Контрольные вопросы

1. Каковы основные правила хранения твердого топлива?

1. Как производится слив жидкого топлива из железнодорожных и ав­томобильных цистерн?

2. Каковы основные правила эксплуатации резервуаров для хранения мазута?

2. Каковы сроки ремонта резервуаров для хранения мазута?

3. Какие схемы топливоподачи применяются при сжигании твердого топлива?

4. Какие механизмы топливоподачи должны систематически прове­ряться?

3. Какие мероприятия проводятся для борьбы с застреванием топлива?

5. В какой последовательности производится пуск механизмов топливо­подачи для твердого топлива?

6. Что необходимо контролировать при эксплуатации системы мазуто-снабжения?

10. Какие средства пожаротушения применяются при эксплуатации ма­зутного хозяйства?

10. Что проверяется при обходе трасс подземных газопроводов?

10. Какие работы выполняются при плановых ревизиях внутризавод­ских газопроводов?

11. Как производится проверка герметичности подземного внутризавод­ского газопровода?

10. Что такое шурфовой осмотр и для чего он проводится?

10. Какие работы должны выполняться ежедневно при обслуживании оборудования ГРП или ГРУ?

11. Каковы основные правила эксплуатации внутрицеховых газопро­водов?

12. Какие работы должны быть выполнены для вывода внутрицехового газопровода в ремонт?

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

3-1. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Процесс горения в значительной мере определяет надеж­ность и экономичность работы всего котельного агрегата. Од­ной из важнейших задач при эксплуатации топки является ре­гулирование процесса горения, обеспечивающего поддержание заданной мощности и экономичность работы агрегата.

Изменение форсировки топки связано с изменением расхода пара и достигается регулированием количества подаваемого в топку топлива и воздуха при поддержании постоянным раз­режения в верхней части топочной камеры. Регулирование ко­личества поступающего топлива осуществляется изменением производительности питателя топлива, скорости движения цеп­ной решетки, давления мазута или газа перед горелками, числа работающих горелок. Подачу воздуха во всех случаях целесо­образно регулировать изменением положения лопаток направ­ляющего аппарата, устанавливаемого перед дутьевым венти­лятором. Изменение форсировки топки следует производить постепенно, визуально контролируя процесс горения.

Одной из важнейших характеристик, определяющих эконо­мичность процесса горения при сжигании любых топлив в раз­личных топочных устройствах, является коэффициент избытка воздуха. В процессе эксплуатации необходимо поддерживать при различных форсировках топки оптимальный (наивыгод­ный) коэффициент избытка воздуха. Оптимальным коэффици­ентом избытка воздуха называется такой, при котором сумма потерь теплоты с уходящими газами и потерь от химической и механической неполноты горения минимальна.

Обычно для каждой топки, работающей на определенном топливе, оптимальный коэффициент избытка воздуха выявля­ется специальными испытаниями. Значение оптимального ко­эффициента избытка воздуха, полученное в результате испы­таний, указывается в режимной карте для различных форсировок топки (нагрузок котлоагрегата).

В процессе эксплуатации следует не только поддерживать оптимальным коэффициент избытка воздуха, но и периодиче­ски проверять его значение. Определение коэффициента из­бытка воздуха наиболее просто и точно производится по со­ставу продуктов сгорания.

Для точного определения коэффициента избытка воздуха необходим полный анализ продуктов сгорания с определением содержания RO2, (суммарное содержание СО₂ и SO2), О₂, СО, СН₄ и Н₂. При небольшом содержании азота в топливе (N₂p<

21

<3%) коэффициент избытка воздуха подсчитывается по азот­ной формуле

где N2, О₂, СО, Н₂, СН4 — содержание азота, кислорода, окиси углерода, водорода и метана в сухих продуктах сгорания, % объема.

Полный анализ продуктов сгорания ввиду его сложности применяется только при испытании котлоагрегатов. Для опера­тивного контроля качества процесса горения применяется упро­щенный анализ. При упрощенном анализе продуктов сгорания для подсчета коэффициента избытка воздуха пользуются при­ближенными формулами: углекислотной

или кислородной

где R0₂^макс— характеристика горючей массы топлива, пред­ставляющая собой максимальное содержание RO2 при полном сгорании топлива в теоретических условиях, т. е. при a=1; RO2 — объемное содержание трехатомных газов СО₂ и SO2 в су­хих продуктах сгорания, %; О₂ — объемное содержание кисло­рода в сухих продуктах сгорания, %.

Углекислотная и кислородная формулы могут быть исполь­зованы без существенной погрешности только при отсутствии потерь или при незначительных потерях теплоты от химической неполноты горения (не более 1 %). Кроме того, углекислотная формула имеет еще одно ограничение: она пригодна при неиз­менном известном составе сжигаемого топлива. Это обуслов­лено тем, что изменение состава топлива заметно влияет на зна­чение RO2^MaKс. Поэтому при контроле коэффициента избытка воздуха рекомендуется пользоваться кислородной формулой с анализом продуктов сгорания на содержание О₂-

Однако во всех случаях следует периодически проверять от­сутствие химической неполноты горения и значение RO2^Maкс. Это в условиях эксплуатации, например при сжигании газа или мазута, производится в следующем порядке: 1) устанавлива­ется номинальное давление газа или мазута перед всеми горел­ками котла; 2) устанавливается одинаковое максимальное дав­ление воздуха перед всеми горелками с таким расчетом, чтобы процесс горения был устойчив; 3) при постоянном разрежении в верхней части топочной камеры (не менее 10 и не более 30 Па) производится анализ продуктов сгорания с определе­нием содержания R0₂ и 0₂; 4) снижается давление воздуха перед

28

всеми горелками примерно на 10—15 % по сравнению с установленным сначала и производится (возможно ближе к выходному сечению топочной камеры) анализ продуктов сго­рания на R0₂ и 0₂; содержание 0₂ в продуктах сгорания дово­дится до 1 —2 % •

Результаты измерений во всех режимах (всего следует про­верить 6—10 режимов) сводятся в табл. 3-1. По данным таб­лицы строится зависимость содержания 0₂ от содержания R0₂, показанная на рис. 3-1. Все точки, характеризующие режимы,

29

содержания 0₂ от содержания RO2 указывает на появление хи­мической неполноты горения (точки ж, з на прямой I. и точки 7, 8 на прямой //). Для определения R0₂^MaKC следует прямые I и II продолжить до пересечения с осью абсцисс и прочитать на ней значения R0₂^MaKC. В рассматриваемом примере для газа R0₂^MaKC=H,8 %, а для мазута R0₂^MaKC= 16,5 %•

При сжигании газа и мазута, как показали многочисленные испытания, оптимальный коэффициент избытка воздуха соот­ветствует его минимальному значению, при котором отсутст­вует потеря теплоты от химической неполноты горения. Следо­вательно, для рассматриваемого примера оптимальный коэф­фициент избытка воздуха при сжигании газа а= 1,16 (точка е) и при сжигании мазута а = 1,22 (точка 6).

При работе котлоагрегата с пониженными нагрузками оп­тимальный коэффициент избытка воздуха увеличивается. В связи с этим необходимо определять оптимальный коэффи­циент избытка воздуха для характерных нагрузок агрегата. Рекомендуется определять его для четырех нагрузок котло­агрегата: номинальной, 75 % и 50% номинальной, а также ми­нимальной, при которой топка еще работает устойчиво и про­исходит надежная циркуляция воды в котле.

При сжигании твердого топлива в слоевых топках следует не реже одного раза в смену проверять содержание горючих в шлаке и уносе, отобранном из золоуловителя, а при сжига­нии в пылеугольных топках — содержание горючих только в уносе. Для этого каждый час в течение смены отбирают оп­ределенные порции шлака и уноса и в конце смены производят их обработку с последующим отбором пробы для лаборатор­ного анализа (методика обработки и отбора проб описана в §10-4).

3-2. ТОПКИ ДЛЯ СЛОЕВОГО СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Котельные агрегаты производительностью до 35 т/ч для сжигания грохоченых (сортированных) и рядовых углей (со­держащих не более 60 % фракций 0—6 мм), сортированных ан­трацитов и полуантрацитов, кускового торфа, сланца и древес­ных отходов оборудуются топками для слоевого сжигания. До последнего времени в топках котлов производительностью до 10 т/ч для сжигания каменных и бурых углей, а также сорти­рованных антрацитов применялись полумеханические топки типа ПМЗ-РПК. Однако прогресс отечественной энергетики предъявляет сейчас более высокие требования к слоевым топочным устройствам в отношении механизации и автоматиза­ции топочного процесса. Для полной механизации топочного процесса ЦКТИ имени И. И. Ползунова совместно с Бийским котельным и Кусинским машиностроительным заводами разра­ботали топки, механизирующие не только заброс топлива, но и удаление шлака. Полумеханические топки ПМЗ-РПК, сняты с серийного производства,

30

Для сжигания сортированных антрацитов марок АС и AM применяется топка с чешуйчатой цепной решеткой прямого хода, показанная на рис. 3-2. Регулирование форсировки топки производится изменением скорости цепной решетки, подачи воздуха в зоны горения и поддержанием заданного разреже­ния в верхней части топки. Толщина слоя топлива устанавли­вается регулятором слоя в зависимости от качества сжигае­мого топлива. С повышением влажности топлива толщину слоя увеличивают.

В процессе эксплуатации необходимо следить за равномер­ным поступлением топлива по всей ширине решетки, отсутст­вием завалов и прогаров по всей ее длине. Исследования по­казали, что основная масса летучих выделяется и сгорает до начала горения кокса. Процесс горения кокса протекает на задней половине решетки и заканчивается превращением кокса в шлак на некотором расстоянии от шлакоснимателя. Однако из-за неоднородности даже сортированных топлив зоны горе­ния могут накладываться одна на другую и около шлакосни­мателя может продолжаться выгорание горючих из кокса. В соответствии с описанным развитием процесса горения необ­ходимо регулировать количество воздуха, поступающего в каж­дую зону, в зависимости от фракционного состава и качества топлива (зольность, влажность, температура плавления золы), а также форсировки топки. В первую зону (по направлению движения решетки) воздух подается в небольшом количестве (около 10%) или совсем не подается. В последнюю зону при, пониженных форсировках топки подается 5—10 % воздуха, а при повышенных — до 20 %• Основное количество воздуха (70—80%) подается в зоны активного горения (2-я и 3-я зоны).

Скорость движения полотна решетки следует выбирать с таким расчетом, чтобы активное горение заканчивалось в на­чале последней шлаковой зоны. Скорость движения решетки и распределение воздуха по зонам устанавливаются на осно­вании наладочных испытаний и указываются в режимной, карте. Разрежение в верхней части топки поддерживается по­стоянным, равным 20—30 Па, давление воздуха под решет­кой— около 1000 Па.

В процессе эксплуатации цепных решеток встречаются сле­дующие неполадки: задевание подвижной частью решетки не­подвижных частей, перегрев колосников, повреждение нижних коллекторов экранов, являющихся панелями решетки, повреж­дение подшипников и шеек валов решетки, обгорание контакт­ных уплотнений и боковых держателей, коробление передней части решетки.

Для сжигания топлив с большим содержанием мелочи (до 60 % частиц размером 0—6 мм) применяются цепные решетки прямого (решетка движется от фронтовой к задней стене топки) или обратного (решетка движется от задней к фронто­вой стене топки) хода с пневмомеханическими забрасывателями.

31

При этом лучшие результаты Получены в топках с пнев­момеханическими забрасывателями и ленточными цепными ре­шетками обратного хода.

На рис. 3-3 показана компоновка котла Е-4-14 (заводское обозначение КЕ-4-14С) с топкой ТЛЗМ (топка с ленточной цеп-

ной решеткой обратного хода и пневмомеханическим забрасы­вателем). Для обеспечения надежной работы пневмомеханиче­ского забрасывателя и цепной решетки необходимо один раз в смену заполнять консистентной смазкой колпачковые масленки, добавлять (при остановленном забрасывателе и решетке) ма­шинное масло в редукторы, периодически производить его пол­ную замену и проверять зазор между лопастями ротора забра-

33

сывателя и корпусом (зазор не Должен Превышать 3—4 мм). Во время работы топки необходимо проверять нагрев электро­двигателей забрасывателя и решетки, нагрев подшипников при­водного вала забрасывателей. При остановке топки у забрасы­вателя проверяется крепление лопастей ротора и производится очистка воздушных каналов от отложений пыли. Если при ра­боте забрасывателя происходит срезание предохранительного штифта, то перед пуском электродвигателя следует прокрутить ротор вручную и убедиться в свободном его вращении.

Привод решетки осуществляется четырехскоростным элек­тродвигателем через редуктор с двумя скоростями. Это позво­ляет иметь восемь скоростей в пределах от 2 до 14 м/ч.

Совмещение пневмомеханического заброса с движением слоя вместе с цепной решеткой обеспечивает полную поточность про­цесса горения, улучшает условия воспламенения топлива, позво­ляет удовлетворительно сжигать спекающиеся каменные и бу­рые несортированные угли без ручного вмешательства обслу­живающего персонала.

На начальном участке (вблизи задней стены топки) происхо­дит верхнее зажигание топлива. Однако на заднюю часть ре­шетки попадает только небольшая часть всего забрасываемого топлива, и тем облегчается его подготовка для горения. Основ­ная часть топлива забрасывается на всю решетку, где протекает активный процесс горения. При этом чем меньше скорость дви­жения решетки, тем меньше начальный участок, на котором происходит верхнее зажигание.

Опыт показывает, что при нормальных скоростях решетки в пределах 2—7 м/ч зажигание топлива в большинстве случаев достаточно надежное. Толщина активного слоя на начальном участке решетки около 50 мм, а в части интенсивного горения около 25 мм. При этом повышение влажности топлива, как пра­вило, приводит к утолщению слоя и ухудшению выжига шлака, что особенно заметно при влажности рабочей массы угля бо­лее 30 %.

Топка котла перед пуском должна быть очищена, а работа цепной решетки проверена на холостом ходу. Необходимо также произвести внутренний осмотр обмуровки топки, колосникового полотна, проверить легкость хода всех шиберов, наличие масла в редукторах забрасывателя и решетки, заправку масленок кон­систентной смазкой.

Топку растапливают дровами при естественной тяге, если удается создать разрежение в верхней части топки 10—20 Па. При недостаточной тяге пускается дымосос и устанавливается указанное разрежение в верхней части топки. Затем пускаются забрасыватели и решетка покрывается слоем угля толщиной 30—40 мм. На слой угля забрасываются расколотые дрова и масляные концы, которые затем поджигаются. Как только дрова прогорят, их следует расшуровать и затем при полностью закрытом направляющем аппарате включить дутьевой вентиля-

34

тор. После разгорания угля на решетке следует включить в ра­боту забрасыватели с минимальной подачей топлива. Для этого при работающих забрасывателях постепенно отвинчивают винты накидных собачек, устанавливая необходимую подачу топлива. Одновременно с забросом топлива открывается подача воздуха на пневмозаброс. Для действия пневмозаброса давление в об­щем воздушном коробе поддерживается равным 500—600 Па. Регулирование дальности заброса производят изменением поло­жения разгонной передвижной плиты. Давление воздуха под ре­шеткой в период растопки поддерживается равным 70—100 Па. Периодически следует контролировать дальность заброса топ­лива. По мере разгорания угля на решетке следует включить электродвигатель редуктора и установить минимальную ско­рость движения колосникового полотна. По мере повышения форсировки топки постепенно увеличивают скорость движения цепной решетки с таким расчетом, чтобы топливо на решетке успевало прогорать и не сбрасывалось в шлаковый бункер.

При нормальной работе обслуживание топки заключается в регулировании подачи топлива, правильном распределении воздуха по зонам и поддержании разрежения в верхней части топки в пределах 20—30 Па. Скорость движения колосникового полотна решетки следует установить с таким расчетом, чтобы толщина слоя сбрасываемого шлака составляла 80—120 мм. Меньшая толщина слоя шлака рекомендуется при работе на углях спекающихся или с легкоплавкой золой, большая—при сжигании бурых углей.

Для ликвидации потери теплоты от химической неполноты сгорания и уменьшения потери с уносом топки с пневмомехани­ческими забрасывателями оборудуются устройствами острого дутья. Острым дутьем называют поток (воздуха, продуктов сго­рания или пара), подаваемый в топочную камеру с большой скоростью через систему сопл.

Большое содержание горючих в уносе из слоевых топок (40—90 % в крупных фракциях уноса) делает целесообразным возврат в топку частиц уноса, оседающих в газоходах котлоагрегата, а также улавливаемых в золоуловителе первой ступени. Топки ТЛЗ оборудуются устройством для возврата уноса, осе­дающего в золовых бункерах котла. Наибольшие трудности при эксплуатации вызывает устройство возврата уноса, установ­ленное под низкопосаженными котлоагрегатами, так как эжек­торы здесь находятся внутри закрытых зольников, где за ними

трудно наблюдать.

На рис. 3-4 показано устройство возврата уноса для низко-посаженного котла ДКВР-6,5-14. Оно состоит из высоконапор­ного вентилятора, раздающего воздушного коллектора и четы­рех ветвей трубопровода с эжекторами. Нагнетательные трубы от эжекторов направляют унос к соплам, которые расположены в задней стене топки на высоте 500 мм над решеткой. Сопла на­правлены вниз и расположены под углом 10° для того, чтобы 35

исключить попадание в них крупных кусков топлива, вылетаю­щих из забрасывателей.

Возврат уноса на серийных котлах горизонтальной ориента­ции обычно совмещают с острым дутьем. В качестве примера на рис. 3-5 показано устройство возврата уноса и острого дутья

для котла ДК.ВР-10-14. Всего установлено 10 сопл (из них 6 ост­рого дутья). Сопла установлены на высоте примерно 800 мм от решетки и наклонены относительно полотна решетки на 20°. Сопла острого дутья установлены вперемежку с четырьмя соп­лами возврата уноса. Давление в коллекторе раздачи воздуха по соплам 2000 Па, что обеспечивает скорость на выходе из сопл около 46 м/с.

Опыт эксплуатации и испытаний острого дутья показал, что оно необходимо для снижения химической неполноты горения и количества уноса. Для снижения потери теплоты от механиче­ского недожога с уносом необходимо сочетать острое дутье с возвратом уноса. В качестве примера эффективности применения

36

острого дутья и устройства возврата уноса на рис. 3-6 по­казаны результаты испытания топки ПМЗ-РПК, выполненные

цкти.

При эксплуатации устройств возврата уноса необходимо сле­дить за забиванием эжекторов и смесительных труб. Причинами

этого являются: образование шлаковин в зольниках вследствие слипания и горения отложившегося уноса; засорение эжекторов осколками рассыпавшейся обмуровки; перекрытие сопл кусками топлива при слишком большой дальности заброса; несоответ­ствие размеров эжектора и его производительности количеству

выпадающего уноса.

Устройство возврата уноса при работе котла должно нахо­диться в непрерывном действии. Установка шиберов в воздуш-

37

ном тракте возврата уноса или регулирование воздуха, подавае­мого вентилятором, недопустимы. Зольники следует* оборудо­вать удобными дверцами для доступа к эжекторам, чтобы не реже одного раза в сутки проверять их работу. Следует учиты­вать, что эжектор не отсасывает полностью уноса из зольника с горизонтальным подом, выполняемого у котлов с низкой ком­поновкой. Отсос в этом случае начинается только после некото­рого накопления уноса и образования вокруг эжектора естест­венной воронки. Поэтому не следует считать, что эжектор не работает, если зольник заполняется по краям уносом. Важно, чтобы образовывалась всасывающая воронка.

Для сжигания куско­вого торфа, дров или дре­весных отходов применя­ются шахтные топки и бо­лее современные топки скоростного горения ЦКТИ системы В. В. По­меранцева. На рис. 3-7 показана шахтная топка для кускового торфа. При эксплуатации топки необ­ходимо следить за тем, чтобы горловина шахты всегда была заполнена топливом при плотно за­ крытом шибере загрузоч­ной воронки. Прогар топлива в горловине или неплотное закры­тие шибера может привести к загоранию топлива в шахте или выбросу продуктов горения через загрузочную воронку. В верх­ней части топки обычно поддерживается повышенное разреже­ние 40—60 Па. Давление воздуха под решеткой при сжигании кускового торфа составляет примерно 600 Па, а при сжигании дров поступление воздуха осуществляется за счет тяги, созда­ваемой дымовой трубой. Обслуживание топки, связанное с шу­ровкой слоя и удалением шлака, требует осторожности из-за возможного выброса пламени и должно производиться при за­крытом дутье и повышенном разрежении в топке.

При сжигании древесных отходов (опилки, кора, щепа) хо­рошо зарекомендовала себя топка скоростного горения ЦКТИ системы В. В. Померанцева, показанная на рис. 3-8. Особен­ностью топки является наличие зажимающей решетки, которая, препятствуя выносу мелких фракций топлива, обеспечивает вы­сокую форсировку процесса горения. Зажимающая решетка вы­полнена из таких же труб, что и экранные поверхности котла. К трубам приварены шипы. При эксплуатации топки весьма важно правильно распределять воздух. Около 70 % воздуха, не­обходимого для горения, должно подаваться в качестве первич­ного в нижнюю часть шахты, остальной воздух является вто-

38

ричным и подается в топочную камеру через нижние и верхние сопла. Во избежание выброса продуктов горения через топлив­ный рукав необходимо следить, чтобы он всегда был заполнен достаточным количеством топлива.

3-3. ПЫЛЕУГОЛЬНЫЕ ТОПКИ

Пылеугольные топки применяются для паровых и водогрей­ных котлоагрегатов мощностью более 20 МВт при сжигании фрезерного торфа, бурых и каменных углей, а также антрацита. В промышленных и отопительных котельных чаще всего сжига­ются бурые и каменные угли с выходом летучих У^г^28 % (на горючую массу). Для сжигания этих углей и фрезерного торфа, как правило, устанавливаются пылеугольные топки с молотко­выми мельницами. Молотковые мельницы тоже широко исполь­зуются для установки в пылеугольных топках энергетических

39

котлоагрегатов, Почти половина топлива, используемого в на­стоящее время на электростанциях, размалывается молотко­выми мельницами в схемах прямого вдувания.

Отделение крупных частиц пыли от мелких, готовых для сжигания, производится в сепараторах, являющихся неотъемле-

40

мой частью системы пылеприготовления. С молотковыми мель­ницами в зависимости от свойств сжигаемого топлива применя­ются гравитационные, инерционные или центробежные сепара­торы.

Наиболее распространенным типом питателей сырого топ­лива является скребковый питатель различного конструктивного

исполнения. В настоящее время выпускаются скребковые пита­тели по ГОСТ 8332—71. Питатель прост в изготовлении и об­служивании, может работать в системах под давлением как большим, так и меньшим атмосферного, обладает необходимой герметичностью. Корпус питателя в соответствии с правилами взрывобезопасности рассчитан на повышение внутреннего дав­ления до 0,04 МПа.

Схема пылеугольной топки с молотковыми мельницами по­казана на рис. 3-9. При эксплуатации этих топок основное вни-

41

мание должно быть обращено на устойчивость процесса горе­ния, предотвращение выхода температуры аэросмеси- в сепара­торе за допустимые пределы, загрузку молотковых мельниц топ­ливом, регулирование работы питателей топлива и тонкости по­мола пыли, правильное распределение первичного и вторичного воздуха, своевременную замену бил и билодержателей мельниц.

П роизводительность мельницы определенного типоразмера при постоянной скорости вращения ротора зависит от коэффи­циента размолоспособности топлива, тонкости помола, крупно­сти исходного топлива и его влажности, расхода сушильного агента и его температуры. Наибольшее влияние на работу мо­лотковой мельницы оказывает тонкость помола и коэффициент размолоспособности топлива.

Под оптимальной производительностью мельницы понимают такую производительность, при которой расход электроэнергии на размол минимален. Увеличение или уменьшение производи­тельности мельницы по сравнению с оптимальной вызывает по­вышение удельного расхода электроэнергии на размол. Опти­мальная производительность обусловливается большим числом конструктивных и технологических факторов. Паспортная про­изводительность мельницы принимается обычно за оптимальную.

Под максимальной производительностью мельницы пони­мают такую производительность, при которой еще сохраняется баланс между подачей на мельницу топлива и выдачей готовой пыли, т. е. мельница может устойчиво работать достаточно дол­гое время.

Коэффициент размолоспособности характеризует сопротивле­ние углей размолу. По мере увеличения твердости топлива ко­эффициент размолоспособности уменьшается; для большинства топлив он больше единицы. Однако встречаются отдельные топ­лива (например, артемовские и тавричанские бурые угли), имеющие коэффициент размолоспособности меньше единицы.

Одним из важнейших показателей, характеризующих эконо­мичность работы молотковых мельниц и их пригодность для размола различных углей, является абразивный износ мелющих органов — бил. Износ бил зависит от многих факторов, глав­ными из которых являются: абразивность размалываемого топ­лива, износостойкость металла бил, удельная производитель­ность мельницы, тонкость помола пыли, конструкция бил.

Износ бил мельницы заметно влияет на ее производитель­ность. Так, по данным ЦКТИ износ бил на 40 мм при испыта­нии мельницы на канском буром угле снизил ее производитель­ность на 10—15 % по сравнению с производительностью при но­вых билах. В молотковых мельницах, выпускаемых в СССР, радиальный зазор равен 25—30 мм, причем считается, что этот зазор оптимален с точки зрения экономичности работы мель­ницы.

На рис. 3-10 показаны распространенные типы бил, устанав­ливаемые на молотковых мельницах. Основным недостатком

42

П-образных бил (рис. 3-Ю, а) является небольшая степень ис­пользования металла (0,25—0,30) и значительное снижение про­изводительности мельницы по мере износа бил. Под степенью использования металла бил понимают отношение массы изно­шенного металла к массе нового била.

Отличительной особенностью С-образных бил является тон­кая (толщиной 20—40 мм) длинная лопасть (рис. 3-10,6). Сте­пень использования металла у С-образных бил составляет 0,40—0,45, что объясняется большой допустимой высотой износа

бил. Основным недостатком этих бил, как показал опыт их эксплуатации, является более низкая прочность. При попадании металла

в мельницу вместе с углем

происходят частые поломки бил, что снижает надежность ра­боты мельниц. Для увеличения прочности С-образных бил тре­стом ОРГРЭС предложена конструкция с двумя ребрами же­сткости, расположенными с задней стороны била (рис. 3-10,б). Установка ребер жесткости заметно повысила прочность бил, но при этом несколько увеличился их износ.

В настоящее время наиболее распространенным методом по­вышения износостойкости металла бил является наплавка их сплавом Т-620 или сормайтом. В зависимости от способа и тол­щины наплавки износостойкость наплавленных бил по сравне­нию с износостойкостью бил, выполненных из стали СтЗ, увели­чивается в 1,5—4,5 раза. Била следует наплавлять с лобовой плоскости. Наплавка сплавом Т-620 или сормайтом дает наи­лучшие результаты при использовании бил, изготовленных из стали 20Л или ЗОГЛ. 43

Наблюдения за характером износа бил показали, что форма изнашиваемой поверхности не зависит от сорта размалываемого топлива и металла бил. На форму изнашиваемой поверхности влияет конструкция била, линейная скорость и число бил по окружности.

При эксплуатации мельниц необходимо систематически сле­дить за ^состоянием бил и билодержателей, заменяя изношенные. При замене бил противоположные била должны иметь одинако­вую массу.

Отделение крупных частиц пыли от мелких, готовых для сжигания, производится в сепараторах, являющихся неотъемле­мой частью системы пылеприготовления. С молотковыми мель­ницами в зависимости от свойств сжигаемого топлива применя­ются гравитационные, инерционные или центробежные сепара­торы.

Гравитационные сепараторы применяются с молотковыми мельницами производительностью до 20 т/ч (по подмосковному углю) для получения грубой пыли (Яэо^45%) при размоле бурых углей, сланцев и фрезерного торфа. Средняя скорость в шахте гравитационного сепаратора для бурых углей состав­ляет 1,6—3,3 м/с, для сланцев 2,2—3,4 м/с и фрезерного торфа 3,5—4,5 м/с. Изменение тонкости помола в гравитационном се­параторе достигается регулированием количества воздуха, по­ступающего в мельницу. Увеличение количества воздуха, пода­ваемого в мельницу (первичный воздух), при неизменной по­даче топлива приводит к возрастанию скорости в шахте и угрублению помола. Соответственно при уменьшении количества воздуха, подаваемого в мельницу, сепаратор выдает более мел­кую пыль. Однако производительность мельницы при этом уменьшается.

Инерционные сепараторы применяются с молотковыми мель­ницами производительностью более 20 т/ч (по подмосковному углю) для грубого размола бурых углей, сланцев и фрезерного торфа. Регулирование тонкости пыли, выдаваемой сепаратором, в пределах 10—15 % остатка на сите 90 мкм производится по­воротным шибером, который может устанавливаться под раз­личными углами.

В молотковых мельницах с центробежными сепараторами получается пыль с тонкостью помола, характеризуемой остат­ком 20—40 % на сите 90 мкм, что позволяет удовлетворительно сжигать каменные угли с выходом летучих выше 28 %.

При эксплуатации мельниц и сепараторов серьезное внима­ние должно быть обращено на обеспечение плотности всего пы­левого тракта. Люки и дверцы уплотняют асбестовым шнуром, заменяя его при износе. Сепараторы мельниц должны быть плотно проварены, всякое появление в них неплотностей должно своевременно ликвидироваться. Надо следить за отсутствием по­вреждений воздушного уплотнения в месте прохода вала мель­ницы через корпус. Следует помнить, что отложения пыли на

44

(

строительных конструкциях и оборудовании создают опасность пожара и взрыва. Температура воспламенения пыли зависит от тонкости ее помола, количества летучих в топливе, влажности пыли, содержания свободного кислорода, зольности топлива и от других факторов. Так, по данным Всесоюзного теплотехни­ческого института им. Ф. Э. Дзержинского (ВТИ), температура воспламенения бурых углей различных месторождений состав­ляет 565—665 °С.

Взрыв пыли происходит только при определенных концен­трациях ее в потоке. По данным лабораторных исследований ЦКТИ, при минимальной концентрации пыли украинского бу­рого угля в потоке, равной 0,124 кг/м³, кизиловского — 0,245 кг/м³, торфа — 0,150 кг/м³, взрыв не происходил. Также не происходил взрыв при максимальной концентрации пыли торфа, равной 13—16 кг/м³, и подмосковского угля — 5—6 кг/м³. Для разных топлив минимальная и максимальная концентрация в потоке, при которых происходит взрыв, различны. При содер­жании свободного кислорода в смеси 16 % и менее взрыв не

происходит.

Уборку пыли с оборудования следует производить только после заливки ее водой. При этом недопустимо взрыхление пыли, так как может произойти ее вспышка или взрыв. Эксплуа­тация шахтно-мельничных топок должна производиться в стро­гом соответствии с «Правилами взрывобезопасности установок для приготовления и сжигания топлив в пылевидном со­стоянии».

При обслуживании топок необходимо внимательно следить за температурой аэросмеси в сепараторе во избежание загора­ния или взрыва пыли. В соответствии с «Правилами взрывобез­опасности установок для приготовления и сжигания топлив в пылевидном состоянии» температура аэропыли на выходе из мельницы при сушке горячим воздухом и размоле каменных углей не должна превышать 130 °С, бурых углей —100 °С и фрезерного торфа —80 °С, а при сушке смесью дымовых газов с воздухом — соответственно 170, 140 и 120 °С. Если темпера­тура аэросмеси превысит указанные значения, обслуживающий персонал должен увеличить подачу топлива в мельницу или по­дать насыщенный пар. При появлении признаков горения аэро­смеси и невозможности ликвидации его указанными средствами останавливают питатель топлива и мельницу. В мельницу и шахту (только при сжигании бурых углей и торфа) подают распыленную в форсунках воду.

Повышение температуры и загорание аэросмеси обычно про­исходит при неустойчивой работе топки вследствие пониженных нагрузок, пульсации факела, сжигания сухого топлива в летний период и других нарушений топочного режима.

При замене изношенных бил или в других случаях остановки мельницы, связанных с ее вскрытием, необходимо проявлять ос­торожность. Перед остановкой мельницы сначала останавли вают питатель топлива и вентилируют мельницу воздухом до полной разгрузки электродвигателя (нагрузка электродвига-тедя по амперметру должна соответствовать его холостому J ходу). Вентиляцию мельницы производят воздухом пониженной температуры. Это достигается присадкой холодного воздуха к горячему. В период вентиляции мельницы температура аэро-смесй не должна превышать допустимую. Затем мельницу оста­навливают и в нее подают насыщенный пар, отключая шахту от топки шибером. Открывают двери мельницы осторожно, при­открыв одну из дверей и находясь в стороне, убеждаются в от­сутствии тлеющих очагов пыли. Если обнаружены тлеющие очаги, двери мельницы снова закрывают и подают в нее насы­щенный пар или распыленную воду. Излишнюю подачу пара или заливку мельницы водой производить не следует, так как это усложняет удаление из нее остатков пыли и работу ремонт­ного персонала. Допускать ремонтный персонал можно только после охлаждения мельницы и при устойчивой работе топки. При ремонте мельницы на работающем котле не следует про­изводить удаление шлака, обдувку поверхностей нагрева и дру­гие операции, которые могут нарушить устойчивость топочного процесса.

Экономичность работы пылеугольных топок зависит от по­терь теплоты с химическим и механическим недожогом, наруж­ного охлаждения и от расхода электроэнергии на размол топ­лива. Потеря тепла от химической неполноты сгорания при нор­мальных коэффициентах избытка воздуха и правильном его распределении практически отсутствует или невелика. Потеря теплоты от наружного охлаждения также незначительна, не пре­вышает 0,6 %. Основной потерей тепла является потеря от ме­ханического недожога, которая зависит от коэффициента из­бытка воздуха, тонкости помола пыли и нагрузки объема топоч­ной камеры. В то же время утонение пыли ведет к увеличению расхода электроэнергии на ее приготовление.

При повышенных или пониженных нагрузках объема топоч­ной камеры наблюдается увеличение потери теплоты от механи­ческого недожога. Увеличение потери теплоты от механического недожога с ростом нагрузки топочного объема обусловлено уг-рублением пыли вследствие повышения скорости аэросмеси в шахте. При пониженных нагрузках топочного объема рост механического недожога происходит из-за снижения темпера­туры в топочной камере и увеличения времени, необходимого для сжигания пыли.

Как показали многочисленные испытания топок с молотко­выми мельницами, при сжигании топлив с малым выходом ле­тучих наблюдается заметное увеличение механического недо­жога при уменьшении коэффициента избытка воздуха от 1,25 до 1,05. Так, при сжигании карагандинского каменного угля потеря теплоты от механического недожога увеличилась от 6 до 9 % при уменьшении коэффициента избытка воздуха от 1,30 до

46

1,05 при тонкости помола пыли, характеризуемой остатком на сите i?go=30 %. Для топлив с большим выходом летучих (бурые угли, фрезерный торф) снижение коэффициента избытка воз­духа меньше сказывается на потере тепла с механическим не­дожогом.

о

кВт-я

В связи с тем что более тонкий помол топлива одновременно влияет на потерю теплоты от механического недожога и на рас­ход электроэнергии на привод мельниц, необходимо выбирать наивыгодную тонкость помола пыли. Под наивыгодной (опти­мальной) тонкостью помола понимают такой остаток на сите с размерами ячейки 90 мкм, при котором сумма потерь теплоты от химиче­ского и механического недо­жога и расхода электро­энергии на помол, выражен­ного в процентах низшей теплоты сгорания, мини­мальна. Расход электро­энергии в процентах низ­шей теплоты сгорания топ­лива может быть определен по формуле

где Ъ — удельный рас­ход условного топлива, кг/ (кВт • ч); Э — удельный расход электроэнергии на размол топлива, кВт-ч/т; Q_H^p —низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг.

Выбор оптимальной тонкости помола производится на осно­вании испытаний котельного агрегата. На рис. 3-11 показан вы­бор оптимальной тонкости помола по данным испытаний при сжигании бурого угля. Из графика видно, что минимальная сумма затрат энергии на помол и покрытие потерь теплоты от химической и механической неполноты горения будет при ос­татке на сите i?9o=55%. Испытания показали, что чем больше в топливе летучих, тем грубее может быть помол пыли.

Для экономичной эксплуатации топок с молотковыми мель­ницами необходимо правильно распределять первичный воздух, подаваемый в мельницу, и вторичный воздух, подаваемый в то­почную камеру. Опыт показывает, что количество первичного воздуха должно быть тем больше, чем выше содержание лету­чих в топливе. В табл. 3-2 приведены соотношения между коли­чеством первичного и вторичного воздуха в зависимости от вида

47

сжигаемого топлива. Эти данные в условиях эксплуатации уточняются при режимно-наладочных испытаниях. Воздушный режим топки влияет также на расположение факела в топочной камере. При открытых амбразурах вторичный воздух может подаваться через верхние и нижние шлицы (рис. 3-12,а). По­дача воздуха только в верхние шлицы отжимает факел в холод­ную, воронку, а только в нижние шлицы — поднимает факел выше оси амбразур; одновременная подача воздуха в верхние и нижние шлицы вытягивает факел и приближает его к заднему экрану. Практикуют подачу воздуха дополнительно в задние

сопла. Подача воздуха в задние сопла способствует лучшему перемешиванию и догоранию топлива в пределах топочной ка­меры. Регулированием подачи воздуха в верхние, нижние и зад­ние сопла выбирают такое расположение факела, при котором наиболее полно используется объем топочной камеры и не про­исходит местной тепловой перегрузки отдельных экранных по­верхностей нагрева. Кроме того, регулированием подачи вторич-

48

ного воздуха препятствуют сепарации крупных недогоревших частиц из факела в холодную воронку.

Для улучшения заполнения топки факелом иногда вместо от­крытых амбразур применяют амбразуры с горизонтальным рассекателем и поворотным шибером перед ними (рис. 3-2, б). Опыт эксплуатации рассекателей не выявил их особых пре­имуществ перед открытыми амбразурами. В отдельных установ­ках при сжигании каменных углей горизонтальные рассекатели способствовали шлакованию нижней части амбразур. Заметное улучшение в заполнении топочной камеры наблюдается при ис-

пользовании эжекционных амбразур ЦКТИ (рис. 3-12, в). В этих амбразурах сопла вторичного воздуха непосредственно введены в амбразуру и имеют две пряди: одну, направленную вверх, и другую — вниз. Это обеспечивает больший угол разноса факела, меньшую длину его и лучшее перемешивание вторич­ного воздуха в пределах топочной камеры.

Регулирование положения факела при установке горизон­тального рассекателя достигается изменением положения ши­бера. Для опускания факела в сторону холодной воронки шибер поворачивают вверх, уменьшая количество аэросмеси, проходя­щей через верхнюю часть амбразуры. Для подъема факела из холодной воронки шибер поворачивают немного вниз, увеличи­вая количество аэросмеси, проходящей через верхнюю часть амбразуры. В эжекционных амбразурах регулирование положе­ния факела в топке производится поворотными лопатками, ко­торые располагаются в нижней пряди сопл.

При сжигании каменных углей в топках с молотковыми мельницами применяются вихревые прямоточно-улиточные го­релки (рис. 3-13). Пылевоздушная смесь подается по централь­ной трубе, на конце которой установлен диффузор и конический 49

рассекатель, обеспечивающий большой угол раскрытия потока. Вторичный воздух получает закрутку в улиточном закручиателе и, выходя по кольцевому каналу в топку, перемешивается с потоком пылевоздушной смеси. Конус может перемещаться посредством вращения штурвала, что позволяет, изменяя пло­щадь выходного сечения, регулировать скорость выхода пылевоздущной смеси в зависимости от вида сжигаемого топлива. Скорость выхода пылевоздушной смеси составляет 14—22 м/с, причем меньшее значение относится к антрациту, а большее — к каменному углю. Соответственно скорость вторичного воздуха составляет 18—22 м/с. Выбор скорости пылевоздушной смеси уточняется на основе результатов режимно-наладочных испы­таний.

Пуск топки с молотковыми мельницами и гравитационным сепаратором (см. рис. 3-9) выполняется в следующей последо­вательности. Производится осмотр и опробование на холостом ходу питателя топлива, молотковых мельниц (проверяется из­нос бил и билодержателей, легкость хода шиберов и исправ­ность их привода), проверяется состояние пылеугольных горе­лок, экранных поверхностей нагрева, мазутных растопочных форсунок. После подготовки котла к пуску и завершения венти­ляции топки и газоходов (при работе дымососа и вентилятора) поочередно зажигают растопочные форсунки. Перед зажига­нием форсунки с паровым распыливанием мазута необходимо закрыть полностью лючки и гляделки, подачу воздуха на фор­сунку, отрегулировать разрежение в верхней части топки, уста­новив его равным 10—20 Па, и убедиться, что установилась требуемая температура мазута. Затем следует вставить в за­пальное отверстие мазутный растопочный факел. При устойчи­вом горении факела в форсунку сначала подается немного воз­духа и пара, а затем и мазут путем постепенного открытия ре­гулировочного вентиля. При воспламенении мазута необходимо отрегулировать горение, изменяя подачу мазута, пара и воз­духа. При устойчивом горении удаляется растопочный факел. В'се операции по изменению подачи пара, воздуха и мазута при регулировании работы форсунки следует производить"по­степенно, наблюдая за факелом и не допуская подтекания ма­зута. Факел должен быть устойчивым, ярким, без черных по­лос. Аналогично зажигается вторая растопочная мазутная форсунка. На растопочных мазутных форсунках производится постепенный прогрев топки и котла.

После включения котла в паровую магистраль полностью открывается шибер в шахте, отключающий одну из мельниц. Затем включается мельница и приоткрывается шибер, регули­рующий подачу воздуха в мельницу. В течение 2—3 мин про­изводится вентиляция мельницы и проверяется ее работа ^пра­вильность направления вращения, загрузка электродвигателя по амперметру). После этого на минимальной скорости включа­ется питатель угля и по амперметру контролируется загрузка

50

электродвигателя мельницы (перегрузка электродвигателя не. допускается). Если электродвигатель мельницы начнет перегру­жаться, надо немедленно отключить питатель топлива. Через гляделку, имеющуюся в топке, проверяют загорание пыли, вы­ходящей из горелки, и следят за тем, чтобы разрежение в верх­ней части топки составляло 10—20 Па. Незначительно увеличив подачу воздуха и топлива в мельницу, добиваются устойчивого горения пыли и следят за повышением нагрузки котла.

При устойчивом горении пыли форсировка соответствующей мазутной форсунки должна быть уменьшена. Пуск второй мо­лотковой мельницы производится аналогично описанному. При нагрузке котла около половины номинальной мазутные фор­сунки полностью отключаются.

Сжигание фрезерного торфа, имеющего V^r=70 %, без его предвари­тельного размола может с успехом производиться в топках ЦК.ТИ системы А. А. Шершнева. Принципиальная схема топки показана на рис. 3-14. В пневматических топках системы А. А. Шершнева топочная камера имеет специальную конфигурацию, а основной воздух, необходимый для горения, поступает из сопл 5 в нижнюю часть холодной воронки по ее переднему скату. Топливо подается питателем через щель или щелевую горелку на­встречу потоку воздуха. Встречаясь с воздухом, топливо как бы сортиру­ется по размерам фракции. Мелкие фракции сразу же подхватываются воз­духом и, воспламенившись, сгорают в верхней части топочной камеры во взвешенном состоянии. Крупные фракции скатываются по передней стенке воронки, но, дойдя до ее устья, подхватываются потоком воздуха и направ­ляются к порогу. Подсушенные более легкие частицы выбрасываются в сред­нюю часть топочной камеры и сгорают во взвешенном состоянии. Влажные, тяжелые частицы возвращаются к устью воронки и снова подхватываются потоком воздуха. Таким образом, крупные частицы многократно циркули­руют вверх и вниз, размельчаясь и подсыхая. Циркуляция этих частиц бу­дет происходить до тех пор, пока поток воздуха не выбросит их в среднюю часть топочной камеры, где они сгорят. Комочки и куски топлива, которые не были подхвачены потоком воздуха, догорают на решетке с поворотными колосниками, которая расположена под воронкой.

Растопка котла производится на кусковом торфе или дровах, которые укладываются на колосниковую решетку. Когда дрова или кусковой торф немного разгорятся, следует пустить дымосос, а затем, закрыв шлаковый за­твор, пустить дутьевой вентилятор, приоткрыв немного шибер, регулирующий подачу воздуха под колосниковую решетку. Затем, периодически пуская пи­татель с минимальной производительностью, подают в топку фрезерный торф. После разогрева обмуровки и уменьшения толщины прогорающего на решетке топлива открывают подачу воздуха в сопла воронки и на мини­мальной подаче топлива включают питатель фрезерного торфа, наблюдая за его горением. Отрегулировав подачу фрезерного торфа и воздуха, посте­пенно повышают форсировку топки.

При нормальной работе топки рекомендуется 60 % воздуха подавать в сопла воронки (скорость выхода воздуха из сопл 20—25 м/с), 10 % под колосниковую решетку воронки, 10 % под решетку камеры догорания, а ос­тальной воздух через сопла острого дутья (при наличии острого дутья). Для поддержания нормального режима горения питатель топлива должен непре­рывно работать. При этом необходимо следить, чтобы не происходил завал топливом сопл воронки. Один-два раза в смену производится чистка колос­никовой решетки. Для этого останавливают питатель, расположенный над очи­щаемой решеткой, в течение 3—5 мин прожигают шлак и, закрыв подачу воз­духа под решетку, приступают к удалению шлака. В период чистки решетки поддерживается повышенное разрежение в топке (40—50 Па).

51

При эксплуатации топки необходимо соблюдать осторожность, не допу­ская завала сопл воронки фрезерным торфом, повышенного разрежения в топке (более 30 Па), скопления золы в поддувалах, обрыва факела. Всегда необходимо соблюдать следующее правило: при пуске топки сначала

открывают подачу воздуха в сопла воронки и под решетку, а затем пус­кают питатель топлива, а при остановке топки сначала останавливают пи­татель топлива и только после этого прекращают подачу воздуха в сопла воронки и под решетку. При эксплуатации топки необходимо систематиче­ски следить за исправностью порога на переднем скате, колосников и при­вода решетки, шлаковых затворов, привода питателя.

3-4. ТОПКИ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

В топках промышленных парогенераторов и водогрейных котлов в основном сжигаются вязкие мазуты марок 40, 100 и реже 200. Топочные мазуты этих марок делятся на малосерни­стые, сернистые и высокосернистые с содержанием серы соот­ветственно не более 0,5; 2,0 и 3,5%. Для сжигания мазута не­обходима его предварительная подготовка: уменьшение вязко­сти и распыление, при котором обеспечивается испарение мазута. Распыление и распределение жидкого топлива в потоке окислителя (воздуха) производится в одном из элементов го­релки, называемом форсункой.

В настоящее время имеются разнообразные конструкции форсунок для сжигания мазута. Из различных типов форсунок с пневматическим распыливанием мазута наибольшее распро­странение в свое время получили разработанные ЦКТИ горелки двух типов: низконапорные типа НГМГ (в настоящее время сняты с производства, но находятся в эксплуатации во многих котельных) и паромеханические типа ГМГ. Обе эти конструк­ции выполнены как комбинированные для сжигания газа и ма­зута. В последнее время для сжигания мазута начинают приме­няться камеры двухступенчатого сжигания. Для водогрейных котлов применяются ротационные горелки, разработанные ЦКТИ совместно с БЗЭМ, Калужским машиностроительным заводом и заводом «Ильмарине».

Для стационарных паровых котлов форсунки паромеханиче­ские выпускаются в соответствии с ОСТ 108.836.03—80, механи­ческие по ОСТ 108.836.01—80 и паровые по ОСТ 108.836.04—80.

Для сжигания вязкого мазута независимо от типа применяе­мых форсунок необходим его предварительный подогрев, от ко- < торого зависит качество распыливания мазута. Температура подогрева мазута выбирается с таким расчетом, чтобы вязкость мазута перед горелками обеспечивала необходимое качество распыливания. Для механических и паромеханических форсунок вязкость мазута рекомендуется поддерживать 2,5° -УВ (16,1 мм²/с), для пневматических — не более 6° УВ (44 мм²/с) и ротационных — не более 8°УВ (59 мм²/с). Для получения указанных значений вязкости мазута перед форсунками необхо­димо подогревать мазут марки 40 до 115 °С, а марки 100 — до 130 °Спри сжигании в топках с механическими и паромеханическими форсунками; в топках с пневматическими форсун­ками— соответственно до 90 и ПО °С; в топках с ротационными форсунками — до 80 и 95 °С.

53

Н а рис. 3-15 показана схема газомазутной горелки типа НГМГ с воздушным распиливанием мазута. В горелке НГМГ мазут поступает под давлением не более 30 кПа по мазутному стволу 4 и вытекает через мазутовыпускные отверстия 8. Рас­пиливающий (первичный) воздух получает закрутку в завихрителе 9 и, выходя через пережимное кольцо 7, подхватывает и

распиливает струйки ма­зута, вытекающие через от­верстия 8. Давление пер­вичного воздуха составляет 2500—3000 Па при расходе 10—15 % общего количе­ства воздуха, необходимого для горения. При эксплуатации форсунки необходимо следить за правильной установкой мазутного ствола. Много­численные испытания показали, что излишнее смещение мазуто-выпускных отверстий относительно пережима в сторону топки приводит к удлинению факела, затягиванию процесса горения в камеру догорания и даже в газоходы котла. Излишнее сме­щение мазутовыпускных отверстий в противоположную сторону относительно пережима приводит к попаданию мазута на за-вихритель. Положение мазутовыпускных отверстий относи­тельно пережима уточняется при наладке горелки. На рис. 3-16 показано оптимальное положение мазутовыпускных отверстий

54

для горелки НГМГ-4, установленной на котле ДКВР-6,5-14. При монтаже горелок нужно следить за тем, чтобы закрутка пер­вичного (распыливающего) воздуха и вторичного воздуха, по­даваемого для горения, производилась в одну и ту же сторону. На рис. 3-17 показана одна из конструкций вихревых горе­лок с паромеханической форсункой, разработанная ЦКТИ и се­рийно выпускаемая заводом «Ильмарине». Горелка состоит из паромеханической форсунки, двухзонного направляющего аппа­рата и газовой камеры с газовыпускными отверстиями. Горелка предназначена для сжигания мазута и природного газа.

Один из вариантов форсунки с паромеханическим распыливанием, применяемых в вихревых горелках, показан на рис. 3-18. Принцип действия форсунки заключается в следующем. Мазут по трубе 2 через распределительную шайбу 4 поступает в коль­цевую камеру распылителя 5 и затем по тангенциальным кана­лам попадает в его завихрительную камеру. Закрученная струя мазута под действием центробежных сил прижимается к стен­кам завихрительной камеры и, продолжая двигаться поступа­тельно, срывается с кромки сопла распылителя 5, разбиваясь на множество мельчайших капель. Пар из трубы / поступает в по­лость между деталями, пропускающими мазут, и концевой гай­кой 8. Из этой полости пар поступает через тангенциальные ка­налы в камеру парового завихрителя 6. Затем пар выходит под углом из цилиндрической щели и охватывает с внешней стороны распыленную струю мазута.

55

П ри расходах мазута, меньших 50 % номинального, давление мазута перед форсункой становится недостаточным'для хоро­шего качества распиливания и в форсунку дополнительно пода­ется пар. Однако, так как расход пара не превышает 0,03 кг/кг,

подача его произво­дится при всех нагруз­ках форсунки с давле­нием 70 — 200 кПа. В то же время испы­тания показали, что при расходах мазута 70 % и более подача пара практически не улучшает качества

распыливания. Давле­ние мазута перед фор­сункой в зависимости от ее номинальной мощности выбирается от 1,3 до 3,5 МПа. Ре­ гулирование мощности форсунки произво-

дится изменением дав­ления мазута перед ней.

Качество работы мазутных форсунок с механическим и паромеханическим распыливанием зависит от тщательности изготов­ления, точности сборки и установки. Очень ва­жно обеспечить плот­ность мазутного тра­кта во избежание по­падания мазута в паровой канал, так как последнее приво­дит к закупорке ка­ нала из-за коксова­ния мазута. При обслуживании форсунки необходимо систематически ее прочищать и заменять распылитель, который чаще выходит из строя, чем остальные детали. Абразивный износ внутренних по­верхностей, особенно стенок распылителя, приводит к изменению формы факела, увеличению расхода топлива и укрупнению раз­мера капель. Скорость износа зависит от загрязненности ма­зута механическими примесями, его состава, а также от давле-

56

ния подачи. Опыт показывает, что, несмотря на очистку мазута от механических примесей, наблюдается загрязнение входных каналов и распределительной шайбы форсунки. Это приводит к смещению факела относительно оси форсунки и ухудшению качества ее работы. При снижении производительности форсунки вследствие частичного закоксовывания или засорения темпера­тура стенок быстро растет, а это приводит к ускоренному закоксовыванию. Во избежание этого надо систематически следить за температурой и чистотой распылителей, а также характером факела. При появлении около корня факела темных полос, скоплений капель и разрывов необходимо проверить состояние

деталей форсунки.

На рис. 3-19 показана горелка РГМГ (ротационная газомазутная горелка) с встроенным вентилятором распыливающёго воздуха, выпускаемая серийно мощностью до 8 МВт. Горелки большей мощности выпускаются с отдельно устанавливаемым вентилятором распыливающёго воздуха.

Мазутная форсунка 11 горелки состоит из полого вала 17, на котором закреплены рабочее колесо 18 вентилятора распыливающёго воздуха, распыливающий стакан 13 и гайка-питатель 14. Вал 17 через клиноременную передачу 19 получает враще­ние от электродвигателя 20. Мазут подводится к штуцеру 3. В центральном отверстии вала расположена консольная топлив­ная трубка 15, по которой мазут поступает в кольцевую внут­реннюю полость гайки-питателя 14. В гайке-питателе имеются четыре радиальных канала, по которым под действием центро­бежных сил мазут вытекает на внутреннюю стенку распыливаю­щёго стакана, образуя пленку. В стакане пленка перемещается в осевом направлении и затем срывается с кромки стакана, рас­падаясь на капли. При этом угол раскрытия образующегося ко­нуса, если не подавать распыливающёго воздуха, близок к 180°. Для получения нужного угла раскрытия конуса и лучшего рас­пыления мазута через завихритель 12 подается распиливающий (первичный) воздух. Первичный воздух поступает также через четыре отверстия в гайке-питателе в полость распыливающёго стакана 13, что предохраняет его от закоксовывания. Распыливающий стакан имеет конусообразную форму и отполирован.

Вторичный воздух поступает в улиточный короб 8 и из него направляется к завихрителю 16 и всасывающему патрубку пер­вичного воздуха 7, в котором имеется шибер для регулирования количества воздуха, поступающего к распыливающему вентиля­тору. Распыливающий вентилятор создает напор около 5000 Па. Давление мазута не должно превышать 0,2 МПа.

Подробные промышленные испытания горелки РГМГ-10 вы­полнены ЦКТИ. Основные параметры горелки по данным этих испытаний показаны на рис. 3-20. В результате испытаний уста­новлено, что диапазон регулирования мощности горелки — от 10 дб 100%. Доля первичного (распыливающёго) воздуха на номи­нальной нагрузке составляла примерно 10 % общего расхода

57

воздуха, поданного на горение. Давление первичного воздуха на нагрузках 100—30 % номинальной поддерживалось равным 5000—6000 Па, а на нагрузках ниже 30 % номинальной — в пре­делах от 2500 до 3500 Па. При испытании сжигался мазут марки 40 и природный газ Дашавского месторождения с низшей теплотой сгорания 36,12 МДж.

При эксплуатации ротационных форсунок необходимо следить за чистотой внутренней поверхности распыливающего ста­кана, так как нагарообразование, смолистые и другие отложе­ния резко ухудшают качество распыливания. Об отложениях на стенках распыливающего стакана можно судить по появлению в топке крупных летящих капель — «звездочек». В таких слу­чаях форсунка должна быть отключена и выведена из воздуш­ного короба. Для этого достаточно вывернуть барашки прижим­ного устройства и откатить мазутную часть горелки, которая имеет двойной шарнир. После этого следует очистить полость стакана деревянным, алюминиевым или красномедным ножом и промыть соляровым маслом или другим легким топливом. Уда-

59

л ять нагар стальным инструментом нельзя, так как на стенке стакана останутся риски, что резко ухудшит качество распили­вания мазута. Недопустимы также зазубрины, выбоины на кромке распыливающего стакана. Периодически следует прове­рять размах вибрации кромки стакана, который не должен пре­вышать 0,06 мм.

Факел, выдаваемый горелкой, должен быть симметричным относительно геометрической оси горелки. Несимметричность факела и даже вибрационное горение могут возникать вслед­ствие неправильного выполнения амбразуры или ее разрушения

в процессе эксплуатации. Периодически следует добав­лять смазку в подшипниковые узлы, производя подачу ее шприцем до тех пор, пока она не начнет устойчиво выжи­маться из контрольных отвер­стий.

При задевании топливной трубки за вал форсунки появ­ляется резкий звенящий шум. Устранение этого достигается центровкой топливной трубки относительно отверстия вала форсунки. Резкий шум также может быть вызван задева­нием колеса вентилятора за его корпус вследствие смеще­ния ротора форсунки. Ликви­дация этого Дефекта достига­ется регулировкой положения ротора с помощью прокладок, установленных в подшипниковых узлах. Правильность положения ротора проверяется через ин­спекционное отверстие в корпусе вентилятора. Несовпадение выходной кромки колеса вентилятора с выходной кромкой на­правляющего аппарата не должно превышать 0,5 мм.

На рис. 3-21 показана камера двухступенчатого сжигания топлива. Она состоит из паромеханической форсунки 2 с завихрителем первичного воздуха 4 и камеры горения, в которую по кольцевому каналу через завихритель 6 подается вторичный воздух. Основная часть воздуха (50—70 %) подается через ма­зутную форсунку, а остальная — через завихритель в камеру горения. Вторичный воздух, проходя по кольцевому каналу, охлаждает камеру горения. Распыленный в паромеханической форсунке мазут, попадая в зону высоких температур камеры горения, газифицируется и, смешавшись с вторичным воздухом, догорает в топке парогенератора.

Результаты испытания камер двухступенчатого сжигания по­казали их работоспособность и надежность при эксплуатации

60

под наддувом (давление в топке парогенератора составляло 2500 Па). При высокой удельной нагрузке топочного объема (1,2-10³ МВт/м³) и коэффициенте избытка воздуха 1,05 потеря теплоты от химической неполноты горения отсутствовала.

При эксплуатации камер двухступенчатого сжигания необхо­димо следить за работой паромеханической форсунки* не допус­кая ее перегрева и закоксовывания. Следует также регулиро­вать распределение первичного и вторичного воздуха, поддер­живая распределение, заданное режимной картой, давление воздуха перед форсункой и завихрителем камеры горения.

При эксплуатации форсунок рассмотренных конструкций не­обходимо следить за сохранением производительности форсунки при неизменном давлении, за вязкостью мазута, отсутствием за­коксовывания, поддержанием минимального коэффициента из­бытка воздуха. Нарушение производительности форсунки при неизменных давлении перед ней и вязкости мазута наблюдается при нарушении заданной точности изготовления и недостаточно тщательной сборке при ремонте. Погрешности изготовления оказывают тем большее влияние, чем меньше расчетная произ­водительность форсунки. Небрежная сборка форсунок может привести к снижению производительности до уровня 40 % но­минальной, а также способствует закоксовыванию форсунки.

Качество распыливания мазута существенно зависит от вяз­кости его перед форсункой. Кроме того, на распыливание топ­лива оказывают влияние поверхностное натяжение, плотность мазута и наличие механических примесей. Механические при­меси, карбены и карбоиды уменьшают внутреннее сопротивле­ние мазута распыливанию. При этом в процессе нагревания и длительного хранения дисперсность карбенов и карбоидов изме-меняется, что приводит к изменению качества распыливания ма­зута. Мазут, содержащий мелкодисперсные частицы, при прочих равных условиях распыливается на более мелкие капли по срав­нению с мазутом, содержащим крупные частицы.

Нарушения нормального режима работы форсунок чаще всего происходят вследствие их закоксовывания. Многочислен­ные наблюдения за работой форсунок показали, что закоксовы-вание обусловлено термоокислительными процессами с образова­нием слоя кокса вследствие нагрева мазута стенками форсунки. Чем выше температура стенок форсунки, тем интенсивнее происходит отложение смол и увеличивается слой кокса. Тем­пература стенки головки форсунки в значительной мере за­висит от ее расположения относительно среза амбразуры. Ча­сто при эксплуатации различных форсунок стремятся из-за кок­совых отложений в амбразуре расположить головку форсунки на срезе амбразуры или даже несколько выдвинуть ее за пре­делы среза (рис. 3-22, а). Как показали испытания, такое по­ложение головки форсунки не обеспечивает должного охлажде­ния ее. По данным испытаний ВТИ выдвижение головки за срез амбразуры приводит к резкому повышению температуры

61

металла ее стенки. Так, например, расположение головки на расстоянии 100 мм от среза амбразуры в направлении топочной камеры приводит к повышению температуры металла стенки до 500 °С. Надежное охлаждение головки форсунки обеспечивается при перемещении ее на расстоянии 100 мм от среза амбразуры в глубь горелки, как показано на рис. 3-22, б. При таком распо­ложении головки температура металла стенки не превышает 200 °С и никакого ухудшения экономических показателей ра­боты топки не наблюдается. Таким образом, в случае коксова­ния амбразуры следует прежде всего проверить качество изго-

товления и сборки форсунки, а не перемещать ее в глубь топоч­ной камеры.

Коэффициент избытка воздуха при сжигании сернистых ма­зутов не только влияет на экономичность работы котельного агрегата, но и определяет надежность работы хвостовых поверх­ностей нагрева и загрязнение воздушного бассейна выбросами. Первые лабораторные опыты по сжиганию мазута с коэффици­ентом избытка воздуха, близким к единице, были выполнены в СССР и показали возможность работы топки без химического недожога. Обычно принято считать коэффициенты избытка воз­духа 1,00—1,02 предельно низкими; 1,02—1,05 низкими и более 1,15 высокими. В нормах теплового расчета котельных агрега­тов рекомендуется принимать коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 1,10. Для оценки коррозионной активности про­дуктов горения при сжигании сернистых мазутов существенной характеристикой является также температура точки росы и со­держание серного ангидрида.

Опыт эксплуатации и испытания котельных агрегатов пока­зал, что достижение низких и предельно низких коэффициентов избытка воздуха возможно только при точном порционировании

62

топлива и воздуха по всем установленным горелкам. Уменьше­ние числа горелок облегчает равномерное распределение между ними топлива и воздуха. Вязкость мазута перед форсунками особенно заметно влияет на потери теплоты от химической не­полноты сгорания при низких коэффициентах избытка воздуха. На рис. 3-23 в качестве примера показано влияние вязкости на потери теплоты от химической неполноты горения при различ­ном избытке воздуха по результатам испытаний ВТИ на одном из котлов, оборудованных форсунками с паромеханическим распыливанием мазута.

Компоновка форсунок также оказывает влияние на работу топочной камеры. В литературе указывается, что при встречной компоновке горелок обеспечить работу топки с низким коэффи­циентом избытка воздуха проще, чем при однофронтовой ком­поновке. На котлах малой производительности применяется, как правило, однофронтовая компоновка горелок, и это вызывает затруднения при организации процесса горения с низким коэф­фициентом избытка воздуха.

Устойчивость и качество работы мазутных форсунок различ­ных конструкций в значительной мере зависят от воздухона­правляющих аппаратов. Для организации перемешивания рас­пыленного мазута с воздухом современные мазутные форсунки оборудованы воздухонаправляющими аппаратами, производя­щими закрутку воздушного потока. Закрученная струя имеет ряд преимуществ по сравнению с прямоточной. Она обладает большой эжекционной способностью, провалом скорости в осе­вой области, при известных условиях переходящим в осевой об­ратный ток. Наличие осевого обратного тока обеспечивает не­прерывное поступление горячих топочных газов к корню факела

и его стабилизацию.

Закрутка воздушного потока в воздухонаправляющих аппа­ратах мазутных форсунок чаще всего осуществляется установ­кой плоских или винтовых лопаток. Если воздух в форсунке для горения подается одним потоком, воздухонаправляющее устройство называют однопоточным, если двумя потоками — двухпоточным. В горелках типа ГМГ и НГМГ воздух подается двумя потоками и закрутка его производится плоскими лопат­ками.

При эксплуатации воздухонаправляющих аппаратов необхо­димо следить за состоянием лопаток, не допуская их загрязне­ния или закоксовывания. При ремонте воздухонаправляющих аппаратов и замене отдельных лопаток установка их должна проводиться по шаблону под одинаковым углом.

Существенное влияние на работу форсунок оказывает также качество и правильность выполнения амбразуры. Амбразуры должны быть выполнены по чертежу в соответствии с типом установленной форсунки. Ось амбразуры должна совпадать с осью форсунки. На рис. 3-24 в качестве примера показаны два типа амбразур (цилиндрическая и коническая), применяе-

63

мые для форсунок с пневматическим и паромеханическим рас­пиливанием.

Зольность мазута не превышает 0,3 %, однако в эксплуата­ции наблюдаются загрязнения поверхностей нагрева плотными отложениями в зонах с температурой продуктов горения более 700 °G. Наиболее интенсивно загрязняются пароперегреватели и поверхности нагрева водогрейных котлов типа ПТВМ, имею­щие небольшие площади поперечного сечения для прохода про­дуктов горения.

Обслуживание мазутных форсунок требует повышенного внимания. Необходимо следить за устойчивостью факела, не

допуская пульсации и неравномерного заполнения топочного объема. Пульсация факела может возникать вследствие поступ­ления обводненного мазута, недостаточного его подогрева, за­грязнения фильтров и сопл форсунок, шлакования амбразур, от­ложений на лопатках воздухонаправляющего аппарата или их коробления и ряда других нарушений режима горения. Нерав­номерное заполнение топочного объема факелом может при­вести к местному перегреву экранных труб или обмуровки топки. В связи с этим необходимо следить за дальнобойностью факела и окончанием горения в пределах топочной камеры.

Особенно внимательно следует производить розжиг форсу­нок, не допуская образования сажи, уноса несгоревших капелек мазута, подтекания его из форсунки, плохого горения или пога­сания растопочного факела, В форсунках с паромеханическим распыливанием необходимо сначала открывать подачу пара и только после этого подачу мазута. В форсунках с воздушным распыливанием сначала подается распиливающий воздух, а за­тем мазут.

64

Отложение сажи и унос несгоревших капелек мазута могут привести к хлопкам и взрывам, а также к горению в хвостовых поверхностях нагрева, которое обнаруживается по внезапному повышению температуры продуктов горения в соответствующем

газоходе.

Форсировка топки изменяется регулированием подачи ма­зута и воздуха одновременно ко всем форсункам или отключе­нием отдельных форсунок. При установке двух-трех форсунок чаще всего одновременно регулируют расход мазута и воздуха на все форсунки: это качественное регулирование. На водогрей­ных котлах при установке большого числа форсунок применяют количественное регулирование, т. е. отключение отдельных фор­сунок для снижения форсировки топки. При установке форсунок ротационного типа, имеющих большой диапазон регулирования мощности (20—100%), применяют качественное регулирование, которое проще и надежнее.

3-5. ТОПКИ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗА

В топках промышленных котельных агрегатов широко ис­пользуется природный газ различных месторождений.

Из многочисленных конструкций газовых горелок для про­мышленных котельных агрегатов в настоящее время применя­ются инжекционные горелки полного предварительного смеше­ния, горизонтальные и вертикальные щелевые горелки с прину­дительной подачей воздуха, комбинированные газомазутные и пылегазовые горелки.

Из различных конструкций инжекционных горелок полного предварительного смешения достаточно эффективными явля­ются блочные инжекционные горелки, разработанные производ­ственно-техническим предприятием «Промэнергогаз» на базе исследований и конструктивных схем, выполненных ЛНИИАКХ (Ленинградский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства). На рис. 3-25 показана блочная инжекционная горелка.

При необходимости сохранения твердого топлива в качестве резервного блочные инжекционные горелки рекомендуется уста­навливать на боковых стенах топочной камеры. Горелки приме­няются для котлов производительностью до 10 т/ч. Колоснико­вая решетка топки при работе на газе во избежание перегрева и присоса воздуха закрывается листовым асбестом и засыпается битым шамотным кирпичом'. Розжиг горелок, производится горя­щим запальником с тыльной стороны в следующем порядке. После выполнения всех операций по подготовке котла и про­дувке газопровода подносят горящий запальник к тыльной сто­роне смесителя горелки и, приоткрыв рабочую задвижку, уста­навливают давление газа перед горелкой 2000—3000 Па. Затем, быстро передвигая запальник, поджигают газ в каждом смеси­теле и сразу же увеличивают давление газа перед горелкой до

65

5000—6000 Па с таким расчетом, чтобы горящие струйки 1газа из смесителя переместились в туннель горелки. Розжиг, горилки выполняют два человека. Все операции должны быть выполнены быстро и так, чтобы не произошел отрыв пламени от туннеля горелки. Если не удастся по каким-либо причинам быстро Под­жечь газ в каждом смесителе, пуск горелки прекращают и после тщательней вентиляции топки в течение 15—20 мин вторично производят зажигание горелки. Следует также немедленно пре-

кратить подачу газа в горелку, если при увеличении давления газа произойдет погасание из-за отрыва пламени от туннеля. Регулирование производительности горелки производится по­степенным изменением давления газа перед ней. Горелки устой­чиво работают при изменении давления газа в пределах от 5000 до 85 000 Па.,

При эксплуатации топок, оборудованных блочными инжекционными горелками, необходимо следить за состоянием тунне­лей, своевременно производя их ремонт в случае разрушения. При переходе на резервное твердое топливо туннели всех горе­лок закладываются огнеупорным кирпичом, а с колосниковой решетки убирается битый шамотный кирпич. Для выполнения этих работ требуется расхолаживание топки.

При работе блочных горелок, как показали испытания, про­цесс горения заканчивается на расстоянии 18—20 калибров от выходного среза смесителя (за характерный размер принята ши-

66

рина огневой щели смесителя), т. е. при принятой в конструкции горелки ширине щели 60 мм длина факела не превышает 1200 мм. Следует учитывать, что горелки работают с низкими коэффициентами избытка воздуха при давлении газа перед го­релкой не менее 20 000 Па. Зависимость коэффициента избытка воздуха на выходе из горелки от давления газа перед ней пока­зана на рис. 3-26.

При устойчивом газоснабжении и резервном слоевом способе сжигания твердого топлива для котлоагрегатов производитель­ностью до 20 т/ч применяются горизонтальные щелевые (подо­вые) горелки.

На рис. 3-27 показана установка горизонтальных щелевых горелок в топке переведенного на газ парового котла ДКВ-4-14, а на рис. 3-28 — в топке водогрейного котла ТВГ-8, предназна­ченного только для сжигания газа. Горизонтальные щелевые го­релки просты по конструкции, однако при эксплуатации имеют ряд особенностей. Опыт эксплуатации показал, что при пони­женных нагрузках котла вследствие затягивания пламени в щель происходит перегрев металла газового коллектора и преждевременный выход его из строя. Исследованиями установ­лено, что температура металла газового коллектора зависит от скорости газа внутри него, скорости воздуха, омывающего кол­лектор, и излучения огнеупорного материала щели. Во избежа­ние перегрева газового коллектора скорость газа в нем должна быть не менее 7—8 м/с при минимальной нагрузке котельного

агрегата.

Диаметр газовыпускных отверстий горизонтальных щеле­вых горелок должен быть не менее 2 мм, так как при меньшем диаметре наблюдается закоксовывание отверстий плотными от­ложениями. Существенное влияние на качество работы горелок оказывает равномерность распределения воздуха по длине щели, которое зависит от состояния колосников решетки. Перед уста­новкой горелок и выкладкой пода необходимо проверить состоя-

67

ние колосникового полотна решетки и заменить дефектные ко­лосники.

При эксплуатации топок, оборудованных подовыми горел­ками, на отдельных установках возникали пульсации пламени и продуктов горения, сопровождавшиеся однотонным гудением либо звуками, напоминающими сильную барабанную дробь.

Описанные явления возникали вследствие вибрационного горе­ния. В основе механизма вибрационного горения лежит взаимо­действие зоны горения и потока. Механизм пульсационного горе­ния изучен недостаточно, и в связи с этим ликвидация вибра­ций в основном осуществляется эмпирически.

Процесс горения при работе подовых горелок заканчивается на расстоянии 17—20 калибров от газовыпускных отверстий. При этом длина факела увеличивается с уменьшением коэффи­циента избытка воздуха.

68

На рис. 3-29 показана установка вертикальных щелевых го­релок на котле ДКВР-10-14. Установка горелок 'на боковых стенах топочной камеры позволяет осуществить переход на ре­зервное твердое топливо без демонтажа горелочных устройств, Однако переход на твердое топливо требует закладки щелей го­релок, открытия амбразур забрасывателей, снятия защитного слоя битого шамотного кирпича с колосниковой решетки. Эти операции могут быть выполнены без расхолаживания котла, од­нако требуют не менее четырех часов при хорошей организации работ. Обратный переход на газообразное топливо возможен только при расхолаживании котла, так как необходимо выпол­нить закладку амбразур забрасывателей.

70

Опыт эксплуатации и испытания вертикальных щелевых го­релок показали, что они устойчиво работают в диапазоне изме­нения давления газа от 2500 до 35 000 Па, выдавая факел дли­ной около 20 калибров от газовыпускных отверстий.

При эксплуатации горелки необходимо следить за состоя­нием щелей, выполненных из огнеупорного кирпича, не допус­кая их разрушения. При пониженных нагрузках котла допу-

стима работа на двух противоположных горелках, расположен­ных ближе к фронту котла. Следует учитывать, что вертикаль­ные щелевые горелки имеют небольшое сопротивление по воз­душной стороне, поэтому для контроля давления воздуха необ­ходимо устанавливать перед ними наклонные тягонапоромеры. На рис. 3-30 приведена зависимость расхода воздуха от его дав­ления перед горелкой при различном коэффициенте избытка воздуха.

При резервном жидком топливе наиболее распространены комбинированные газомазутные горелки типов ГМГ, НГМГ (рис. 3-17, 3-15) и РГМГ (рис. 3-19). Газовая часть горелок

71

ГМГ и НГМГ включает в себя газовыпускные отверстия, распо­ложенные на торцевой части газового ствола. У горелок РГМГ газовыпускные отверстия расположены в газораздающем кол­лекторе, имеющем форму кольца.

При работе на газе вентилятор распыливающего (первич­ного) .воздуха у горелок типа НГМГ отключается и в канал пер­вичного воздуха подается воздух из основного воздухопровода для охлаждения мазутной форсунки. Опыт эксплуатации пока­зал, что при работе на мазуте возможно закоксовывание газо­выпускных отверстий, особенно при неправильной установке ма­зутного ствола (см. рис. 3-16). Поэтому при наладочных испы­таниях необходимо уточнять диаметр газовыпускных отверстий в зависимости от теплоты сгорания газа. При подборе отвер­стий их диаметр рассчитывается на скорость выхода газа при номинальной нагрузке в пределах от 60 до 90 м/с. Температуру газа перед газовыпускными отверстиями следует принимать около 50 °С. При плановых остановках котельного агрегата не­обходимо проверять диаметр газовыпускных отверстий и в слу­чае их закоксовывания производить прочистку.

У горелок ГМГ при работе на газе мазутная форсунка уда­ляется, и в горелку подается небольшое количество первичного воздуха во избежание перегрева его завихрителя. Все рассмот­ренные горелки предназначены для раздельного сжигания газа и мазута. Однако кратковременная работа горелок на газе и мазуте в период перехода с одного вида топлива на другое до­пускается. В горелках РГМГ для удобства удаления форсунки из воздушного короба она крепится к кольцу-раме двухосным кронштейном, позволяющим ей совершать поступательное и вра­щательное движения. При выводе форсунки из воздушного ко­роба центральное отверстие закрывается специальными захлопками.

При переводе пылеугольных топок на сжигание газа обычно применяются комбинированные пылегазовые горелки. В каче­стве примера пылегазовых горелок на рис. 3-31 показана го­релка конструкции Оргэнергостроя с расходом природного газа 2000 м³/ч. При работе на газе подвижная часть телескопической трубы с чугунным насадком и конусом убирается внутрь го­релки.

Опыт эксплуатации показал, что у горелки с периферийной выдачей газа в закрученный поток воздуха наблюдается нару­шение плотности сочленения с обмуровкой топочной камеры. В результате воздействия газовоздушного потока на стенки ам­бразуры он через неплотности швов кирпичной кладки прони­кает в обмуровку. Если газовоздушная смесь попадает в топку и сгорает в ней, это не опасно, но возможно выбивание газо­воздушной смеси в помещение цеха и загазовывание его. Для ликвидации утечек газа рекомендуется применять уплотнение в виде металлического кольца, которое закладывается в обму­ровку (8 на рис. 3-31).

72

При эксплуатации горелок наблюдается также повреждение газовых коллекторов и оплавление амбразур. На' рис. 3-32 по­казаны различные формы применяемых газовых коллекторов и наиболее характерные места их повреждений.

Надежность розжига газовых горелок с „принудительной по­дачей воздуха зависит главным образом от положения запаль­ника по отношению к амбразуре горелки и от плотности шибе­ров, регулирующих подачу воздуха в горелку. Розжиг каждой из установленных горелок должен производиться от индивиду­ального запальника, устанавливаемого в запальное отверстие. Устойчивость пламени запальника зависит от разрежения

в топке и плотности шибера, регулирующего подачу воздуха в горелку. В связи с этим перед вводом запальника в топку необходимо плотно закрыть шибер, регулирующий подачу воз­духа, и отрегулировать разрежение в верхней части топки, ко­торое должно составлять 20—30 Па. При высокой топке разре­жение в ее верхней части перед розжигом горелки следует сни­зить до 10 Па, так как при этом разрежение в зоне горелки достигает 70—90 Па. Пламя запальника должно располагаться в непосредственной близости от амбразуры и над ней, как пока­зано на рис. 3-33, а.

При устойчивой работе запальника подача газа в горелку производится плавно, так, чтобы давление газа не превышало 10—15 % номинального. Воспламенение газа, выходящего из горелки, должно происходить немедленно. Если газ, выходящий из горелки, сразу же не воспламенится, необходимо быстро за­крыть подачу газа к горелке, удалить из топки запальник и про­вентилировать в течение 10—15 минут топочную камеру. По­вторный розжиг горелки разрешается только после устране­ния причин, воспрепятствовавших ее нормальному пуску.

74

При внесении запальника в топку и розжиге горелки необ­ходимо соблюдать осторожность, находясь в стороне от за­пального отверстия. После воспламенения газа, выходящего из горелки, производят подачу воздуха с таким расчетом, чтобы светимость пламени уменьшилась,, но не произошло отрыва его от горелки. Для повышения производительности горелки сна­чала увеличивают на 10—15 % давление газа, а затем соответ­ственно давление воздуха, восстанавливая прежнее разрежение в топке. При устойчивой работе первой горелки приступают по­следовательно к розжигу остальных горелок.

Отключение горелок производится поочередно. Для этого постепенно ступенями сначала уменьшают расход воздуха, идущего к горелке, а затем давление газа при соответствующем восстановлении разрежения в топке. После достижения мини­мального давления газа, при котором горелка работает устой­чиво, сначала полностью закрывают подачу газа, а затем по­дачу воздуха.

При растопке очередность зажигания горелок выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить равномерное распределе­ние температур в объеме топочной камеры. Так, например, при установке четырех вертикальных щелевых горелок на боковых стенках топочной камеры после зажигания первой горелки сле­дует разжечь горелку на противоположной стене. Прогрев топки вплоть до включения котла в паровую магистраль лучше про­изводить на двух горелках во избежание ускоренной форсировки топки.

Регулирование форсировки топки производится изменением давления газа и воздуха перед всеми установленными горел­ками при поддержании постоянного разрежения в верхней части топочной камеры. При этом в топках с общей подачей воздуха ко всем горелкам (например, топки с подовыми горел­ками) необходимо следить, чтобы факелы, выходящие из каж­дой щели, были примерно одинаковыми.

Регулировать форсировку топки отключением отдельных го­релок следует только при крайней необходимости и только в том случае, когда они имеют индивидуальную регулировку воздуха.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как производится изменение форсировки топки?

2. Как контролируется воздушный режим топки?

3 Как устроен пневмомеханический забрасыватель топок ПМЗ-РПК, ПМЗ-ЧЦР и ПМЗ-ЛЦР?

75

4. В чем заключается подготовка топки ПМЗ-РПК к первичному пуску?

5. Как производится растопка топки ПМЗ-РПК?

6. В чем заключается обслуживание топок ПМЗ-РПК и ПМЗ-ЛЦР?

7. Каковы устройство и основные правила эксплуатации топок скорост­ного горения ЦКТЙ системы В. В. Померанцева?

8. Какие факторы влияют на производительность шахтных мельниц?

9. Как определяется тонкость пыли?

4. 

   Какие основные правила необходимо соблюдать при эксплуатации шахтно-мельничных топок?

5. Какие факторы влияют на экономичность работы шахтно-мельнич­ных топок?

6. Какие конструкции амбразур применяются у шахтно-мельничных топок?

7. Каковы основные правила эксплуатации пневматических топок ЦКТИ системы А. А. Шершлева?

8. Как устроены мазутные форсунки горелок типа НГМГ и ГМГ?

9. Как устроена ротационная форсунка?

10. Каковы основные правила эксплуатации топок для сжигания жид­кого топлива?

11. Каковы основные правила эксплуатации топок, оборудованных блоч­ными инжекционными горелками?

12. Каковы основные правила эксплуатации газомазутных горелок типа ГМГ и НГМГ?

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ