5.5.2. Сжигание низкореакционных топлив

Для удовлетворительного сжигания каменных низкореакционных топлив требуется тонкий размол, глубокая сушка, высокие температуры, независимость работы котла от системы пылеприготовления.

Наиболее благоприятны схемы пылеприготовления с промежуточным бункером и сбросом сушильного агента в верхнюю часть топки. Обычно используют барабанные или среднеходные мельницы. Подача пыли в топку осуществляется мельничным вентилятором, который создает разряжение в системе пылеприготовления и создает напор, необходимый для преодоления сопротивления горелок.

Сжигание углей с тугоплавкой золой

Для сжигания экибастузских углей используют вихревые горелки, которые бывают следующих типов: лопаточно-лопаточные, двухулиточные и улиточно-лопаточные (рис. 5.19). Для вихревых турбулентных горелок закручивание струи либо наличие рассекателя приводит к образованию поверхности по форме, напоминающей гиперболоид вращения. Образующееся в центральной части разрежение приводит к непрерывному подсосу высокотемпературных топочных газов, обеспечивающих непрерывное зажигание. Воспламенение по внешней поверхности струи тормозится прослойкой относительно холодного воздуха, находящегося между пылевоздушной смеси и горячими топочными газами.

На длину зоны воспламенения сильно влияет тонкость помола топлива. При более тонком помоле и уменьшении остатка на сите R₉₀ с 16 до 10 % (поверхность пыли при этом увеличивается вдвое) температура в зоне ввода топлива увеличилась на 200 С. Повышение температуры пылевоздушной смеси и увеличение температуры вторичного воздуха интенсифицирует процесс сжигания. Так увеличение температуры вторичного воздуха с 260 до 330 С, приводит к увеличению температуры в зоне ввода топлива на 200 С. Для того чтобы уменьшить абразивный износ лопатки и уменьшить аэродинамическое сопротивление, лопатки в канале пылевоздушной смеси устанавливают неподвижно под углом 30, а для того чтобы обеспечить требуемую крутку, усиливают крутку вторичного воздуха.

Рис. 5.19. Пылеугольная вихревая улиточно-лопаточная двухпоточная горелка:

1 – короб воздуха для форсунки; 2 – улитка пылевоздушной смеси; 3 – короб двухпоточный; 4 – труба установки электрогазового запальника; 5 – труба мазутной форсунки; 6 – труба внутренняя; 7 – обечайка предохранительная; 8 – труба пылевоздушной смеси; 9 – труба разделительная; 10 – фланец несущий; 11 – регистр наружный; 12 – регистр внутренний

Применяют обычно встречное расположение горелок, что интенсифицирует воспламенение, улучшает перемешивание и обеспечивает более устойчивое зажигание.

Сжигание антрацитов

Основная проблема при сжигании антрацитов является обеспечение устойчивого зажигания и уменьшение потерь с механической неполнотой сгорания. Для этого проводят следующие мероприятия: тонкий размол топлива, высокий нагрев воздуха до температур 350-400 ºС и ограничение его количества до 10-12 %, подачу пыли в топку горячим воздухом.

Обычно при сжигании антрацитов используют топки с жидким шлакоудалением, которые выполняются однокамерными открытыми или полуоткрытыми с пережимом либо двухкамерными.

В однокамерных топках с жидким шлакоудалением различают три зоны. В зоне активного горения и плавления шлаков, находящейся в нижней части топки, экранные поверхности ошипованы, что обеспечивает высокие температуры. Расплавленный шлак через летку сливается в ванну, где гранулируется водой. В таких топках улавливается до 15-30 % золы.

Во второй зоне снижается температура газов, снижается вязкость шлака, он становится липким. Для нормальной работы необходимо, чтобы вторая зона была минимального размера либо ее не было вообще.

Третья зона, являющееся зоной охлаждения, характеризуется умеренными температурами газов, обеспечивает грануляцию шлака и золы.

В однокамерных открытых топках количество тулавливаемого шлака небольшое 10-15%. Недостаток открытых однокамерных топок – возможность шлакования поверхностей в области разделения горячей и холодной зоны.

В полуоткрытых однокамерных топках с жидким шлакоудалением (рис. 5.20) благодаря пережиму зоны плавления и охлаждения разделены. В камере горения экранная труба ошинована и покрыта огнеупорной обмазкой. Процесс горения практически полностью завершается в камере. В камере улавливается 20-40 % золы.

Рис. 5.20. Топка с пережимом и жидким шлакоудалением	Рис. 5.21. Двухкамерная топка с прямоугольным предтопком: 1 – горелки; 2 – камера сгорания; 3 – шлакоудаляющий пучок; 4 – камера охлаждения

Двухкамерные топки с жидким шлакоудалением

Камера горения топлива с жидким шлаком и камера охлаждения разделены шлакосепарационной решеткой (рис. 5.21), выполненной из разведенных ошипованных труб, имеющих огнеупорную обмазку. В таких топках улавливается до 70 % шлака. Еще больше удаление шлака в жидком виде осуществляется в циклонных топках. Недостатком топок с жидким шлакоудалением являются большие потери тепла (2-4 %) со шлаками.

Достоинством циклонных предтопков является возможность сжигания дробленки, в которой основная масса частиц имеет диаметр 0,5-1 мм. Недостаток – высокое аэродинамическое сопротивление.