Расчетные характеристики камерных топок

Большинство из приводимых показателей относится к камерным топкам, некоторые характерны лишь для твердого топлива (а_ун), другие—только для слоевого сжигания (q_R) и т. п. До рассмотрения особенностей и оптимальных схем сжигания различных топлив отметим, что выбор соответствующих характеристик топочного устройства связан с качеством сжигаемого топлива и принятым способом его сжигания.

, Таблица 15.1 Таблица 15.2

Таблица 15.3.

ЛЕКЦИЯ 13

Топки для сжигания жидкого топлива и газомазутные предтопки. Вопросы эксплуатации

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 (рис. 35), холодная воронка в топке отсутствует.

Рис. 35. Топочная камера газомазутного котла

При сжигании мазута совместно с угольной пылью топка имеет экранированную холодную воронку для удаления попадающей в нее золы топлива. 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» (рис.36), обеспечивающих завихривание воздуха и подачу его в топку через амбразуру со скоростью 40—50 м/с.

Рис. 36. Воздушный регистр с завихривающими лопатками

Применяют воздушные регистры с улиточным подводом воздуха и цилиндрические с завихривающими лопатками. На рис. 35 показан регистр с завихривающими лопатками.

Расстояние между форсунками по горизонтали и вертикали зависит от диаметра амбразуры горелок d_а и принимается равным (2,5—3) d_а для обеспечения нормального развития горящего факела. От пода топки ось горелки должна располагаться на расстоянии не менее 3 d_а, а от боковой стенки топки — на расстоянии (2,5...3) d_а.

Глубина топки также выбирается в зависимости от калибра амбразуры. При фронтальном расположении форсунок производительностью 0,06—0,07 кг/с глубина топки должна быть не менее 3 м, а при производительности более 0,14 кг/с—не менее 4 м. При сжигании мазута применяют воздух, подогретый до 200—300°С.

Сгорание мазута необходимо полностью завершить в пределах топочной камеры. При неблагоприятных условиях (нехватка воздуха, плохое перемешивание, низкая температура) из топки вместе с сажей могут выноситься капли неиспарившегося мазута, которые будут отлагаться на относительно холодных поверхностях нагрева котла, снижая его экономичность. Отложения сажи в воздухоподогревателе могут привести к ее возгоранию и пережогу труб, что имеет место на практике при неправильном режиме работы мазутных топок. Отмеченное относится и к пароперегревателю, где также возможно отложение сажи и ее возгорание.

При остановках котла отложения и сажу, которая может содержать оксиды серы, вымывают струей воды, добавляя в нее щелочь во избежание образования кислоты и разъедания металла.

Мазут — топливо малозольное (до 0,3 %), поэтому специальных устройств для удаления золы из топки не предусматривается. Однако при сжигании мазута возникают затруднения с удалением золы с поверхностей нагрева котла, что связано с наличием в отложениях легкоплавких соединений ванадия и щелочных металлов, приводящих к высокотемпературной коррозии труб и подвесок пароперегревателей.

Для нейтрализации коррозионного воздействия продуктов сгорания сернистых мазутов, а также для повышения температуры плавления золы с получением рыхлых, легко удаляемых обдувкой отложений применяют различные присадки. Наибольшее распространение для улучшения эксплуатационных свойств мазута нашли жидкие присадки (органические и водорастворимые минеральные), в частности присадка ВНИИНП-106 и др., добавляемые непосредственно в мазут в количестве 0,5—2 кг на тонну.

Содержащаяся в мазуте сера при сгорании образует в основном сернистый ангидрид SО₂. Незначительная часть серы сгорает до SО₃ — серного ангидрида, который, соединяясь с водяными парами, дает серную кислоту. Пары серной кислоты приводят к существенному повышению температуры точки росы продуктов сгорания.

Для предотвращения низкотемпературной сернокислотной и высокотемпературной ванадиевой коррозии применяют различные способы. Так, для снижения в продуктах сгорания содержания серного ангидрида SО₃ сжигание мазута ведут с предельно малым коэффициентом избытка воздуха α_т, близким к единице. При этом температура точки росы существенно снижается. Снижение коэффициента избытка воздуха приводит также к значительному снижению концентрации оксидов азота NО_Х в продуктах сгорания мазута.

Наряду со сжиганием мазута в обычных камерных топках в последние годы для его эффективного сжигания применяют циклонные предтопки.

Циклонное сжигание мазута нашло применение в энерготехнологических циклонных установках для комбинированной выработки технологической и энергетической продукции. Промышленная эксплуатация таких установок показала возможность совмещения в циклонной камере эффективного сжигания мазута (газа) и высокопроизводительной обработки технологического сырья, в том числе и негорючего с объемной плотностью тепловыделения 5—10 МВт/м³ и более.

Для циклонных топок наиболее целесообразно применение механических форсунок, дающих короткий факел с большим углом раскрытия. Хорошие результаты получены в разработанных МЭИ циклонных установках с расположением форсунок в дутьевых соплах. В этом случае воздух, выходящий из сопла со скоростью 70— 120 м/с, способствует улучшению распыливания мазута. При таком расположении форсунок удается избежать отложения кокса на стенках циклонной камеры.

Жидкое топливо может применяться для котлов любой производительности. Для безопасного, надежного и экономичного сжигания мазута в топках котлов должны соблюдаться соответствующие условия эксплуатации оборудования. Так, зажигание мазутной форсунки производится растопочным факелом лишь после тщательного вентилирования топки и газоходов котла. Применение растопочного факела обязательно и в случае зажигания форсунки при работающих других форсунках. В современных котлах, как уже отмечалось, применяют электрозапальные устройства, намного упрощающие процесс растопки.

Горение мазута в топке должно быть ровным, без хлопков и пульсаций. Причинами плохого горения, в том числе и срыва пламени, могут быть обводненность или низкая температура мазута, неисправность форсунок (коксование сопла), неправильная работа лопаток регистра и т.п. Форсунки должны периодически проверяться, очищаться и заменяться новыми. При расчете топки для сжигания мазута коэффициент избытка воздуха в топке принимают α_т = 1,1, потери теплоты от химической неполноты сгорания q_х.н = 0,5 %, объемную плотность тепловыделения q_v =0,29 МВт/м³. При применении циклонного сжигания мазута, а также воздушных регистров со значительной скоростью воздушного потока, обеспечивающих улучшение условий смесеобразования, объемная плотность тепловыделения может быть значительно повышена.

Поиск по сайту: