4.8. Сжигание высокореакционных топлив

Широкое применение сжигания пыли в факеле стало возможным лишь при установке в топочной камере охлаждаемых водой экранов, обеспечивающих защиту стенок топки от воздействия высокой температуры и предотвращающих шлакование конвективных поверхностей.

Экраны воспринимают тепло от раскаленных газов, снижают их температуру так, что при входе в конвективные пучки частицы пыли находятся уже в затвердевшем состоянии и не налипают на трубы.

При сжигании топлив с легкоплавкой золой необходимо охладить продукты сгорания в топочной камере настолько, чтобы температура газов перед фестоном была не выше температуры начала деформации золы. В противном случае произойдет шлакование поверхностей, расположенных за фестоном.

Пылеугольные топки, в которых выпадающая зола удаляется в твердом виде, называются топками с твердым шлакоудалением. Для охлаждения оседающих в топке шлаковых частиц нижнюю часть топки выполняют в виде холодной шлаковой воронки, имеющей сплошное экранирование стен. Наклон стенок воронки составляет 60, что обеспечивает сползание гранулированного шлака. Недостатком пылеугольных топок с твердым шлакоудалением является вынос из топочной камеры основной массы золы топлива. Это определяет невозможность интенсификации теплообмена конвекций, так как скорость движения газового потока ограничивается условиями истирания труб золой.

При твердом шлакоудалении холодная воронка неблагоприятно влияет на процесс горения, так как зона низкой температуры оказывается в непосредственной близости от горелок. Поэтому стараются расположить горелки на достаточном удалении от холодной воронки, что увеличивает высоту топки.

При значительном экранировании топки затрудняется воспламенение, особенно малореакционных топлив. Поэтому при сжигании малореакционных топлив применяют зажигательный пояс, который представляет собой часть топочных экранов, утепленных огнеупорным покрытием в области горелок.

Для выбора рациональной конструкции целесообразно топлива подразделить на две группы: высокореакционные и низкореакционные. К первой группе относятся бурые угли, сланцы, торф, каменные угли с V^г > 28 % и k_л.о>1,2. Сушка топлива в системе приготовления осуществляется горячим воздухом либо смесью воздуха и продуктов сгорания, отбираемыми из топки. Часть воздуха, используемая для сушки и транспорта пыли, называется первичным воздухом. Доля первичного воздуха зависит от влажности, выхода летучих веществ и реакционной способности топлива.

Топки с прямым вдуванием и фронтальными горелками

Для широкой гаммы высокореакционных топлив рациональными являются топки с молотковыми мельницами с прямым вдуванием угольной пыли, либо мельницами-вентиляторами. В качестве сепарационных устройств на мельницах устанавливают вертикальные шахты прямоугольного сечения с размещаемыми в них низконапорными горелками. Применяются следующие типы низконапорных горелок: открытые амбразуры с горизонтальными рассекателями ЗИО (рис. 4.16), эжекционные амбразуры ЦКТИ (рис. 4.17) и вихревые упрощенные горелки. В топке с горизонтальным рассекателем вторичный воздух подается со скоростью 25-30 м/с через сопла, расположенные над амбразурой и под ней. При эжекционных амбразурах вторичный воздух подается через щелевые сопла, размещенные в амбразуре. В этих топках часть вторичного воздуха, примерно 10 %, подается через сопла, расположенные на задней стенке топки, для предотвращения её шлакования.

Рис. 4.16. Горелка с горизонтальный рассекателем в амбразуре:

1 – головка сепарационной шахты; 2 – рассекатель;

3 – сопла вторичного воздуха

Рис. 4.17. Головка шахтного сепаратора с эжекционной амбразурой:

1 – сопла, направленные вверх;

2 – сопла, направленные вниз