничтожный, поэтому пылеугольные топки малоинерционны и управление ими хорошо поддается автоматизации. По этой же причине пылеугольные топки чувствительны к нарушениям процесса, к неравномерности подачи топлива и воздуха. Пылеугольные топки допускают работу с небольшими избытками воздуха и, не огра­ничивая подогрев воздуха, позволяют иметь температуру на выходе из топочной камеры, приемлемую по условиям надежности работы и эко­номичности.

К недостаткам камерных топок относятся: расход энергии на при­готовление пыли, значительный унос золы газами в конвективные газо­ходы, вызывающий износ хвостовых поверхностей нагрева и. необхо­димость установки золоуловителей.

Освоение сжигания во взвешенном состоянии твердых топлив после грубого размола и в пределе — дробленки сильно сокращает расход энергии на подготовку топлива к сжиганию. В то же время максималь­ное шлакоулавливание при жидком шалкоудалении, которое получает в последнее время большое распространение, уменьшает износ хвостовых поверхностей.

При вихревом методе сжигания сравнительно крупные частицы дробленки твердых топлив сгорают, циркулируя в газовоздуш­ном вихре, организуемом в нижней части обычной однокамерной топки, имеющей обтекаемую форму. В вихревых топках благодаря цирку­ляционному движению увеличивается время пребывания топливных ча­стиц в камере, а благодаря значительно большему запасу горящего топлива по сравнению с пылеугольными топками достигается большая устойчивость процесса горения.

Вихревой метод как самостоятельный способ сжигания твердых топлив в виде дробленки, без их предварительного размола в мельни­цах, пока имел ограниченное применение. В энергетике этот метод был использован в топке Шершнева для сжигания фрезерного торфа в па­рогенераторах производительностью 20 кг/с (75 т/ч). В дальнейшем для сжигания фрезерного торфа стали применять топки с молотковыми мельницами, в которых обеспечивается более интенсивное сжигание при меньших потерях с механическим недожогом.

В последние годы проводятся значительные работы по усовершек' ствованию и освоению вихревого метода сжигания фрезерного торфа и бурых углей и созданию более совершенной конструкции вихревых топок. Вихревое сжигание широко применяют в циклонных предтопках двухкамерных топок с жидким шлакоудалением. Стабилизация горения
•при больших скоростях подачи воздуха в циклонную камеру, доходя­щих до 150—200 м/с, и значительная интенсификация тепло - и массо - обмена в потоке с частицами топлива при большой относительной ско­рости их обтекания привели к тому, что топки с вихревым сжиганием по интенсивности работы вышли на одно из первых мест среди совре­менных топочных устройств.

В промышленности вихревой метод применяется для сжигания фрезерного торфа, древесных отходов и лузги в мелких парогенерато­рах с твердым шлакоудалением.

При сжигании твердых топлив в парогенераторах малой произво­дительности до 3 кг/с (до 10 т/ч) —бурых и каменных углей и до 6 кг/с (до 20 т/ч)—антрацитов применяют слоевой способ, так как в малом топочном объеме нельзя успешно организовать факельное сжигание.

Организация слоевого сжигания осуществляется принуди­тельным движением воздуха через неподвижный или движущийся слой твердого топлива, в котором он реагирует и превращается в поток горячих продуктов сгорания. В слоевых топках имеется значительный запас топлива, соизмеримый с его часовым расходом. Наличие значи­тельного количества горящего топлива стабилизирует процесс горения. В слое при повышенных скоростях обтекания частиц топлива горение обычно протекает в диффузионной области. Поэтому слоевой процесс интенсифицируется форсировкой воздушного потока, а топливо подают в зависимости от изменения скорости горения. Форсировка дутья, а сле­довательно, и интенсификация сжигания огра - ~' ничивается аэродинамической устойчивостью

Слоя и появлением значительного уноса шты - бовых фракций. Для слоевого сжигания опти­мальными являются куски величиной 20— 30 мм, так называемый сорт «орешек», при ко­торых обеспечивается достаточно устойчивое залегание частиц в слое и достаточно развитая поверхность реагирования.

Из-за недостаточной производительности, надежности и экономичности работы топки со слоевым сжиганием на мощных парогенерато­рах не применяются. К тому же, слоевые топки сложны, слабо механизированы и трудно под­даются автоматизации управления. Поэтому в книге рассматривается только факельный и вихревой методы сжигания.

Рис. 17-1. Основные технологические схемы сжигания пылевидных топлив. а — с прямым вдуванием; б — с пылеконцёнтратором; в — с пром- бункером и подачей пыли отработанным сушильным агентом со сбросом части его в топку; г — с подачей пыли горячим возду­хом; д — с разомкнутой сушкой; / — система пылепрнготовле - ння; II — топка парогенератора; 1 — сырое топливо; 2 — сушиль­ный агент; 3 — отработанный влажный сушильный агент с уголь­ной пылью; 4— вторичный воздух; 5—угольная пыль из пром - бункера; 6 — отработанный влажный сушильный агент; 7 — влажная первичная смесь с пылью; 7а — обогащенная пылью влажная первичная смесь; 8—сброс; 8а — обедненная пылью влажная смесь; 9 — первичный горячий воздух; 10 — фильтр для улавливания пыли из отработанного сушильного агента.

В зависимости от требуемой интенсивности сжигания данного сор­та твердого топлива с высокой экономичностью и устойчивостью про - проста, но при ее использовании меньше возможностей для совершен - меняют различные технологические схемы сжигания топлив.

Для сжигания высокореакционных бурых и каменных углей, допу­скающих грубый помол, применяют схему с прямым вдувани­ем смеси € отработанным влажным сушильным агентом из системы пылеприготовления в топочную камеру парогенератора (рис. 17-1,а). Эта схема конструктивно проста, но при ее использовании меньше возможностей для совершен­ствования топочного процесса. Подача в топку вместе с топливом от­работанного влажного сушильного агента с пониженной температурой (60—90°С) ухудшает условия горения. Воздух, содержащийся в сушиль­ном агенте, используется в процессе горения, а отобранные для сушки топочные газы и водяные пары, выделяющиеся при подсушке как инертные газы, увеличивают объем продуктов сгорания, что ухудшает температурные и концентрационные условия зажигания и процесса горения.

В условиях недостаточно высокого температурного уровня, обу­словленного невысокой адиабатической температурой, процесс горения протекает недостаточно интенсивно.

При замкнутой схеме сушки топлива смесью горячего воздуха с то­почными газами, отбираемыми из верхней части топочной камеры, адиабатическая температура горения -0’а, °С, составляет:

- ^т-—. (17-1)

А (l+r)(V'c)r 4 '

Полезное тепловыделение в топке, кДж/кг,

<2, = (<2Р„ + гтл) г1г.„б + <2,. (17-2)

Тепло, вносимое в топку горячим и холодным воздухом, кДж/кг, <2в = (ат— Дат— Д(Хпл) в ~~ (ДЯт Д&пл) /°х. в. (1/-3)

В уравнениях (7-2) и (7-3):

Т и /г. отб—степень рециркуляции отбираемых топочных газов и их энтальпия;

Ат — коэффициент избытка воздуха на выходе из топки;

Дат и Дапл = — &Прс — присосы воздуха в топку и систему пылепри*

Отовления в долях теоретически необходимого количества воздуха;

£1 — количество сушильного агента на 1 кг сырого топлива, кг/кг; 1°г ” и /°х. в — энтальпия теоретически необходимого количества возду­ха при температуре за воздухоподогревателем и холодного воздуха, кДж/кг;

(Ус)г — средняя теплоемкость продуктов сгорания 1 кг сырого топ­лива, кДж/(кг-К).

24* ЗТ1

При сушке топлива горячим воздухом (г = 0)

Из сравнения выражений (17-1) и (17-4) видно, что более высокая адиабатическая температура горения может быть обеспечена увели­чением доли и температуры горячего воздуха и уменьшением г путем отбора газов с более высокой температурой. При сушке только лишь отбираемыми газами адиабатическая температура получается ниже. Чем больше влажность топлива, тем адиабатическая температура горе­ния меньше из-за увеличения массы продуктов сгорания.

Вопрос о выборе сушильного агента в замкнутых схемах пылепри - готовления должен решаться на основе изложенных положений. При этом должны учитываться возможности по подогреву воздуха, мас­штабу сушки и взрывобезопасности работы системы пылеприготов - ления.

Для улучшения условий воспламенения и горения высоковлажных топлив (как, например, башкирских, александрийских бурых углей, лигнитов и др.) применяют технологическую схему сжигания с пыле концентра то ром (рис. 17-1,6). В качестве сушильного агента используются газы с температурой 900—950°С, отбираемые из верхней части топки. Отработанный влажный сушильный агент с под­сушенной угольной пылью в пылеконцентраторе разделяется на две части: концентрированную угольную пыль, направляемую в основные горелки, и обедненную смесь, направляемую в сбросные горелки, кото­рые располагают на 3—4 м выше основных.

Идея, заложенная в этой схеме, заключается в том, что с помощью основных горелок сжигается большая доля пыли £=0,8-^0,85 кг/кг, транспортируемая небольшой долей отработанного сушильного агента / = 0,25-^0,35 м3/м3, а основная масса влаги и отработанного сушиль­ного агента с. небольшой долей пыли (1—£) кг/кг подается через сброс­ные горелки за зоной воспламенения основного факела.

Количество продуктов сгорания основной зоны горения на 1 кг сырого топлива, сжигаемого в топке, при общем избытке воздуха на выходе из нее ат можно рассчитать, представив их состоящими из:

Продуктов сгорания g, кг/кг сырого топлива с избытком воздуха

Ат,

Плюс часть отбираемых для сушки топочных газов, используемых затем для подачи угольной пыли в основные горелки, 1г]?т

Минус количество водяного пара, выделяющегося при подсушке, ш

8, кг/кг сырого топлива, ---- #;

Рв. п

Плюс количество водяного пара, содержащегося в транспортирую - Ш.

Щей среде, ----

Рв. п

Минус количество воздуха, поданного в сбросные горелки свыше количества, необходимого для сжигания угольной пыли, поступающей через эти горелки, с избытком воздуха ат, = (Ис6р—ат)0—£)У°.

Тогда уравнение для расчета количества продуктов сгорания в основной зоне можно записать в виде

^Г. о.з = (* + 1г) Уг-(д~ 0 “7“ («сбр - От) (1 - §) V*. (17-5)

В уравнении:

G и (1—g) —соответственно доля топлива, поступающего в топку через основные и сбросные горелки;

/ и (1—I) —доля отработанного влажного сушильного агента, по­ступающего из системы пылеприготовления в основные и сбросные горелки;

Г — тг1----- доля отбираемых для сушки топочных газов;

* гРс. а

£1 и рс. а — количество сушильного агента на 1 кг сырого топлива и его плотность, кг/кг и кг/м3;

Уг—объем продуктов сгорания 1 кг сырого топлива с избытком воздуха ат, м3/кг;

Д№ — количество влаги, испаряемой из 1 кг сырого топлива, кг/кг;

Рв. п — плотность водяного пара, кг/м3;

Асбр — коэффициент избытка воздуха в сбросных горелках.

Количество продуктов сгорания сбросной смеси можно подсчитать как продукты сгорания (1—g) кг сырого топлива с избытком воздуха «Т (1 я) У г',

Плюс часть отбираемых для сушки топочных газов, сбрасываемых как отработанный сушильный агент через сбросные горелки (1—/), гУт

Минус количество водяного пара, выделяющегося при подсушке

TOC o "1-5" h z /1 ч /1

(1—£) кг сырого топлива,

Плюс количество водяного пара, содержащегося в отработанном сушильном агенте, поступающем в сбросные горелки, — О"»

Плюс количество воздуха, подаваемого в сбросные горелки свыше количества, необходимого для сжигания угольной пыли, поступающей через них с избытком воздуха ат,

КбРп, й = ~е)У", Т. е.

1Л..«5р = [(1 — е) + (1 - I) г] Уг + (ё -1) ^ -Н«сбр - «т) (1 — М) У - (17-6)

При этой схеме значительно улучшаются тепловые, и концентраци­онные условия зажигания и горения концентрированной пыли на уча­стке топки от основных до сбросных горелок. Улучшение тепловых условий характеризуется повышением адиабатической температуры 'б'а, °С, которая для основной зоны выражается как

(17-7)

V* ^^г. о.з

В выражении (17-7):

Ят. о.з — полезное тепловыделение в основной зоне горения, кДж/кг;

(^с)г. о.з — средняя теплоемкость продуктов сгорания в основной зоне горения на 1 кг сырого топлива, кДж/(кг-К).

Полезное тепловыделение в основной зоне горения доставляет:

Q'T. о.з = g{Q9aJrІтл) -00 ~-гУп^:" ~^-4’■— --grIr. mfi Qв■o. з —

100 ^4

V' м. (17-8)

В формуле:

/тл — теплосодержание топлива, кДж/кг;

<7з и <74 — потери тепла от химической и механической неполноты сгорания в основной зоне горения;

/г. отб — энтальпия отбираемых для сушки топочных газов, кДж/кг;

Св и св. п — теплоемкость воздуха и водяных паров, кДж/(м3-К);

2"м — температура отработанного сушильного агента, °С;

Яв. о.з — тепло, вносимое в основную зону горения горячим и хо­лодным воздухом,

Qв. o.з =: (®т Дат — ДоСпл) Iт в "I - (Дйт -1- Д&плО (17-9)

Где 7°” и /°х. в — энтальпия теоретически необходимого количества воз духа при температуре за воздухоподогревателем и холодного воздуха на 1 кг сырого топлива.

Средняя теплоемкость продуктов сгорания в основной зоне горения подсчитывается по формуле:

(Ус)г. о.з=(£ + /г)(1Ъ)р — ^ — ^п— £в. п — (ОСсбр— ат)(1 — £)У°Св,

Рв. П

Где (Кс)г — средняя теплоемкость продуктов сгорания 1 кг сырого то­плива, кДж/(кг*К).

Однако схема с пылеконцентратором не лишена недостатков. Го­рючая смесь, подаваемая через сбросные горелки, сильно забалласти­рована продуктами сгорания, отбираемыми на сушку, и основной мас­сой водяных паров, выделяющихся при сушке топлива, что ухудшает условия горения содержащейся в ней пыли. Этот недостаток в топке с пылеконцентратором частично компенсируется созданием хороших условий зажигания факела сбросных горелок горячими продуктами сго­рания основной зоны.

Для слабореакционных топлив типов АШ иТ схему с прямым вдуванием и шаровыми барабанными мельницами применяют при необходимости упростить парогенераторную установку, работающую в базовой нагрузке. Располагаемый напор мельничных вентиляторов дает свободу в выборе способа компоновки горелок на топке с подводом к ним пыли отработанным сушильным агентом через разветвленные пылепроводы.

Но и в этом случае технологические возможности для лучшей орга­низации топочного процесса ограничены. Жесткая связь мельниц с па­рогенератором приводит к перерасходу электроэнергии на размол на пониженных нагрузках и уменьшает возможности вывода мельниц на кратковременный ремонт или осмотр. Однако для слабореакционных топлив типов АШ и Т схема с прямым вдуванием с шаровыми бара­банными мельницами используется редко из-за ухудшенных условий воспламенения пыли в топочной камере, в особенности при пониженных нагрузках.

Больше возможностей для лучшей организации топочного процес­са открывается при применении схемы с промежуточным бун­кером пыли и сушкой топлива смесью горячего воз­духа с газами, отбираемыми из топочной камеры, или в случае маловлажных топлив — горячим воздухом. При этом наи­более распространенной является схема с промбункером и подачей пыли отработанным сушильным агентом (рис. 17-1,в). Готовая уголь­ная пыль накапливается в промбункере, из которого пылепитателями в требуемом количестве подается в смесительную камеру пылепрово- 374 дов, где захватывается транспортирующим агентом и переносится через горелки в топочную камеру.

Для возможности повышения концентрации пыли в первичной сме­си и изменения скорости ее выхода из горелок в качестве транспорти­рующего агента используется часть отработанного сушильного агента. «Остальная часть агента, обычно меньшая, подается в топку через сбросные горелки. Уменьшение количества отработанного влажного

Сушильного агента, используемого для подачи в горелки, улучшает кон­

Центрационные и температурные условия зажигания и горения.

В установках с промбункером количество пыли, подаваемой через •основные горелки g, кг/кг, в расчете на сырое топливо составляет:

£=тщ+(1— гц)1, (17-10)

А через сбросные горелки

(1-£) = (1-Лд)(1 -0- (17-11)

В формуле:

Т|ц— к. ,п. д. циклона системы пылеприготовления;

I — доля отработанного сушильного агента, используемого для по­дачи угольной пыли.

При сушке топлива смесью горячего воздуха и газов последние отбирают из нижней части топочной камеры или, из ее верхней части. В первом случае рециркуляция газов не учитывается, адиабатическая температура горения для камеры в целом рассчитывается по формуле (17-4). Во втором случае объем продуктов сгорания топлива, подавае­мого через основные и сбросные горелки, может быть определен соот­ветственно по формулам (17-5) и (17-6), а адиабатическая температу­ра горения — по (17-7) с расчетом расхода топлива по (17-10) и (17-11).

Улучшение тепловых и концентрационных условий горения смеси, подаваемой через основные горелки, имеет место в зоне раздельного движения факелов основных и сбросных горелок. При слиянии этих факелов в единый поток условия горения приближаются к условиям горения при схеме с прямым вдуванием.

Для создания лучших условий для зажигания пылеугольного факе­ла слабореакционных топлив АШ и Т путем повышения температуры в зоне воспламенения применяют схему подачи пыли горячим воздухом со сбросом отработанного сушильного агента в топку через сбросные горелки (рис. 17-1,г).

При сжигании влажных топлив, в особенности в топках с жидким шлакоудалением, для улучшения условий воспламенения и горения также применяют схему подачи пыли горячим воздухом, усовершенствованную сбросом отработанного влажного сушильного агента в область за ядром факела или в выходную область камеры сгорания в топках с раздельными камерами сгорания и охлаждения. При использовании этой схемы, называемой полуразомкнутой по суш­ке, от отработанного сушильного агента и водяных паров, образующих­ся при подсушке топлива, освобождается не только зона (воспламенения, но также и более расширенная зона горения. Это способствует повы­шению температуры и улучшению концентрационных условий и создает благоприятные условия для повышения устойчивости зажигания и ин­тенсификации процесса выгорания.

В установках с полуразомкнутой схемой сушки в расчетах для области горения основной массы топлива следует принимать 1=0 и

Г = 0, в зоне, следующей за местом сброса, — /= 1, а степень рецирку­ляции — г.

Наиболее благоприятные условия для организации сжигания аы - соковлажных топлив создаются в топках с системой пылеприго - товления с разомкнутой схемой сушки (рис. 17-1, д). Пыль ,в топку подается горячим воздухом, а отработанный сушильный агент вместе с водяными парами выбрасывается в атмосферу. Непо­средственно сжигается подсушенная угольная пыль, при горении кото­рой создаются значительно лучшие температурные и концентрацион­ные условия.

Основными недостатками этой схемы, препятствующими ее широ­кому внедрению, являются осложнение схемы пылеприготовления, ввод в нее новых элементов, в особенности в случае центральной системы пылеприготовления, и трудности, связанные с достаточно полным улав­ливанием пыли и с очисткой отработанного сушильного агента, сбрасы­ваемого, в атмосферу.

По этой схеме парогенератор фактически переводится на сжигание подсушенной пыли, которая и принимается в качестве расчетного то­плива. В этом случае адиабатическая температура горения равна:

0-=---%------ . (17-12)

07^)г. пл 4 '

Полезное тепловыделение в топке <гт = (<г""+ Дат)/*г.„+4а,/**.„ (17-13)

Где (Ус)пл— суммарная средняя теплоемкость продуктов сгорания 1 кг подсушенной пыли, кДж/(кг-К).

Во всех рассматриваемых схемах предусматривается подача вто­ричного воздуха 1^2, количество которого определяется как разность между общим количеством. воздуха сст^0, подаваемым для сжигания топлива, и воздухом, содержащимся в отработанном сушильном агенте У°с а и присосах его в топку АКТ (в схемах рис. 17-1,а, б, в), первич­ным горячим воздухом У, присосами воздуха в топку ДУТ и воздухом, содержащимся в сбросе 1^бр (в схеме рис. 17-1,г), первичным горячим воздухом ]/ и присосами в топку Д^т (в схеме рис. 17-1,д).

17- 3. ВОЗДУШНЫЙ БАЛАНС ТОПКИ

Воздух, подаваемый в парогенератор, является химическим реаген­том в топочных процессах, теплоносителем и сушильно-транспортирую - щей средой в системе пылеприготовления и пылепитания. Распределе­ние воздуха, подаваемого для сжигания топлива, по отдельным со­ставляющим с учетом присосов и утечек его, в различных узлах топоч­ного устройства, называется воздушным балансом топки.

Для топок с индивидуальной системой пылеприготовления с за­мкнутой и полуразомкнутой схемой сушки воздушный баланс на 1 кг топлива выражается следующим уравнением:

^,4-^+Гвбр + Д^т = Ух. (17-14)

В уравнении (17-14):

У — количество первичного воздуха, м3/кг;

У г— количество вторичного воздуха, м3/кг;

Усабр~ количество воздуха, подаваемого че^ез сбросные сопла с от­работанным сушильным агентом, м3/кг;

АУТ — количество воздуха, поступающего в топочную камеру в виде присосов, м3/кг;

Ут — общее количество воздуха, поступающего в топку, м3/кг.

В установках с прямым вдуванием в качестве первичного исполь­зуется весь воздух, содержащийся в отработанном сушильном агенте, а в установках с пылеконцентратором и промбункером — часть его:

Уг = 1 Гса. (17-15)

В уравнении (17-15):

УцО-са — количество воздуха, содержащегося в отработанном су­шильном агенте, м3/кг;

I — доля отработанного влажного сушильного агента, используемо­го для подачи пыли в горелки.

Количество воздуха, подаваемого через сбросные сопла,

У"5р = ( 1 -/)У°-са. (17-16)

Количество воздуха, содержащегося в отработанном сушильном

Агенте, при сушке топлива смесью горячего воздуха с продуктами сго­рания:

Уос. а = ^в_±Кпрс_ (17-17)

15 рс. а ь 4 7

В уравнении (17-17):

Г. в — доля горячего воздуха в смеси;

Рс. а — плотность сушильного агента, ,кг/м3;

/Спрс — коэффициент, выражающий присос холодного воздуха в си­стеме пылеприготовления в долях от количества сушильного агента;

^1 — количество организованно подаваемого сушильного агента на 1 кг сырого топлива, кг/кг.

При сушке горячим воздухом /-г. в=1, в схеме с прямым вдуванием с пылеконцентратором при сушке топочными газами обычно гг. в = 0.

В установках с отбором продуктов сгорания для сушки воздух, со­держащийся в них, находится в замкнутом циркуляционном движении, не может быть использован для горения и поэтому не должен вклю­чаться в величину У°'с а.

Воздушный баланс в общем виде, при выражении состав­ляющих потоков в долях от теоретически необходимого количества воз­духа для сгорания 1 кг топлива, с учетом распределения топлива меж­ду основными и сбросными горелками имеет вид:

(*!£+аъё+ссебр (1 —ё) +Лат=|ат, (17-18)

А в процентах от всего количества воздуха, поступающего в топку

А1£-Ьа2£4-асбр(1— £) +Лат= 100%. (17-19)

В уравнениях (17-18) и (17-19):

«ь й2, «сбр — соответственно количество первичного, вторичного и сбросного воздуха в долях от теоретически необходимого количества в формуле (17-18) и в процентах от всего воздуха в формуле (17-19) при расходе топлива через горелки кг, и сбросные горелки (1—g)r кг, в расчете на 1 кг сырого топлива, кг/кг;

Дат — количество воздуха, поступающего в топку в виде присосов в долях от теоретически необходимого количества в (17-18) и в про­центах от общего количества воздуха для сжигания 1 кг топлива, в (17-19);

Ат — коэффициент избытка воздуха на выходе из топки.

Для установок с прямым вдуванием /=1, £=1; с прямым вдува­нием и пылеконцентратором / = 0,2ч-0,35; £ = 0,7-т-0,85; с промбункером и подачей пыли частью отработанного сушильного агента 0</<1,

= г]ц+(1—гц)1, 1—£=(1—т]ц) (1—I), где т)ц—к. п. д. циклона системы пылеприготовления; для установок с подачей пыли горячим воздухом ис полуразомкнутой схемой 1 = 0, £ = г)ц. Сумма

А1 + а2=аг (17-20)

Является коэффициентом избытка воздуха в горелках.

Поэтому, в частности, для установок с подачей пыли горячим воз­духом, для которых 1=0 и £=11ц> воздушный баланс записывается так:

А1Г]ц+а2'Пц+асбр(1—Лп) +<Аат = ат (17-21)

Или в соответствии с (17-19) и учетом (17-20)

Агт1ц+аСбр(1—Лц) +Аат= 160%. (17-22)

Для топочных устройств с разомкнутой схемой сушки и с централь­

Ной системой пылеприготовления воздушный баланс в абсолютном и относительном выражении записывается на 1 кг пылевидного топлива как

У1+У2+ДУт = Ут, м3/кг, (17-23)

И

А1 + а2+Дат = ат. (17-24)

В уравнении (17-24):

VI — количество первичного воздуха, м3/кг;

Уа— количество вторичного воздуха, м3/кг;

Ут = атУ0пл — общее количество воздуха, поступающего в топку, м3/кг;

У°пл — теоретически необходимое количество воздуха для сгорания пыли, м3/кг.

В эксплуатационных условиях при увеличении доли присосов в топ­ку, которые поступают неорганизованно и плохо используются в про­цессе горения, приходится сокращать долю организованно подаваемого воздуха

А0рг=ат Д(Хт* (17-25)

В некоторых системах топочных устройств часть вторичного воз­духа одновременно используют для вспомогательных целей в виде дутья для устранения локального шлакования, например шлакования газоза­борных окон, для образования воздушной завесы, предотвращающей шлакование определенных участков стен, для создания потока, подхва­тывающего угольную пыль, выпадающую из факела и т. п. Перемеши­вание этих воздушных потоков с топливно-воздушными потоками, вы­текающими из горелок, протекает недостаточно интенсивно, в резуль - 378 - тате чего кислород, содержащийся в них, используется недостаточно. В этих случаях уменьшается доля воздуха, подаваемого через горелки:

Аг = ат—Аат—ад, (17-26)

Где ад — доля воздуха, используемого для вспомогательных целей.

Вследствие ухудшения использования окислителя обычно прихо­дится увеличивать избыток воздуха в топке.

Для повышения экономичности стремятся в парогенераторе нагре­вать возможно большую часть воздуха, поступающего в топочную ка­меру. При определении количества воздуха, подогреваемого в воздухо­подогревателе, и количества холодного воздуха, поступающего в виде присосов в топочную камеру и в систему пылеприготовления, воздуш­ный баланс представляют в долях подогретого и холодного воздуха:

Ог. в Ч - Ох. в=,(Хт> (17-27)

В уравнении (17-27):

VIя+

Аг. в = —у-0------- доля горячего воздуха;

ДТ^т -4- Д1/пл

Ах. в =--------- ^---------- доля холодного воздуха;

— количество горячего воздуха, содержащегося в сушильном - агенте, м3/кг.

Так как в топочную камеру часть воздуха поступает в виде присо­сов в топке и в системе пылеприготовления, а в воздухоподогревателе имеется утечка, то для обеспечения поступления в топку требуемого

Расхода воздуха в воздухоподогреватель следует подавать его в коли­

Честве

(17-28)

В уравнении (7-28):

Р'=ат—Дат—Аапп+Аавп — коэффициент избытка воздуха на входе в воздухоподогреватель,

Аавп — перетечка воздуха с воздушной стороны воздухоподогрева­теля в газовую в долях от теоретически необходимого количества;

Вр — расчетный секундный расход топлива, кг/с.