В котельных установках используются четыре основных способа сжигания топлива
• слоевой;
• факельный;
• вихревой (циклонный);
• в кипящем слое.
При слоевом сжигании (рис. 15.2) твердое топливо находится на колосниковой решетке, через которую продувается воздух. Горючие составляющие топлива сгорают в слое и частично в объеме топки, куда они попадают в газообразном виде после термического разложения топлива. Оптимальные размеры кусков угля при слоевом сжигании 25… 50 мм.
Слоевые топки для сжигания разнообразных видов твердого топлива делят на внутренние и выносные, с горизонтальными и наклонными Колосниковыми решетками. Если топка расположена внутри обмуровки котла, то ее называют внутренней. Если топка пристроена к котлу, то ее называют выносной.
Конструкции таких топок самые разнообразные. Каждая топка предназначена для сжигания определенного вида топлива. В зависимости от способа подачи топлива и организации обслуживания слоевые топки подразделяют на ручные, полумеханические и механизированные.
Ручными называют такие топки, в которых все три операции — подача топлива в топку, его шуровка и удаление шлака (очаговых остатков) из топки — производятся машинистом вручную. Эти топки имеют горизонтальную колосниковую решетку.
Полумеханическими называют такие топки, в которых механизированы одна или две операции. К ним относятся шахтные с наклонными колосниковыми решетками, в которых топливо, загруженное в топку вручную, по мере прогорания нижних слоев перемещается по наклонным колосникам под действием силы тяжести.
Механизированными называют такие топки, в которых подача топлива в топку, его шуровка и удаление из топки очаговых остатков производится механическим способом без ручного участия машиниста.
Слоевые топки для сжигания твердого топлива условно делят на три класса:
• топки с неподвижной колосниковой решеткой и лежащим на ней неподвижно слоем топлива (рис. 15.3);
• топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива (рис. 15.4);
• топки с движущимися механическими цепными колосниковыми решетками (рис. 15.5).
|
Газообразные продукты сгорания |
|
Топливо |
|
Воздух |
|
Отвод ^шгтмо шлака |
|
Рис. 15.3. Схема топки с неподвижной колосниковой решеткой |
|
Подача топлива |
|
Газообразные продукты сгорания топлива |
|
Подвод воздуха ППЦ Наклонная колосниковая решётка |
|
Рис. 15.4. Схема топки с наклонной неподвижной колосниковой решеткой |
|
Неподвижная колосниковая |
В топках с неподвижной колосниковой решеткой и лежащим на ней неподвижно слоем топлива можно сжигать все виды твердого топлива, но вследствие ручного обслуживания ее применяют под котлами паропроиз — водительностью до 1… 2 тонны в час. Топки с забрасывателями, в которые непрерывно загружают свежее топливо и разбрасывают его по поверхности колосниковой решетки, устанавливают под котлами паропроизводительно — стью до 6.5… 10 тонн в час.
Рис. 15.5. Схема топки с подвижной горизонтальной колосниковой решеткой
Топки с неподвижной наклонной колосниковой решеткой применяют в котельных установках паропроизводительностью от 2.5 до 20 тонн в час.
В топках с движущимися механическими цепными колосниковыми решетками может совершаться прямой или обратный ход. Такие топки применяют в котельных установках паропроизводительностью от 10 до 35 тонн в час.
|
|
Основным показателем, характеризующим работу топки, является тепловое напряжение топочного объема qy (кВт/м3), определяемое по формуле:
(15.46)
Где В —расход топлива, кг/с; Qp — низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг; VT — объем топочного пространства, м3.
Оптимальное значение Qv находится в пределах 140…460 кВт/м3 и зависит от конструкции топки, качества топлива и способа его сжигания. При увеличении Qv увеличиваются потери тепловой энергии в топке от химического и механического недожога.
Для топок слоевого сжигания необходимой характеристикой, кроме того, является тепловое напряжение зеркала горения:
|
|
(15.47)
Где R — площадь колосниковой решетки (зеркала горения), м2.
Оптимальные значения qn лежат в пределах 900…3000 кВт/м3 и зависят от характеристик топлива и типа топочного устройства.