2.4.2. Камерні топки котлів
В камерних топках паливо згорає в об’ємі топочної камери. Природний газ і мазут згоряє в топці у вигляді факелу. Процес горіння стійкий і легко регулюється.
Факельне спалювання твердого палива вимагає дрібного помолу палива. Тонина помолу палива в основному залежить від виду палива. Зі зменшенням вмісту легких речовин в паливі виникає потреба збільшення тонини помолу. Найбільша тонина помолу необхідна при спалюванні антрациту( антрацитова мучка – антрацит-штиб).
Час перебування частинок палива в топці дорівнює 3-4 с, протягом якого повинні реалізуватися всі згадані реакції стадії горіння з повним спалюванням часток палива.
Процес горіння в факельних топках дуже чутливий до зміни продуктивності парогенераторів. Для кожного виду палива існує для конкретної камерної топки мінімум продуктивності котла, нижче якого не забезпечується стабільність процесу горіння факелу.
В камерних топках з вихровим (циклонним) передтопком передбачено утримання частинок палива в повітряному потоці і циркуляція палива в передтопку за рахунок потоку повітря, що надходить разом з паливом та додатково подається коаксіально в передтопок. Завдяки цьому забезпечується більш стійкий процес горіння факела в топці. Це дозволяє збільшити частинки подрібненого палива, спростити систему пилоприготування і зменшити витрату електричної енергії на розпал палива.
На рис. 2-6 схематично наведені камерні топки з факельним процесом горіння та з вихровим передтопком.
2.4.3. Розмол палива перед його подачею в топку
Кульобарабанні млини забезпечують максимальне подрібнення палива. Їх застосовують для розмолу твердих палив, що мають низький вихід летючих речовин, найчастіше – для розмолу антрациту-штибу.
Розмол палива відбувається в барабані, який, залежно від продуктивності млина (вона лежить в межах від 1 до 10 кг палива за секунду) має діаметр 2,5÷4 м та довжину 2,5÷10м.
Типорозміри барабанів
Внутрішня поверхня барабанів покрита броньовими плитами. Барабан завантажується стальними кулями 25÷40мм зі стійкої до стирання сталі на 40 % від діаметра млина. При спрацюванні кульок до діаметру 15 мм і менше вони автоматично відбираються з барабану, на їх місце завантажуються нові кульки. Їх витрата складає 0,15÷0,4 г/кг палива.
Витрата електричної енергії на кульобарабанний млин практично не залежить від його продуктивності, що обумовлює наявність в схемі пилоприготування проміжної ємкості пилу – бункера пилу та міжбункерного реверсивного шнеку. За допомогою останнього вугільний пил від млина пилосистеми любого котлоагрегату, який бажано, щоб працював на повну продуктивність, направляється в бункер пилу любого іншого котлоагрегату.
Число обертів барабана регулюється в межах 18÷25 обертів за хвилину.
Розмір розмелених частинок палива після кульобарабанного млина складає 10÷200 мікрон. Свіжезмелений пил має густину 500÷600 кг/м3, а злежаний в бункерах пилу – 800-900 кг/м3.
Оптимальний розмір частинок, що відбираються з системи пилоприготування відповідає мінімуму сумарних витрат на розмелення палива і мінімуму втрат від механічного недопалу частинок в топці.
Для подрібнення кам’яного вугілля, що мають достатній вихід летючих речових, використовують:
середньоходові (валкові або кульові) млини з числом обертів 100÷300
об/хв.;
швидкохідні (молоткові) млини з числом обертів 600÷1000 об/хв.;
швидкохідні бильні млини з числом обертів 1500 об/хв.
Нижче наведена структурна схема індивідуальної замкненої системи пилоприготування з проміжним бункером пилу.
В сепараторі від пиловугільної суміші відділяють крупні частини вугільного пилу, які не встигнуть згоріти в топці, і повертають їх в кульобарабанний млин.
В циклоні відбувається повне розділення пилоповітряної суміші на вугільний пил і повітря.
Серцем пилосистеми є млиновий вентилятор, який відсмоктує повітря з циклону і створює вакуум, завдяки якому пилоповітряна суміш, виходячи з кульобарабанного, млина піднімається до найвищої точки пилесистеми - циклону. Різниця висот установки циклону і млина в компоновочних рішеннях елементів пило системи сягає не менше 20м.
Контрольні питання
1. Як здійснюється підготовка твердого палива для камерного спалювання?
2. Що являється джерелом вакууму в пилосистемах з кульовими барабанними млинами?
3. Особливості процесу горіння при шаровому спалюванні твердого палива