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