Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ПРИНЦИПЫ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВ В ТОПКАХ КОТЛОВ



Сжигание топлива в любом топочном устройстве организуют при помощи тех или иных механических и аэродинамических приемов, определяющих условия взаимодействия топлива с окислителем и обусловливающих тип топочного процесса.

Как известно, топочные процессы можно разделить на две основные группы – факельные и слоевые. При факельном сжигании - топливо вносится газовоздушным потоком и сгорает на лету. При слоевом процессе большая часть топлива лежит неподвижно н а решетке, а воздушные потоки пронизывают слой сквозь имеющиеся поры и каналы.

Рассмотрим основные вопросы движения газов и топлива в топочных камерах. При этом необходимо обратить внимание на следующие стороны процесса:

1) движение и взаимодействие воздушных струй в зависимости от конфигурации топочного пространства;

2) обеспечение воспламенения свежего топлива за счет подвода к нему горячих газов из зон активного горения;

3) обеспечение времени пребывания горючего в топочной камере до достижения желаемой степени выгорания.

Аэродинамика топочной камеры играет определяющую роль в обеспечении устойчивого горения и высокой экономичности топочного процесса. Определенная аэродинамическая структура достигается конструктивными приемами,

Рис. 4. Линии тока в вихревой

топочной камере котла БКЗ – 75:

при и (б)

определяющими конфигурацию топочной камеры, или организацией заданного взаимодействия струй и газовых потоков в топочной камере.

Рассмотрим примеры, характеризующие формирование аэродинамической структуры потоков в топочной камере. На рис.4 представлены линии тока (линии равных расходов), характерные для вихревой топки. Вихревая структура топки обеспечивается за счет взаимодействия горелочных струй, направленных под углом вниз к заднему скату топочной воронки, со струей нижнего дутья, распространяющейся по всей ширине топки вдоль фронтового ската топочной воронки. Эти два встречно параллельных потока создают интенсивное вихревое движение в зоне топочной воронки — вихревую зону. Интенсивность аэродинамики вихревой зоны определяется главным образом взаимным удалением горелок и сопел, а также соотношением начального количества движения в струях. Такая аэродинамическая структура позволяет организовать интенсивную сепарацию крупных частиц в вихревую зону и их сжигание в условиях многократной циркуляции в этой зоне.

На рис. 5 показаны поля осевых составляющих скорости н которые характеризуют движение газов на начальном (горизонтальном) участке факела в топочной камере, оборудованной шестью вихревыми горелками, расположенными встречно по три на боковых стенах топки.

Рис.5. Распределение осевой составляющей вектора скорости на начальном участке факела ( в горизонтальной плоскости на уровне оси горелок):

wx _ - осевая составляющая; Da – диаметр амбразуры на выходе из горелки;

------ граница факела; - .- . - . – оси горелок; w1 - скорость аэросмеси; w2 - скорость вторичного воздуха; Г1 – Г8 - горелки.

Как видно из этого рисунка, на относительном расстоянии от устья х/Dа = 0,25 (Dа — диаметр амбразуры) факел каждой горелки сохраняет свои особенности. Его структура зависит от характера полей скорости и давлений в соосных струях, вытекающих из каналов горелки.

От выходного сечения каждой горелки в глубь топочного пространства движутся соосные потоки топлива и воздуха, которые перемешиваются между собой и с топочными газами, движущимися к устью горелки в ее приосевой области, а также в пристенной и межгорелочной областях.

Далее при движении факелов в топочном пространстве они взаимодействуют между собой и на расстоянии от устья факела соседних горелок, примерно равном Dа, сливаются, образуя сложный закрученный поток. Вследствие массообмена уменьшается осевая составляющая скорости в зонах основного потока, расширяется область факела, занятая основным потоком, и вырождаются зоны рециркуляции.

Соотношение между размерами зон основного потока и зон рециркуляции зависит от параметра крутки струй, выходящих из каналов горелок, расстояния между горелками и режима работы горелок. Эти параметры выбираются таким образом, чтобы обеспечивалось достаточное для выгорания топлива время пребывания газов в зонах основного потока и чтобы тепло газов рециркуляции обеспечивало устойчивость воспламенения.

В большинстве случаев приходится сталкиваться с истечением воздушных или газовых струй из насадка относительно малого сечения в большой топочный объем. Пределом этого случая является истечение турбулентной затопленной струи в безграничное пространство, детально рассмотренное в работах Г. Н. Абрамовича, Л. А. Вулиса и других исследователей.

Основой для описания движения такой струи является закон сохранения количества движения вдоль струи, а для закрученной струи — закон сохранения момента количества движения.

ТЕПЛООБМЕН В ТОПКЕ

В топке одновременно происходят горение топлива и сложный радиационный и конвективный теплообмен между заполняющей ее средой и поверхностями нагрева.

Источниками излучения в топках при слоевом сжигании топлива являются поверхность раскаленного слоя топлива, пламя горения летучих веществ, выделившихся из топлива, и трехатомные продукты сгорания СО2, SО2 и Н2О.

По режиму подачи топлива в плотный слой различают топочные устройства с периодической и непрерывной за грузкой топлива. Характер подачи топлива в топку оказывает решающее влияние на показатели работы топочного устройства.

По организации тепловой подготовки и воспламенения топлива в слое различают топки с нижним, верхним и смешанным воспламенением.

По способу смесеобразования топлива и воздуха в слое различают следующие схемы, отличающиеся друг от друга сочетанием направлений газовоздушного и топливно-шлакового потоков: встречные, параллельные, поперечные, смешанные.

Эффективность и производительность слоевых топочных устройств зависят от рациональной организации тепловой подготовки топлива, его зажигания и горения.




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.