2. Топки для сжиганиятвердоготоплива

Внастоящеевремяразличаюттриспособасжиганиятоплива:слоевой,факельныйивихревой(циклонный).Факельныйивихревойспособысжига-ниятопливамогутбытьобъединеныводин,называемыйкамерным.Выборспособасжиганиятопливазависитотмощностииконструкциипарогенера-тораиводогрейногокотла,видатопливаисвойствегозолы.Сжиганиетоп-ливапроизводитсявтопочномустройстве,представляющемсобойсочетаниесистемыгорелокилимеханизмовстопочнойкамерой,котороепредназначе-нодляорганизациипроцессагорения.Такоеразделениеусловно,таккакго-релкиитопочнаякамераорганическисвязанымеждусобойивоздействуютдругнадруга.

Слоевыетопки,применяемыетолькодлясжиганиятвердоготопливаподкотельнымиагрегатамимощностьюдо28МВт,весьмамногообразныпоконструкции.Классифицироватьслоевыетопкиможнопоразличнымпри-знакам:похарактеруобслуживания,размещениюисостояниюслоятоплива,направлениюдвижениятопливаивоздуха.

Взависимостиотхарактераобслуживанияслоевыетопкиразделяют-сянатопкисручнымзабросомтоплива,полумеханическиеимеханические.Внастоящеевремядляпромышленныхпарогенераторовиводогрейныхкот-ловтопкисручнымобслуживаниемпрактическинеприменяют.

Механическойтопкойназываютслоевоетопочноеустройство,вко-торомвсеоперации(подачатопливаиудалениешлака,апринеобходимостиишуровкаслоя)выполняютсямеханизмами.Еслиприобслуживаниитопкиимеетсядоляручноготруда,тотопкуназываютполумеханической.

Взависимостиотразмещенияисостоянияслоятопкиможноразде-литьнатопкиснеподвижнойколосниковойрешеткойинеподвижнолежа-

щимслоемтоплива,топкисдвижущейсяколосниковойрешеткойипереме-щающимсявместеснейтопливом,топкиснеподвижнойколосниковойре-шеткойиперемещающимсяпонейслоем топлива.

Взависимостиотвзаимногонаправлениядвиженияпотоковтопливаивоздухаразличаюттопкисовстречной,поперечнойипараллельнойсхемойдвижениятопливаивоздуха.

Рассмотримнекоторыепринципиальныеконструктивныесхемыслое-выхтопочныхустройств.

Топкаснеподвижнойколосниковойрешеткойиручнойзагрузкой

топлива(рис.1)являетсянаиболееранней,широкоприменявшейсядлясжиганияразличныхтопливподпарогенераторамимощностьюдо2МВт.Онасостоитизколосниковойрешетки1,загрузочногоотверстия2,котороеодновременнослужитдляшуровкислоя,иподдувальногопространства3,черезкотороевоздухподаетсявтопку.Внастоящеевремяпрактическинеприменяется.

ОАО«Бийскийкотельныйзавод»выпускаеттопкисручнойзагрузкой

топлива:ТЛПХ1,1х4,25(R3,9

м²;5590х3125х2070м;накотлыГефест-3,5-

95ТЛПХ;7560кг),ТР-0,96х1,6(R1,25

м²,3100x1240x1065м,накотлы

ДЕВ-0,5-95Р,ДСЕ-1,6-14Р;1200кг),ТР-1,15х1,6(R1,8

м;накотлыКВ-1,6-96Р;1400кг).

м²;3438x1432x1065

Рисунок1–Топкаснеподвижнойколосниковойрешеткой и ручной за-грузкойтоплива.

Топкасзабрасывателемнанеподвижнуюколосниковуюрешетку(рис.2)состоитизколосниковойрешетки1изабрасывателя4,осуществ-ляющегонепрерывныйзабросираспределениетопливапоколосниковойрешетке.Подача воздуха осуществляетсячерезподдувальное пространство3.Удалениешлакапроизводитсячерезотверстие5шлаковогобункера6.Топкисзабрасывателямиприменяютсядлякотлов мощностьюдо5,3МВт.

Рисунок2–Топкас забрасывателемнанеподвижнуюколосниковуюре-шетку

ПримероммогутслужитьтопкиполумеханическиеЗП-РПКспневмо-механическимизабрасывателямиирешеткамисповоротнымиколосниками(рис.5.2.3),предназначенныедлясжиганиякаменныхибурыхуглей,атакжеантрацитовподпаровымииводогрейнымикотламиивпромышленныхпе-

чах(диапазонизменениянагрузки25-100%;

т

1,41,7;

q неболее1%;

3

q_4неболее13,5%;

W^рдо40%;

A^рдо35%).Топкиработаютпопринципу

непрерывногозаброса топливана горящийслой.

Втопкахосуществляетсявстречнаясхемадвижениятопливаивоздуха.Благодаряинтенсивномунижнемузажиганиюсвежеготопливаповсейпло-щадирешеткитопкаможетработатьнатрудновоспламеняющихсятопливах,атакженабурыхугляхсбольшойвлажностью.Особенностьютопокявляет-

сясовмещениемеханического,какосновного,ипневматическогозабросато-плива,позволяющегооптимизироватьгорениепылевыхфракцийвтопочномобъеме.Конструкциятопкипозволяет автоматизироватьпроцесс горения.

Рисунок3–ТопкаполумеханическаяЗП-РПКспневмомеханическимизабрасывателямиирешеткамисповоротнымиколосниками.

Основнымнедостаткомвстречнойсхемыдвижениятопливаивоздухаявляетсянарушениепоточноститопочногопроцесса,таккакневозможноор-ганизоватьнепрерывноеудалениешлака.Поэтомутопкисзабрасывателямиявляютсяполумеханическими.Внихмеханизированатолькоподачатоплива,аудаление шлака требует ручноговмешательства.

Втопкахсдвижущейсярешеткой(рис.4)топливоизтопливного

бункерачерезугольныеящики7ирегулятортолщиныслоя8поддействиемсобственноговесапоступаетнамедленнодвижущуюсяколосниковуюре-шетку1.Колосниковаярешеткапредставляетсобойленточныйтранспортер,чтообеспечиваетполнуюпоточностьпроцессагорения.Помередвижениятопливавместесрешеткойонопостепеннопрогораетишлаксбрасываетсявшлаковыйбункер6.Воздухчерезспециальныезоны9подаетсяподколосни-ковуюрешеткуидвижетсявпоперечномнаправлениипоотношениюктоп-ливу.Воспламенениетопливапроисходитсверхуименеенадежно,чемпривстречнойсхемедвижениятопливаивоздуха.Горениепроисходитвтолстомгорящемслое.Присжиганииспекающихсяизаштыбленныхтоплив(боль-

шоечислофракцийразмеромменее6мм)происходитнарушениепроцессагоренияитребуетсяручноевмешательстводляшуровкииразравниванияслоя.

Рисунок4–Топкас движущейсяколосниковойрешеткой

ТопкимеханическиесчешуйчатойцепнойрешеткойпрямогоходаЧЦРпредназначеныдляслоевогосжиганиякаменныхибурыхуглейигрохочен-ныхантрацитовмарокАСиАМподстационарнымипаровымикотламитеп-лопроизводительностьюдо50МВт(рис.5)(диапазонизменениянагрузки

50-100%;_т

1,51,6;q₃

неболее1%;q₄

неболее10,0-13,5%).Онимогут

бытьиспользованывтехнологическихустановкахсдостаточнымобъемомтопочных камер.ТопкиЧЦРдлясжиганияантрацитовмарокАСШиАРШнерекомендуются.

Рисунок5–ТопкамеханическаясчешуйчатойцепнойрешеткойпрямогоходаЧЦР

Топкимеханическиесчешуйчатойцепнойрешеткойпрямогохода

ТЧМпредназначеныдлясжиганиякаменныхибурыхуглей,грохоченногоантрацитамарокАСиАМвпаровыхкотлахпроизводительностьюдо25т/ч,атакжедревесныхотходоввмноготопливныхкотлахпаропроизводительно-стьюдо75т/чипромышленныхпечах(рис.6)(диапазонизмененияна-

грузки50-100%;_т

1,51,6;q₃

неболее1%;q₄

неболее10,0-13,5%).

Рисунок6–ТопкимеханическиесчешуйчатойцепнойрешеткойпрямогоходаТЧМ.

Топкимеханическиесленточнойцепнойрешеткойпрямогоходапред-назначеныдлясжиганиякаменныхибурыхуглейвпаровыхиводогрейныхкотлахипромышленныхпечах(рис.5.2.7)(диапазонизменениянагрузки50-

100%;

QRрекомендуется0,7…1,0(1,2длятопокТЛПМ);q₃

неболее1%;

q_4неболее10,0-13,5%).

Рисунок7–ТопкамеханическаясленточнойцепнойрешеткойпрямогоходаТЛП,ТЛПМ.

Втопкахсзабрасывателяминадвижущуюсяколосниковуюре-шетку(рис.8)обеспечиваетсяпоточностьпроцессагоренияисмешанная(встречно-поперечная)схемадвижениятопливаивоздуха.Характернымдляэтихтопокявляетсяорганизациякомбинированногофакельно-слоевогопро-цессагорения.Мелкиефракции,отвеиваемыезабрасывателем,горятвовзвешенном состоянии,акрупные,выпадаянарешетку,сгораютвслое.

Рисунок8–Топкас забрасывателяминадвижущуюсяколосниковуюре-

шетку.

ТопкимеханическиеТЛЗМпредназначеныдлясжиганиятвердоготоп-ливавпаровыхкотлахпаропроизводительностьюдо10т/ч,водогрейныхкотлахтеплопроизводительностьюдо6МВтпечах(рис.5.2.9)(диапазониз-

менениянагрузки25-100%;

_т1,31,5;q₃

неболее0,75%;q₄

неболее

10,0%).Решеткацепнаяленточная,движениеобратное.

Рисунок9–Топкамеханическаясзабрасывателяминадвижущуюсяко-лосниковуюрешеткуТЛЗМ-2,ТЛЗМ,ТЛО.

ТопкимеханическиеТЧЗМ-2предназначеныдлясжиганиятвердоготопливавпаровыхкотлахпаропроизводительностьюдо25т/ч,вводогрей-ныхкотлахтеплопроизводительностьюдо35МВт,могутприменятьсявпромышленныхпечах(рис.5.2.10)(диапазонизменениянагрузки25-100%;

_т1,351,5;q₃

неболее0,5%;q₄

неболее7,0%).Решеткацепнаячешуй-

чатая,движениеобратное.

Рисунок10–Топкамеханическаясзабрасывателяминадвижущуюсяко-лосниковуюрешеткуТЧЗМ-2.

ТопкимеханическиеТЧЗ-2,ТЧЗспневмомеханическимизабрасывате-лямиицепнойрешеткойобратногоходапредназначеныдляслоевогосжига-ниякаменныхибурыхуглейвпаровыхиводогрейныхкотлахтеплопроизво-дительностьюдо58МВтипромышленныхпечах.

Особенностьюперечисленныхтопокданноготипаявляетсясовмеще-ниемеханического,какосновного,ипневматическогозабросатоплива,по-зволяющегооптимизироватьгорениепылевыхфракцийвтопочномобъеме.Конструкция топокпозволяет автоматизироватьпроцесс горения.

Нарис.11показанатопкаснеподвижнойколосниковойрешет-кой

иперемещающимсяпонейслоемтоплива,называемаятопкойсшу-рующейпланкой.Вэтойтопкепонеподвижнойколосниковойрешетке1перемещаетсятрехграннаяшурующаяпланка10,которая,совершаявозврат-

но-поступательноедвижение,производитподачутопливаишуровкуслоя.Схемадвижениятопливаивоздухавосновномпоперечная.Топкивнастоя-щеевремянеприменяютсявследствиенедостаточнойприспособленностиксжиганиюразличныхуглей,недостаточнойнадежностииэкономичностиприэксплуатации.

Рисунок11 –Топка снеподвижнойколосниковойрешеткой ипереме-щающимсяпонейслоем топлива(топкасшурующейпланкой).

ОАО«Бийскийкотельныйзавод»выпускаеттопкимеханическиесшу-рующейпланкой(рис.5.2.12):ТШПм-1,5(R1,25м²;4500x860x2530м;на

котлыУСШВ-1-14СП,Гефест-1,2-95Шп;1400кг),ТШПм-2,0(R1,75

м²,

4500x1180x2530м,накотлыКВ-1,6-95Шп,УСШ-2,5-14СП,Гефест-1,8-

95Шп;1600кг),ТШПм-2,5(R2,34

2,5-14Шп,Гефест-2,5-95Шп;2400кг).

м²;5300x1180x2530м;накотлыДСЕ-

Рисунок12–Топкас шурующейпланкойТШПм.

Топкипредназначеныдлясжиганиякаменныхибурыхуглей.Ком-плектуютсяспаровыми иводогрейнымикотламитеплопроизводительностьюот1до2,2Мвт.Устанавливаетсявкотельных,оборудованныхсистемойпо-

дачитопливавбункертопкиисистемойзолоудаления,полностьюмеханизи-руетручнойтрудкочегараиобеспечиваетавтоматическуюработупозадан-номуциклувсистеме автоматикикотла.

Отдельноможнорассмотретьтопкимеханическиесгоризонтально-переталкивающимирешеткамиТГП,которыепредназначеныдлясжиганиятвердоготопливавпаровыхкотлахпаропроизводительностью6,5-25,0т/ч,водогрейныхкотлахтеплопроизводительностью6,5-30,0Гкал/чипромыш-ленныхпечах(рис.5.2.13)(диапазонизменениянагрузки25-100%;

_т1,41,6;

q неболее2%;

3

q неболее8,0-12,0%)..Сжигаемоетвердое

4

топливо–различные каменныеибурыерядовыеугли.

ПоложительнойособенностьютопокТГПявляетсяпростотаконструк-ции,шурованиеслоятоплива.Слоевойпроцессполучаетсясмешанным,т.к.частицытопливадвижутсяпозигзагообразнымипетлеобразнымтраектори-ям.Засчетперемешиваниячастицтопливаулучшаютсяусловиязажиганияиснижаютсяпотеритепласмеханическимнедожогом.Преимуществомпередмеханическимитопкамисцепнымирешеткамиявляетсяповышенное(в1,5-2,0раза)теплонапряжениезеркалагорения,чтопозволяетэкономитьтопли-во;стабильнаяработазасчетуменьшенияпростоевоборудованияиз-заот-сутствияустройствимеханизмов,работающихвоченьнапряженныхусло-виях(забрасывателитоплива,футеровкафронта…).

Колосниковоеполотнотопоксостоитиз колосников,изготовленныхизжаропрочногочугуна.

Рисунок13–Топкимеханическиесгоризонтально-переталкивающими

решеткамиТГП.

Факельныетопкиприменяютсядлясжиганиятвердого,жидкогоига-зообразноготоплива.Присжиганиижидкихигазообразныхтопливфакель-ныетопкииспользуютсядлякотлоагрегатовлюбоймощности,адлятвердыхтоплив–мощностьюболее20МВт.Твердоетопливодлясжиганиявфакель-ныхтопкахдолжнобытьпредварительнопревращеновмелкуюпыльвпы-леприготовительнойустановке.Жидкоетопливопредварительнораспыляет-сянамелкиекапли,агазникакойпредварительнойподготовкиксжиганиюнетребует.

Вфакельныхтопкахтопливосгораетвовзвешенномсостоянии,т.е.вобъеметопочнойкамеры.Сжиганиетвердого,жидкогоигазообразноготоп-ливавфакельныхтопкахимеетсвоиособенности.Факельныйспособсжига-ниятвердоготопливаимеетрядпреимуществпередслоевым.Факельныетопкидлятвердоготоплива,частоназываемыепылеугольными,работаютснизкимикоэффициентамиизбыткавоздуха,могутпрактическииметьлюбуюмощность,позволяютсжигатьразнообразныепокачествутоплива(свысо-койвлажностью,зольностьюинесортированные),обеспечиваютпоточностьпроцессагорения,егополнуюмеханизациюиавтоматизацию.Недостаткамипылеугольныхтопокявляются:расходэлектроэнергиинапылеприготовле-ние,значительныйуносзолыпродуктамисгорания,неустойчивостьработыприпониженныхнагрузкахкотлоагрегата(менее60%номинальной).

Несмотрянауказанныенедостатки,факельныйспособсжиганиятвер-доготопливаширокораспространенипостепеннополностьювытесняетслоевой,которыйсохранилсятолькодлякотлоагрегатовмощностьюдо28МВт.

Нарис.5.2.14вкачествепримерапоказанапринципиальнаясхемафа-кельнойтопкидлясжиганиятвердоготоплива.

Рисунок14–Принципиальнаясхема пылеугольной топки:1 –горелка;2

–фронтовойэкран;3 –заднийэкран;4 –холоднаяворонка.

Пылеугольныетопкипринятоклассифицироватьпоразличнымпри-знакам:поспособуудаленияшлаковизтопочнойкамеры,технологическойсхемесжигания,расположениюгорелокисоплвторичноговоздуха,покон-фигурацииичислутопочныхкамер.

Вихревыетопкимогутприменятьсядлясжиганиятвердого,жидкогоигазообразноготоплива.Ввихревыхтопкахсоздаетсяциркуляционноедви-жениетопливавгазовоздушномвихре,чтоувеличиваетвремяпребываниятопливавтопочнойкамереиобеспечиваетбольшуюустойчивостьгорения.Твердоетопливопередсжиганиемввихревыхтопкахпредварительнопре-вращаетсявгрубуюпыль,мазутраспыляетсяфорсунками,агазнетребуетникакойпредварительнойподготовки.

Вихревоесжиганиеширокоиспользуетсявциклонныхпредтопкахдвухкамерныхтопоксжидкимшлакоудалением,применяемыхдляэнергети-ческихпарогенераторовбольшоймощности.Циклонныетопкиработаютсвысокимиудельныминагрузкамисеченияиобъема топочнойкамеры.