Способы сжигания органического топлива

Способы сжигания твердого топлива можно проклассифицировать в зависимости от скорости движения воздуха w_в относительно скорости движения частиц топлива w_т.

Выделяют следующие технологии сжигания топлива:

1. Сжигание топлива в плотном фильтрующем слое.

w_в>>> w_т;

2. Сжигание топлива в кипящем и фонтанирующем слое. Кипящий и фонтанирующий слой называется псевдоожиженным слоем.

w_в> w_т;

3. Сжигание в потоке воздуха

w_в w_т;

4. Циклонное сжигание топлива

w_в ≤ w_т.

Сжигание топлива в плотном фильтрующем слое

Этот метод применяют для сжигания кускового топлива, которое располагается слоем на колосниковой решетке.

Слой топлива продувается воздухом со скоростью, при которой не нарушается устойчивость слоя.

рис.19

1 – кислородная зона;

2 – восстановительная зона.

При слоевом сжигании топлива его тщательно сортируют.

Для сжигания применяют топливо с размерами частиц: 6-13, 13-25, 25-50 мм.

При горении в слое процесс прогревания угля протекает более эффективно, чем при горении в потоке, из него выделяется влага, изменяется структура.

Процесс горения в слое можно разделить на две зоны:

· кислородную;

· восстановительную.

Кислородная зона характеризуется реакцией взаимодействия с кислородом и образованием СО и СО₂.

В конце кислородной зоны (по высоте) температура максимальная. Размер кислородной зоны зависит от начального состава топлива.

Восстановительная зона

Н₂О+С Н₂+СО

СО₂+С СО

В ней происходят восстановительные реакции с образованием СО и Н₂(эндотермические реакции) при взаимодействии с углем топлива, температура снижается.

Высоту стараются поддерживать близкой к высоте кислородной зоны.

Если все таки высота слоя больше, то для дожигания СО, Н₂ и др. применяют острое дутье, которое заключается в том, что в топку над слоем топлива подают вторичный воздух.

Горение в этом слое протекает при небольших потерях теплоты и высоких температурах горения в кислородной зоне, которая близка к теоретической.

Регулирование скорости горения производят путем изменения расхода воздуха.

Топки для сжигания в слое

Топки слоевого сжигания в плотном слое предназначены для сжигания кускового (дробленого) твердого топлива на различных колосниковых решетках. По способу обслуживания они подразделяются на ручные и механизированные. В зависимости от относительного положения топлива и решеток, а также от типа последних различают топки: с неподвижным слоем и неподвижными решетками; с относительным перемещением топлива вдоль неподвижных решеток и с подвижным вертикально перемещающимся слоем, с периодическим перемещением и перемешиванием топлива на неподвижных горизонтальных решетках, с подвижными колосниковыми решетками прямого и обратного хода.

Топки с ручным обслуживанием имеют небольшую мощность. Зажигание топлива происходит снизу и частично сверху за счет радиационной составляющей между слоем топлива и зона факельного горения летучих.

При сжигании топлива коэффициент избытка воздуха достигает 75%.

Топки с частичным перемещением и перемешиванием топлива – это топки с шурующей планкой (выровненная толщина слоя улучшает процесс горения)

С помощью шурующей планки топливо сдвигается к противоположной стенке, равномерно распределяясь по колосниковой решетке, что способствует его более раннему зажиганию.

Большое распространение получили механические топки с двигающейся колосниковой решеткой. В механических топках с двигающейся колосниковой решеткой горение происходит в слое топлива, который неподвижен относительно решетки.

С колосниковой решеткой прямого хода:

рис.20

Топливо и колосниковая решетка движутся в одном направлении.

С колосниковой решеткой обратного хода:

рис.21

Интенсивность горения в этих топках выше, чем в топках с прямым ходом.

Топливо забрасывается на решетку с помощью специальных забрасывателей, механических и пневматических, а наиболее часто применяют комбинированные пневмомеханические забрасыватели.

Механические забрасыватели – забрасывают топливо к противоположной стенке топки. Чем больше кусок топлива, тем он летит дальше.

Пневматические – чем крупнее топливо, тем дальность полета меньше.

Применением комбинированного забрасывателя достигается равномерное распределение топлива на колосниковой решетке.

Расход топлива регулируется изменением скорости движения решетки.