Топки для сжигания пылевидного топлива

На организацию топочного процесса при сжигании пылевидного топлива большое влияние оказывают образование и поведение золы и шлака в топочной камере. В зависимости от этого камерные топки подразделяются на топки с сухим (твердым) и жидким шлакоудалением (рис. 6.6.1. – 6.6.5.). Топки с твердым шлакоудалением применяются, обычно, для сжигания топлив с большим и умеренным выходом летучих и тугоплавкой золой. Топки с жидким шлакоудалением применяют для сжигания малореакционных топлив с легкоплавкой золой. Кроме указанных типов топок могут применяться циклонные топки и топки с пересекающимися струями.

Рис. 6.6.1. Схема факельного способа сжигания топлива

Рис. 6.6.2. Схемы топок для газообразного и жидкого топлива.

а) открытая топка; б) полуоткрытая топка

Рис. 6.6.3. Схемы топок с жидким шлакоудалением.

а) открытая топка; б) полуоткрытая топка; в) двухкамерная топка;

1 – камера сгорания; 2 – камера охлаждения; 3 – шлакоулавливающий пучок труб; 4 – летка; 5 – устройство для непрерывного удаления шлака

Рис. 6.6.4. Схема вихревого способа сжигания топлива.

1) топливо; 2) воздух

Рис. 6.6.5. Схемы циклонных топок.

а) с горизонтальными циклонными предтопками;б) топка с вертикальными предтопками;в) с встроенным вертикальным предтопком;

1 – камера сгорания; 2 – камера дожигания; 3 – камера охлаждения; 4 – шлакоулавливающий пучок труб; 5 – летка

Для образования смеси пылевидного, жидкого или газообразного топлива с воздухом и подачи ее в зону горения существуют устройства, называемые горелками. Различают круглые (турбулентные) и прямоточные (щелевые) горелки.

Компоновки горелок с топками достаточно многообразны и выбираются из следующих условий:

- факел горящего топлива должен располагаться в центре топки и полностью ее заполнять;

- факел не должен касаться (лизать) стены топки.

Эти условия выполняются при учете габаритов топки и дальнобойности горелок. Такие же требования в равной мере относятся и к газомазутным горелкам и топкам.

Газомазутные топки.

При использовании в качестве топлива мазута, а также при использовании двух топлив – мазута и газа топочная камера выполняется в форме параллелепипеда с небольшим наклоном пода, холодная воронка в топке отсутствует (рис. 6.6.2.).

Размещение форсунок, а также комбинированных газомазутных горелок на камерных топках может быть фронтальным, встречным и угловым. При сжигании распыленного жидкого топлива воздух в топочную камеру подают вместе с ним. Интенсификация смешения капелек топлива с воздухом достигается применением так называемых воздушных регистров, обеспечивающих завихрение воздуха н подачу его в топку через амбразуру со скоростью 40–60 м/с. Применяют воздушные регистры с улиточным подводом воздуха и цилиндрические с завихривающими лопатками.

Мазутные горелки. Для распыления мазута при­меняют центробежные форсунки, которые вместе с завихревающими устройствами – регистрами, служащими для подачи воздуха, образуют мазутную горелку. В зави­симости от метода распыления различают форсунки механические, (рис. 6.7.1.) паромеханические (рис. 6.7.2. – 6.7.5.) и ротационные (рис. 6.7.6.). Ограниченное применение получили паровые и пневматические форсунки. В форсунках с механическим распылением используется кинетическая энергия струи мазута, создаваемая давле­нием топливного насоса. Выходя под давлением с повы­шенной скоростью через небольшое отверстие форсунки, мазут распыляется. В паромеханических форсунках одновременно с механическим действует и паровое распыление, которое при низком давлении мазута обеспечивает получение капель должного размера. Ротационные форсунки не требуют тщательной фильтрации мазута, дают хорошее распыливание и обладают широким диапазоном регулирования производительности (15 – 100%). Недостатком таких форсунок являются сложность конструкции и шум при работе.

Рис. 6.7.1. Мазутная форсунка с механическим распыливанием

1 – наконечник; 2 – труба; 3 – прокладки; 4 – корпус; 5 – чугунная оправа; 6 – втулка; 7 и 13 – штуцера; 8 – распределительный диск; 9 – завихривающий диск; 10 – наружный диск; 11 и 14 – детали головки; 12 – накидная гайка

Рис. 6.7.2. Мазутная форсунка с паровым распыливанием.

1 – корпус; 2 – сопло; 3 – штуцер; 4 – наконечник форсунки; 5 – наружная труба; 6 – диффузор; 7 – внутренняя труба.

Рис. 6.7.3. Мазутная паромеханическая форсунка ТКЗ-4.

1 – подача мазута; 2 – подача пара; 3 – корпус наконечника; 4 – завихритель; 5 – рассекатель

Рис. 6.7.4. Конструкция головки плоскофакельной форсунки.

1 – подвод мазута; 2 – подача пара

Рис. 6.7.5. Распылительная головка паромеханической форсунки.

1 – ствол; 2 – распределитель; 3 – завихритель топливный; 4 – сопло паровое; 5 – гайка; 6 – гайка накидная

Рис. 6.7.6. Ротационная форсунка.

I – первичный воздух

На мощных котельных агрегатах устанавливают газомазутные горелки. Из коаксиального коллекто­ра газ подается через отверстия различного диаметра. Воздух подводится тангенциально через лопаточный ре­гистр без разделения потока на отдельно регулируемые зоны. В лопаточном аппарате воздух закручивается перед выходом в амбразуру, в которой образуется газовоздуш­ная смесь. Скорость входа газовоздушной смеси в топку 25–30 м/с. Давление газа перед горелкой 2,5–3,0 кПа. Эти горелки просты по конструкции. Они создают растя­нутый газовый факел по сравнению с горелками, имею­щими периферийную подачу газа. Газомазутные горелки котла оборудованы механизмом, который при сжигании одного вида топлива отключает подачу другого (рис. 6.7.7. – 6.7.12.).

Рис. 6.7.7. Газомазутная горелка типа ГМГм.

1- заглушка; 2 – мазутная форсунка; 3 – газовоздушная часть; 4 – лопаточный

завихритель вторичного воздуха; 5 – лопаточный завихритель первичного воздуха; 6 – монтажная плита; 7 – место установки запальника

Рис. 6.7.8. Газомазутная горелка ГМГБ.

1 – передняя стенка воздушного короба; 2 – рама; 3 – заглушка; 4 – мазутная форсунка; 5 – штуцер для замера давления газа; 6 – штуцер для замера давления воздуха; 7 – задняя стенка воздушного короба (фронт котла); 8 – подача газа к коллектору; 9 – фланец; 10 – газовый коллектор; 11 – лопаточный завихритель; 12 – стабилизатор пламени; 13 – амбразура

Рис. 6.7.9. Вихревые горелки.

а – одинарная прямоточно-улиточная; б – одинарная прямоточно-лопаточная; в – одинарная улиточно-улиточная; г – одинарная улиточно-лопаточная; д - одинарная лопаточно-лопаточная; е – сдвоенная прямоточно-лопаточная; 1 – центральная труба; 2 – ввод пылевоздушной смеси (Ι); 3 – ввод вторичного воздуха (ΙΙ); 4,5 – каналы пылевоздушной смеси и вторичного воздуха; 6 – мазутная форсунка; 7, 9 – улиточный аппарат вторичного воздуха и пылевоздушной смеси; 8, 10 – лопатки для закрутки вторичного воздуха и пылевоздушной смеси

Рис. 6.7.10. Прямоточные горелки.

а – с односторонним вводом пылевоздушной смеси (Ι); б, в – с вертикально и горизонтально чередующимися каналами; г – с периферийной подачей пылевоздушной смеси; ΙΙ – ввод вторичного воздуха

Рис. 6.7.11. Газомазутная горелка.

1 – мазутная форсунка; 2 – воздушные каналы; 3 – каналы газового топлива

Рис. 6.7.12. Способы ввода газового топлива.

а – центральный; в, г – в промежуточном сечении; д - периферийный