Топочные устройства котлов


Топочное устройство (топка) — это составная часть котельной установки, в которой сжигается топливо, частично охлаждаются продукты сгорания и выделяется зола. В зависимости от способа сжигания топлива топки подразделяют на слоевые и камерные. В слоевых топках сжигается твердое кусковое топливо, которое находится в плотном слое на решетке, продуваемой воздухом. В камерных топках сжигается газообразное, жидкое или твердое топливо (последнее во взвешенном состоянии) во всем объеме топочной камеры. Схемы различных типов топок показаны на рис16.4.

Топочные устройства котлов

Рис. 16.4. Принципиальная схема топок:

а – слоевая; б – с кипящим слоем; в – факельная; г – вихревая; Ι — топливо; ΙΙ – воздух; ΙΙΙ – дымовые газы

По характеру организации топочного процесса различают слоевые топки:

с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива на ней;


неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива;

движущейся колосниковой решеткой, транспортирующей находящийся на ней слой топлива.

Камерные топки, в свою очередь, подразделяют на топки с кипящим (псевдоожиженным) слоем, факельные и вихревые. В топках с кипящим слоем мелкозернистые частицы твердого топлива псевдоожижаются потоком воздуха и в процессе горения хаотически перемещаются по объему топочной камеры без выноса из нее. В факельных топках сжигаемое топливо и воздух, подаваемый на горение, образуют факел; газораспределительная решетка в этом случае отсутствует. В вихревых (циклонных) топках путем тангенциального ввода потока воздуха в цилиндрическую топочную камеру создается закрученный поток реагентов (воздух и топливо в виде пыли, опилок и лузги), которые эффективно перемешиваются, в результате чего топливо хорошо сгорает.

Топки могут располагаться внутри обмуровки котла (в этом случае их называют внутренними) и вне ее (выносныетопки). Тепловая мощность внутренних топок ограничена габаритами обмуровки котла, что является их недостатком. Слоевые топки изготовляют ручными и механизированными. Ручные топки с неподвижной решеткой применяют в котлах паропроизводительностью до 1 т/ч, загрузка топлива в них периодическая. Механизированные слоевые топки с цепной решеткой используют в котлах паропроизводительностью 10…35 т/ч.

Слоевая топка с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива на ней, имеет пневмомеханический забрасыватель.


а содержит колосниковую решетку, типа РПК с чугунными поворотными колосниками, насаженными на валы. При помощи рукоятки ряды колосников периодически наклоняются, и через образовавшиеся между ними щели шлак с решетки просыпается в шлаковый бункер. Пневмомеханический забрасыватель, имеющий ротор с лопастями, приводится в действие от электродвигателя через трехступенчатую клиноременную передачу, обеспечивающую частоту вращения ротора 500, 600 и 700 об/мин.

Слоевая топка с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней под действием собственного веса слоем топлива предназначена для работы на кусковом или

(16.1)

Теплота Q1, воспринятая водой и паром в котле, может быть определенна из уравнения

(16.2)

Здесь hne,hnвэнтальпия перегретого пара и питательной воды.

Рассматривая эти две формулы вместе нетрудно получить формулу для расчета расхода топлива, В:

(16.3)

Величина ηк, взятая здесь в долях единицы. По формуле вышеприведенной КПД котла подсчитывают по данным балансовых испытаний (прямой баланс), позволяющий точно измерить расход топлива в установившемся (стационарном) режиме работы. Поэтому испытанию котла должна предшествовать длительная его работа с постоянной нагрузкой, при которой и проводится испытание. Формула 5, называемая формулой обратного баланса, используется в расчетах проектируемого котла. При этом каждая из составляющих qi принимается по рекомендациям, разработанным на основе многократных испытаний котлов в условиях, аналогичных проектным. Эта формула используется в случаях, когда не представляется возможным точно замерить расход топлива. Современные котлы являются довольно совершенными агрегатами; их КПД превышает 90%.

Обратите внимание!

Топочные устройства


Топка — устройство котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы. По способу сжигания топлива топки бывают слоевые, камерные, вихревые и комбинированные (факельно-слоевые).

В слоевых топках сжигают твердое кусковое органическое топливо на колосниковых решетках различных конструкций. Слоевые топки по степени механизации разделяют на ручные (с ручным обслуживанием), полумеханические и механические.

Топки, в которых загрузка топлива и удаление шлака и золы производятся вручную, называются ручными. Топки, в которых эти операции частично механизированы, называются полумеханическими, а топки, в которых они механизированы полностью, — механическими.

В камерных топках сжигают газообразное и жидкое топливо, угольную пыль, фрезерный торф и древесные опилки. При этом основная масса топлива сгорает во взвешенном состоянии в топочном объеме котла, образуя факел. По виду сжигаемого топлива камерные топки разделяют на газомазутные, пыле-угольные и топки для сжигания фрезерного торфа.


В вихревых топках многократная циркуляция топли-вовоздушной смеси достигается за счет специальной формы стен топки, компоновки горелок и способа подачи топлива и воздуха.

В циклонной топке основная масса топлива сжигается во вращающемся потоке, создаваемом в циклонном пред-топке.

В факельно-слоевых топках часть твердого топлива сжигается в слое, а легкие фракции и горючие газы — в струе воздуха над слоем.

Ручные топки типа РПК, устанавливаемые под небольшими паровыми и водогрейными котлами, состоят из колосниковой решетки, фронтовой плиты с загрузочной и поддувальной дверцами, шлакового затвора и воздушного короба.

Колосниковая решетка, поставляемая в собранном виде, по длине разделена на две секции колосников, каждая с самостоятельным приводом для очистки от шлака В конце решетки на поперечной балке установлены неподвижные колосники, предотвращающие налипание шлака на обмуровку задней стенки топки. Передняя часть решетки перекрыта неподвижными чугунными плитами с отверстиями для прохода воздуха. Колосники решетки закреплены на валах-штангах соединенных тягой с рычагом поворотного устройства. При перемещении рычага колосники поворачиваются на 60° производя шуровку слоя и просыпание шлака и золы в шлаковый бункер. Шлак удаляется поочередно с передней и задней половин секций.

Топочные устройства котлов

Рис. 1. Ручная топка типа РПК с поворотными колосниками: 1 — рычаг ручного привода, 2 — фронтовая плита, 3 — тяга привода, 4 — плита, 5, 6 — колосники, 7 — вал-штанга привода, 8 – затвор, 9 — воздушный короб, 10— заслонка


Топливо вручную через загрузочную дверцу периодически подают на решетку, где оно сгорает в слое. Воздух для горения топлива направляется дутьевым вентилятором через воздушный короб, оборудованный регулирующей заслонкой, в шлаковый бункер под колосниковую решетку. В нижней части этого бункера установлен затвор с ручным приводом, который служит для удаления накопившегося шлака.

Топочные устройства котлов

Рис. 2. Полумеханическая топка типа ЗП-РПК: 1 — забрасывающий механизм, 2 — Щ питатель, 3 — угольный ящик, 4 — решетка

Решетки РГЖ выпускают четырех типоразмеров длиной 900, 1000 и 1100 мм и унифицированной шириной, равной 950 мм.

Полумеханические топки типа ЗП-РПК используют в паровом котле КЕ-25, а также для замены в работающих котлах ДКВР изношенных топок ПМЗ-РПК- Конструкция решетки поставляемой в собранном виде, аналогична описанной выше решетке РПК. Отличие заключается только в размерах. Топливо на решетку подается двумя пневмомеханическими забрасывателями, которые снабжены валом группового управления. К валу может быть подключена система автоматического регулирования или дистанционного управления процессом горения.


Пневмомеханический забрасыватель состоит из пластинчатого питателя, забрасывающего механизма ротационного типа, каскадно-лоткового угольного ящика и привода. Ротор забрасывателя вращается от электродвигателя через клиноременную передачу. Дальность забрасывания топлива регулируют изменением частоты вращения ротора и угла наклона регулирующей плиты. Под лотком ротора устанавливается коробка пневмо-заброса, к которой подводится воздух под давлением 490 Па.

Производительность пластинчатого питателя регулируют импульсным вариатором, соединенным с валом ротора клиноремен-ной передачей, а с ведущим валом питателя — цепной передачей.

Топки ЗП-РПК выпускают трех типоразмеров с размерами решетки 1800X1525, 1800X2135 и 2600X2440 мм.

Топочные устройства котлов

Рис. 3. Механическая топка типа ТЛЗМ: 1 — предтопок, 2 — забрасыватель, 3,8 — валы, 4 — колосниковое полотно, 5 — рама, 6 — шины, 7 — заднее уплотнение, 9 — воздушные зоны, 10 — балки

Механические топки типа ТЛЗМ с забрасывателями и ленточной цепной решеткой обратного хода устанавливают в паровых котлах типа КЕ производительностью от 2,5 до 10 т/ч и небольших водогрейных котлах.


Топка состоит из ленточного колосникового полотна в сборе с рамой, передним и задним валами, пневмомеханических забрасывателей ЗП-400 или ЗП-600, которые подают топливо на колосниковое полотно, предтопка, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом, и привода Г1ТБ-1200 с бесступенчатым регулированием частоты вращения.

Ленточное колосниковое полотно в таких топках штырь, звездочка вала состоит из пяти типов колосников-звеньев, соединенных поперечными штырями. Ведущие колосники служат тяговыми элементами и находятся в зацеплении со звездочками. Колосниковое полотно поставляется заводом-изготовителем в собранном виде.

Топочные устройства котлов

Рис. 4. Ленточное колосниковое полотно: 1 — крайние колосники, 2 — ведущие колосники, 3 — промежуточные колосники

Под верхней ветвью колосникового полотна находится дутьевой короб, разделенный на две воздушные зоны. Воздух под решетку подводится с одной стороны, а с противоположной стороны предусмотрены люки для очистки поддувала от провалившихся шлака и золы. Верхняя часть колосникового полотна перемещается по продольным шинам 6, расположенным под ведущими колосниками, нижняя часть полотна опирается на продольные балки.

Топки ТЛЗМ в зависимости от их эксплуатационных характеристик выпускают пяти типоразмеров с моноблочной решеткой шириной от 810 до 2700 мм и расстоянием между осями валов от 2400 до 4000 мм.


Механические топки типа ТЧЗМ с забрасывателями и чешуйчатой цепной решеткой обратного хода устанавливают в водогрейных котлах типа КВ-ТС теплопроизводительностью 11,6; 23 и 35 МВт и паровых котлах КЕ-25.

Топка ТЧЗМ включает в себя раму решетки цельносварной конструкции в сборе с задним валом и устройством для удаления провала, колосниковое чешуйчатое полотно, передний вал, направляющее устройство, два пневмомеханических забрасывателя типа ЗП-600 с угольными ящиками и привод колосникового полотна.

Колосниковое чешуйчатое полотно состоит из стальных ведущих цепей, в которых закреплены держатели колосников. Колосники при движении полотна поворачиваются вокруг ведущей звездочки, что обеспечивает очистку полотна от шлака. Верхняя ветвь полотна перемещается по настилу рамы с помощью роликов, а нижняя ветвь скользит по опорным балкам.

Топочные устройства котлов

Рис. 5. Механическая топка ТЧЗМ: 1 — предтопок, 2 — забрасыватель, 3 — угольный ящик, 4,8 — валы, 5 — колосниковое полотно, 6 — рама, 7 — заднее уплотнение, 9 — устройство для удаления провала, 10— балка

Топочные устройства котлов

Рис. 6. Колосниковое чешуйчатое полотно топок типа ТЧЗМ (ТЧ): 1 — пальцы, 2,6 — держатели, 3 — цепь, 4 — валик, 5 — ролик, 7 — расклепанные пальцы, 8 — колосники


Под верхней ветвью колосникового полотна располагается дутьевой короб, разделенный поперечными балками на отдельные зоны, в которые подается воздух. Зоны выполнены с откосами, образующими желоба, в которых расположены валы с винтовыми лопастями, перемещающие провалившийся через полотно шлак к правой щеке рамы и удаляющие его в систему шлако-удаления.

Предтопок, пневмомеханические забрасыватели и привод решетки топки ТЧЗМ аналогичны этим устройствам в топке ТЛЗМ.

Топки ТЧЗМ выпускают в зависимости от производительности четырех типоразмеров с моноблочной решеткой шириной 2700 мм и расстоянием между осями валов от 4000 до 8000 мм.

Механические топки типа ТЧ предназначены для сжигания твердого топлива в паровых и водогрейных котлах.

Топка типа ТЧ оборудована чешуйчатым колосниковым полотном, конструкция которого аналогична полотну топки ТЧЗМ. В отличие от топки ТЧЗМ обратного хода, в которой колосниковое полотно движется от задней стенки к фронту котла, в топке ТЧ установлена решетка прямого хода, у которой полотно движется от фронта к задней стенке котла. Вместо пневмомеханических забрасывателей в передней части топки ТЧ смонтирован угольный ящик с регулятором толщины слоя топлива. Уголь из ящика просыпается на переднюю часть колосникового полотна равномерным слоем. Толщину слоя угля регулируют в зависимости от режима его горения. В конце топки расположен шлакосниматель, который очищает полотно от сгоревшего шлака.

Топочные устройства котлов


Рис. 7. Механическая топка типа ТЧ: 1 — передний и задний валы, 2 — натяжное устройство, 3 — угольный ящик, 4 — шибер, 5 — колосниковое полотно, 6 — рама, 8 — шлакосниматель, 9 — конвейер

Колосниковое полотно собирают таким образом, чтобы колосники при движении полотна вокруг заднего вала поворачивались и сбрасывали налипший шлак.

Топки ТЧ выпускают трех типоразмеров с моноблочной решеткой шириной 2700 и 3070 мм и расстоянием между осями валов от 5600 до 8000 мм.

Механические топки типа ТНУ с питателем и цепной решеткой прямого хода устанавливают в паровых котлах КЕ-10 и КЕ-25, а также используют для сжигания угля в высокотемпературном кипящем слое.

Ленточное колосниковое полотно в топках типа ТНУ, поставляемое в собранном виде, смонтировано на жесткой раме. Пространство между верхней и нижней ветвью колосникового полотна разделено на дутьевые зоны 9, в которые подается воздух для горения. Полотно перемещается с помощью привода ПТБ-К-1200 с бесступенчатым регулированием частоты вращения. Задний вал 10 решетки — приводной.

Топливо, поступающее из угольного ящика, подается пластинчатым питателем ПП-400 или ПП-600 на разгонную плиту и под действием воздушной струи пневмозаброса распределяется по активной зоне горения. По мере выгорания кокса при его движении к задней стенке топки происходит размягчение и слипание частиц золы, образуются куски шлака, которые на движущейся колосниковой решетке удаляются в шлаковый бункер. Колосниковая решетка устанавливается с наклоном 10° в сторону фронта котла, что препятствует перетеканию кипящего слоя шлака в бункер. Топливо сгорает в кипящем слое за счет малой ширины решетки и высокой скорости дутьевого воздуха в ее активной части. Чтобы частицы топлива не выдувались из топки, на передней стенке над полотном выполнено уплотнение, состоящее из навесного чугунного колосника и воздушной коробки. Из коробки в топку вдувается воздух.

Топочные устройства котлов

Рис. 8. Механическая топка типа ТНУ: 1 — воздушная коробка, 2 — питатель, 3 — угольный ящик, 4 — разгонная плита, 5 — пневмозаброс, 6 —навесной колосник. 7 — колосниковое полотно, 8 — рама, 9 — дутьевые зоны, 10 — вал, 11 — бункер

При сжигании топлива в высокотемпературном кипящем слое под решетку подается около 50 % воздуха для горения; остальной воздух подается в объем топки.

Топка для торфа системы Шершнева предназначена для сжигания фрезерного торфа и древесных опилок во взвешенном состоянии в топочном объеме. Топливо, подаваемое в топку скребковым питателем барабанного типа, подхватывается газовоздушным вихрем, который создается струями тангенциально подведенного воздушного дутья и, двигаясь вместе с ним в топочном объеме, подсушивается и сгорает. Форма камеры топки, выполненной из шамотного кирпича, обеспечивает вихревое движение газовоздушного потока при подводе воздуха через узкую щель снизу.

В нижней части предтопка установлена колосниковая решетка с ручным приводом, на которую выпадают из газового потока и сгорают в слое крупные куски топлива. Воздух, необходимый для сжигания топлива на колосниковой решетке, подают через короб.

Камерные пылеугольные топки служат для сжигания угля в виде пыли. Для котлов средней мощности, работающих на твердом топливе, применяют шахтно-мельничные пылеугольные топки.

Топочные устройства котлов

Рис. 9. Паровой котел с шахтно-мельничной топкой: 1 — шахтная мельница, 2 — питатель, 3 — бункер, 4, 11 — сопла вторичного дутья, 5 — фестон, 6 — радиационные трубы, 7— топка, 8 — воронка, 9 — шлакосмывное устройство, 10 — шахта

Топочные устройства котлов

Рис. 10. Газомазутная горелка типа ГМ: 1 — корпус, 2 — ствол, 3 — распыливающая головка, 4 — газоподводящая труба, 5 — газовыдающее отверстие, 6 — воздушный короб, 7 — устройство для установки сменной форсунки

Паровой котел с шахтно-мельничной топкой изображен на рис. 9. Топливо из бункера скребковым питателем направляется в шахтную мельницу, в которой оно превращается в тончайшую пыль. К шахтной мельнице подведен горячий воздух от вентилятора, который подхватывает пыль и выносит ее через амбразуру в камерную топку котла. В сепарационной шахте подсушивается топливо и отделяются от пыли крупные куски топлива, которые под действием собственного веса возвращаются в мельницу для дополнительного размола.

Воздух, который поступает в топку вместе с угольной пылью, составляет лишь часть, необходимую для полного сгорания топлива. Остальное количество воздуха подается в топку через верхнее и нижнее сопла. Вторичный воздух способствует лучшему перемешиванию и эффективному сгоранию топлива. Шлак выпадает в нижнюю часть топочной камеры и удаляется из топки шлакосмывным устройством.

Газомазутные горелки предназначены для сжигания жидкого (мазут) или газообразного (природный газ) топлива; допускается совместное сжигание этих топлив в период переключения горелки с одного вида топлива на другой.

По принципу распыливания жидкого топлива газомазутные горелки могут быть с паромеханическими и с ротационными форсунками.

Газомазутные горелки типа ГМ с паромеханической форсункой применяют в паровых котлах типа ДЕ. Горелки типа ГМ состоят из форсуночного узла, газовой части и воздухо-направляющего устройства.

В форсуночный узел входят паромеханическая форсунка и устройство для установки сменной форсунки, которую включают при непродолжительной остановке котла. Паромеханическая форсунка включает в себя корпус с паровым и топливным штуцерами, ствол и распыливающую головку. Мазут подводится по внутренней трубе ствола, а пар — по наружной.

Газовая часть горелки включает в себя кольцевой коллектор с системой газовыдающих отверстий и газоподводящую трубу.

Воздухонаправляющее устройство горелок состоит из воздушного короба, осевого лопаточного завихрителя воздуха и конусного стабилизатора.

Газомазутные горелки РГМГ-10, РГМГ-20 и РГМГ-30 с ротационными форсунками используют в паровых и водогрейных котлах типа КВ-ГМ малой и средней мощности.

Горелки типа РГМГ состоят из ротационной форсунки с воздуховодом первичного воздуха, газовой части, воздухонаправляющего устройства вторичного воздуха и кольца-рамы. Вал форсунки, закрепленный в двух подшипниковых узлах, приводится в движение от электродвигателя 3 через клиноре-менную передачу.

Топочные устройства котлов

Рис. 11. Газомазутная горелка типа РГМГ: 1 — воздуховод первичного воздуха, 2 — форсунка, 3 — электродвигатель, 4 — направляющее устройство, 5 — газовая часть, 6— кольцо-рама

Газомазутные форсунки устанавливают в конусной амбразуре, выполненной из огнеупорного материала. Амбразура улучшает перемешивание топлива с воздухом и способствует образованию факела нужной формы.

/

Монтаж котлов — Топочные устройства

Топка – устройство котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы.

Топки подразделяются на слоевые, камерные и вихревые. При слоевом процессе сжигания топлива (рис. 4.2, а) поток воздуха проходит через неподвижный или движущийся в поперечном направлении слой топлива.

Чтобы частицы топлива, лежащие на решетке, не уносились потоком, их вес должен быть больше подъемной силы воздуха, действующей на каждую частицу. Характерной особенностью слоевого сжигания топлива является наличие значительного количества горящего топлива в топке. Это обеспечивает устойчивость работы топки и позволяет при изменении нагрузки котла регулировать работу топки первоначально только изменением количества подаваемого воздуха.

Топочные устройства котлов

Рис. 4.2. Схемы топочных процессов сжигания топлива

Если крупнозернистое топливо находится во взвешенном состоянии и не перемещается с потоком газов, то образуется «кипящий слой» (рис. 4.2, б).

При факельном топочном процессе (рис. 4.2, в) частицы топлива движутся вместе с газовоздушным потоком через топку, находясь во взвешенном состоянии. При этом время пребывания частиц топлива в топке незначительно, скорость обтекания частиц воздухом и количество горящего топлива также незначительные. Факельный процесс чувствителен к изменению режимов работы, поэтому необходимо тщательно регулировать подачу топлива и воздуха в топку.

При вихревом топочном процессе частицы топлива организованно циркулируют по определенным траекториям до полного выгорания, поэтому в топках можно сжигать более крупные частицы (3–5 мм). Более совершенным вихревым топочным процессом является циклонный процесс (рис. 4.2, г).

Работа топочных устройств характеризуется теплопроизводительностью (в МВт) Топочные устройства котлов(B – секундный расход топлива, кг/с или м3/с; Qн – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг или МДж/м3); объемной тепловой нагрузкой (в МВт/м3) топки объемом Vт (qυ= B·Qн / Vт); тепловой нагрузкой (в МВт/м2) зеркала горения решетки площадью Aт (Топочные устройства котлов); тепловой нагрузкой (в МВт/м2) поперечного сечения топки площадью A (qA = B·Qн / A); КПД топки ηт = 100 – q3q4 (q3 и q4 – потери теплоты от химичнеской и механической неполноты сгорания топлива); коэффициентом αт избытка воздуха на выходе из топки (см. табл. 1.8). Значения этих параметров зависят от типа и сорта сжигаемого топлива.

Слоевые топки, применяемые для сжигания твердого топлива под котлами мощностью до 30 МВт, весьма разнообразны. В зависимости от характера обслуживания различают топки ручные, полумеханические и механические (рис. 4.3). Топка с ручным обслуживанием операций загрузки топлива, шурования и удаления шлака (рис. 4.3, а), применяемая под котлами мощностью до 2 МВт, состоит из неподвижной колосниковой решетки 2, загрузочного отверстия 1, служащего одновременно для шурования слоя, и поддувального пространства 3, через которое воздух подается в топку. Показатели экономичности ручных топок невысокие: q3 = 2–4 %, q4 = 7–12 %, αт = 1,4–1,5.

Полумеханическая топка (рис. 4.3, б) снабжена специальным механическим или пневматическим забрасывателем 4 топлива на колосниковую решетку 2, выполненную из качающихся или поворотных колосников. Шлак вручную удаляется через отверстие 5 шлакового бункера 6. для этих топок q3 = 1 %, q4 = 4–7 %, αт = 1,3–1,4. В механических топках с движущейся цепной решеткой (рис. 4.3, в) топливо под действием собственного веса из бункера 7 через регулятор 8 толщины слоя поступает на медленно движущуюся (2–16 м/ч) колосниковую решетку 2. Колосниковая решетка представляет собой, по существу, ленточный транспортер, что обеспечивает поточность процесса. По мере движения топлива вместе с решеткой оно постепенно прогорает и шлак сбрасывается в шлаковый бункер 6. Воздух через специальные зоны 9 подается под колосниковую решетку. Воспламенение топлива происходит при подводе теплоты излучением сверху и менее надежно, чем при встречной схеме движения топлива и воздуха. Поэтому на цепной решетке хуже горит топливо с малым выходом летучих.

В топках с забрасывателями на движущуюся цепную колосниковую решетку обратного хода (рис. 4.3, г) обеспечивается поточность процессов горения и смешения – встречно-поперечная схема движения топлива и воздуха. При этом преобладает встречная схема топочного процесса. Топки с забрасывателями на движущуюся колосниковую решетку получили широкое распространение при сжигании каменных и бурых углей под котлами мощностью до 30 МВт. В топках с цепными решетками q3 = 0,1–1 %, q4 = 4–6 %, αт = 1,3–1,4.

На рис. 4.3, д показана топка, в которой по неподвижной колосниковой решетке 2 перемещается трехгранная планка 10, совершая возвратно-поступательное движение и обеспечивая подачу топлива и шурование слоя. В настоящее время топки с шурующей планкой вследствие недостаточной приспособленности их к сжиганию неспекающихся углей применяются редко.

Топочные устройства котлов

Рис. 4.3. Схемы слоевых топок:

1 – загрузочное отверстие; 2 – колосниковая решетка; 3 – поддувальное пространство; 4 – забрасыватель; 5 – отверстие для удаления шлака; 6 – шлаковый бункер; 7 – угольный ящик; 8 – регулятор толщины слоя; 9 – зоны для подачи воздуха; 10 – шурующая планка

При сжигании влажного топлива (торфа, древесных отходов) под котлами мощностью до 5 МВт применяют полумеханические шахтные топки с наклонной колосниковой решеткой (рис. 4.3, е). В этих топках топливо под действием собственной массы сползает сверху вниз, открывая доступ свежим порциям топлива. Шахтные топки имеют следующие характеристики: q3 = 2 %, q4 = 2 %, αт = 1,4.

Камерные топки позволяют сжигать любое топливо – жидкое, газообразное и твердое в виде пыли. Камерная топка состоит из горелок и топочной камеры. Горелка – устройство, предназначенное для подачи топлива к месту смешения его с воздухом и сжигания, обеспечения стабильного сжигания и регулирования горения.

По способу подачи в топочную камеру газа и воздуха и условий их смешения все газовые горелки разделяются на горелки без предварительного смешения (диффузионные), горелки с полным предварительным смешением (кинетические), горелки с неполным предварительным смешением (диффузионно-кинетические).

Широко распространена классификация газовых горелок по способу подачи воздуха. По этому признаку горелки подразделяются на бездутьевые (воздух поступает в топку за счет разряжения в ней), инжекционные (воздух засасывается за счет энергии газовой струи), с принудительной подачей воздуха (воздух подается в горелку или в топку с помощью дутьевого вентилятора).

В диффузионных горелках газ смешивается с воздухом в топке вследствие взаимной диффузии газа и воздуха на границах вытекающего потока. Диффузионные горелки дают более длинный светящийся факел.

В инжекционных горелках воздух подсасывается за счет инжекции газовой струей, выходящей из сопла с большой скоростью. Такие горелки могут быть как с полным предварительным смешением газа с воздухом (инжекционные горелки среднего давления), так и с неполной инжекцией воздуха (инжекционные горелки низкого давления).

В горелках с принудительной подачей воздуха процесс образования газовоздушной смеси начинается в самой горелке и завершается в топке. Такие горелки называются двухпроводными и смесительными (газ и воздух подаются по двум трубам и смешиваются в горелке). Газ для лучшего перемешивания выходит через многочисленные отверстия, направленные под углом к потоку воздуха. В зависимости от направления газового потока различают горелки с центральной подачей газа, если поток направлен от центра к периферии, и горелки с периферийной подачей газа, если поток газа направлен от периферии к центру горелки. В большинстве таких горелок воздуху придается вращательное движение с помощью завихрителей, либо придавая горелке улиткообразную форму или вводя воздух в цилиндрическую горелку тангенциально.

Эффективное и экономичное сжигание мазута достигается в результате его тонкого и однородного распыления, хорошего смешивания с воздухом и создания условий для стабилизации фронта загорания и стойкого факела необходимой формы и направления.

Мазутные горелки состоят из форсунки, воздухонаправляющего устройства и амбразуры. Форсунки предназначены для распыления жидкого топлива и регулирования его подачи, а воздухонаправляющие устройства и амбразуры – для создания однородной воздушно-мазутной смеси и ее распределения в топочном пространстве.

Чаще всего форсунки классифицируются по способу распыления топлива. Форсунки, в которых распыление топлива происходит за счет потенциальной энергии мазута, находящегося под высоким давлением, называются механическими. Форсунки, в которых для распыления мазута используется кинетическая энергия распыляющего агента (пар, воздух), называются пневматическими. Форсунки, в которых для распыления мазута используется механическая энергия вращательного распылителя (диск или стакан), называются ротационными.

В механических форсунках подогретое топливо под давлением пропускается через мелкие отверстия распыливающей головки. Механические форсунки компактны, но чувствительны к отклонениям от расчетных режимов работы и загрязнениям топлива. Паровые форсунки характеризуются высоким качеством распыления, но расходуют большое количество пара. Комбинированные паромеханические форсунки обеспечивают удовлетворительное распыление мазута в широком диапазоне изменения мощности форсунки (от 20 до 100 %) при существенно меньшем расходе пара.

Топочные устройства котлов

Рис. 4.4 Схема газомазутной горелки ГМГМ:

1 – газовый канал;

2 – завихритель вторичного воздуха; 3 – монтажная плита; 4 – завихритель первичного воздуха; 5 – газовыходные отверстия; 6 – паромеханическая форсунка

Широкое применение находят комбинированные газомазутные горелки, предназначенные для раздельного и совместного сжигания газа и мазута. За основу создания таких горелок принимают обычно газовые горелки, в центральную часть которых устанавливают мазутную форсунку (рис. 4.4).

Топочные устройства котлов

Рис. 4.5. Схемы пылеугольных горелок:

а – прямоточно-улиточная; б – прямоточно-лопаточная; в – двухулиточная;

I – первичный воздух с угольной пылью; II – вторичный воздух

Для камерного сжигания пылевидного твердого топлива применяют вихревые и прямоточные щелевые горелки. Принципиальные схемы вихревых горелок приведены на рис. 4.5. Наименование горелки отражает способ ввода первичного (с пылью) и вторичного воздуха.


Использованные источники

  1. studopedia.ru/3_1663_topka-topochnie-ustroystva.html
  2. gardenweb.ru/topochnye-ustroistva
  3. studfile.net/preview/1191831/page:2/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.