КАМЕРНЫЕ ТОПКИ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА.
Лекция 4. Топочные устройства
Вопросы изучаемые по теме
4.1. Классификация топочных устройств
4.2. Способы сжигания топлива в топочных устройствах
4.3. Слоевые топки
4.4. Камерные топки для сжигания жидкого и газообразного топлива
4.5. Методы сжигания мазута и газов в топках
4.6. Теплотехнические показатели работы топок
Классификация топочных устройств
Топка – один из основных элементов котельного агрегата. В ней происходит процесс горения, при котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, передаваемую далее жидкости и пару, находящимся в котле.
Существующие топочные устройства можно разделить на слоевыеи камерные.
Слоевые топки предназначены для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. В камерных топках сжигается твердое топливо во взвешенном состоянии в виде пыли и дробленых частиц, а также жидкое, распыляемое с помощью форсунок, и газообразное. Камерные топки подразделяются на факельные и вихревые.
На рис.15.1 показаны схемы слоевого, факельного и вихревого способов сжигания топлива. При слоевом способе сжигания необходимый для горения воздух попадается к слою топлива через колосниковую решетку.
При факельном способе сжигания твердое топливо предварительно размалывается в мельницах и пыль вместе с воздухом (аэросмесь) попадает в топку. Время пребывания газа и пыли в объеме топки незначительно (1,5-2 с).
Циклонный способ сжигания основан на использовании закрученных топливовоздушных потоков. Транспорт топлива осуществляется воздухом. Топливные частицы циркулируют по определенным траекториям в течение времени, необходимого для завершения их сгорания. Под действием центробежных сил частицы движутся в виде уплотненного пристенного слоя, интенсивно перемешиваясь с воздухом. Время пребывания частиц в циклонной камере выбирается достаточным для выгорания грубой пыли (размер частиц – 200 мкм) или дробленого топлива (размер частиц до 5 мм).
|
|
|
Слоевые топки. По способу механизации операций обслуживания (подача топлива, шировка слоя, удаление золв и шлака) слоевые топки делятся на ручные (немеханизированные), полумеханические и механические. В полумеханических топках механизирована часть операций. В механических топках механизированы все операции.
Классификации наиболее типичных и относительно широко распространенных топочных устройств со слоевым сжиганием топлива показана на рис.15.2.
В зависимости от способа организации процесса сжигания топлива слоевые топки можно разделить на три группы:
1) с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива (рис.15.2,а, б);
2) с неподвижной колосниковой решеткой и перемещением топлива по решетке (рис.15.2 в, г, д);
3) с подвижной колосниковой решеткой и движущимся вместе с ней слоем топлива (рис.15.2 е).
В показанную на рис.15.2,а топку топливо загружают вручную и вручную удаляют очаговые остатки через зольник. Из-за большой затраты физического труда топки этого типа используют только для котлов малой паропроизводительности (до 0,5 кг/с).
На рис.15.2,б показана полумеханическая топка с пневмомеханическим забрасывателем (ПМЗ) (рис.15.3) и ручными поворачивающимися колосниками (РПК).
|
|
|
Топливо забрасывается питателем ПМЗ и равномерно распределяется по решетке, Удаляют очаговые остатки путем их сбрасывания в зольный бункер при повороте колосников около своей оси от ручного привода. В топке, показанной на рис. 15.2, в, загрузка осуществляется под воздействием собственного веса топлива. Топки с наклонной решеткой (с углом 40-50, что соответствует углу естественного откоса сжигаемого топлива) используют обычно для сжигания древесных отходов и кускового торфа. Возвратно-поступательное движение колосников на наклонно-переталкивающей решетке (рис. 15.2,г) дает возможность осуществить непрерывную шуровку слоя топлива, В таких топках возможно сжигание горючих сланцев, бурых углей с большой зольностью и повышенной влажностью и каменных углей с большим выходом летучих веществ.
Топки с шурующей планкой (рис. 15.2,д) предназначены для сжигания многозольных бурых и неспекающихся каменных углей. Шурующая планка выполняется в виде трехгранной призмы из литого чугуна или стали. Угол наклона передней плоскости к горизонтальной плоскости составляет 35, а задней – 15. При движении вперед (к задней стенке топки) топливо подрезается задней гранью и осуществляется шуровка горящего слоя топлива.
|
|
|
КАМЕРНЫЕ ТОПКИ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА.
В котельных установках из жидкого топлива используется мазут. Мазутными топками оборудуют котлы любой мощности. Мазут используется и как растопочное топливо при сжигании пыли и как дополнительное при совместном сжигании газа и мазута.
Мазут сжигается в камерных топках в распыленном состоянии. Для распыления топлива на возможно большее количество отдельных капель служат форсунки. По принципу работы форсунки бывают механические и паровоздушные.
В механических форсунках жидкое топливо под давлением 0,8 – 2 МПа проходит через мелкокалиберные отверстия в головке форсунки, дробится , и его частицы приобретают значительную скорость на выходе. В паровоздушных форсунках для пульверизации мазута используется кинетическая энергия потока пара или воздуха. Давление пара на входе составляет 0,3 – 1,6 МПа, а воздуха – 0,3 - ,07 МПа.
|
|
|
Форсунки с паровым распыливанием неэкономичны из-за большого расхода пара – до 0,4 кг пара на 1 кг мазута. Поэтому они применяются либо как растопочные, либо в небольших котельных установках. Крупные котлы оборудуют форсунками с механическим распыливанием топлива. При этом мазут предварительно подогревают в теплообменниках до 100 – 1200С для уменьшения его вязкости. Мазут подается насосами, а для очистки его от механических примесей, загрязняющих форсунку, его фильтруют.
Механические форсунки могут быть ротационными, а паровые – паровоздушными высокого давления.
Мазутные форсунки обычно устанавливают на фронтальной стенки топки. Глубина топки должна быть не менее 3 м для малых форсунок и не менее 4 м для крупных. Чтобы избежать попадания капель неиспарившегося мазута на боковые стенки и на под топки, расстояние от них до оси форсунки не должно быть менее 2 – 1,2 м.
Для лучшего перемешивания распыленного топлива и воздуха, последний подается со скоростью 25 – 30 м/с через специальные регистры, установленные у форсуночных амбразур пи предназначенные для завихрения воздуха. Для создания наиболее благоприятных условий для протекания процесса горения рекомендуется подавать воздух через амбразуры к корню факела.
Для сжигания газа служат камерные топки, оборудованные газовыми горелками. Горелки предназначены для ввода в топку газа и воздуха в необходимых количествах и для организации устойчивого процесса горения в топке.
Когда газ и воздух вводят в топку раздельно, их смешение осуществляется турбулентной диффузией потоков. Горючая смесь образуется в факеле. Протекающий при этом процесс горения относится к диффузионному горению. Применяемые в этом случае горелки называются горелками без предварительного смешения газа и воздуха. Их, в основном, применяют в печной технике, где нужен растянутый факел.
При поступлении в топочную камеру горючей смеси, образовавшейся в смесителе горелки, протекает кинетическое горение. Это горелки предварительного смешения. Их применяют, когда требуется короткое слабо светящееся пламя.
В зависимости от способа подачи воздуха горелки бывают: с принудительной подачей воздуха от вентилятора и с подсосом воздуха. В последних (инжекционных), воздух, необходимый для горения, эжектируется струей горючего газа или поступает к горелке за счет разряжения в топке.
В горелках для газов с большой теплотой сгорания должно осуществляться смешение малых количеств газа с относительно большим количеством воздуха. Для сжигания 1 м3 природного газа требуется около 10 м3 воздуха. Чтобы обеспечить хорошее смешение, газ подается в движущийся поток воздуха тонкими струйками.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 479; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!