Файл: Загорье А.М. Сжигание лигнина.pdf

при 1480 об/мин через тексропную передачу. Соотношение диамет­ ров установленных шкивов обеспечивает ротору вентилятора

2400 об/мин.

В конце шахты перед топливным вентилятором установлена ловушка для инородных предметов (железные детали, камни), по­ ступающих с лигнином. Ловушка имеет дверку для удаления улов­ ленных предметов.

На рис. 11 приведен общий вид горелки. Наличие улитки обес­ печивает турбулентное движение вторичного воздуха и его хоро­ шее перемешивание с лигнино-газовой смесью в корне факела. Го­ релка позволяет изменением положения конуса регулировать вы­ ходную скорость омеси в пределах 14—33 м/сек.

21

Рис. 11. Общий вид горелки:

/_КОнус; 2 —шток конуса; 3— опора штока конуса; 4 — регулировочная гайка; 5 — штурвал; 6 — раструб; 7 — труба для лигнино-газовоздушной смеси; 8 — улитка

22

Особенности наладки отдельных элементов оборудований экспериментальной топки

Питатель (см. рис. 7). При наполнении бункера лигнином для опробования работы питателя весь лигнин из бункера еще до включения питателя моментально уходил в шахту. Оказалось, что лигнин уходит через незакрепленный фартук питателя. Этот де­ фект устранили, установив рычаг и груз на валик фартука, после чего удалось включить в работу питатель. Однако питатель не обеспечивал подачи необходимого количества лигнина: при мини­ мальном числе оборотов он засыпал лигнином топливный вентиля­ тор. Зазор между полуцилиндровой задней стенкой корпуса пита­ теля и ротором был слишком велик — 20 мм вместо 2 мм по чер­ тежам. После переделки задней стенки корпуса удалось обеспе­ чить нормальную подачу лигнина.

При тарировке питателя было обнаружено, что из его рабочей полости через торцовые радиальные зазоры часть лигнина посту­ пает в полость зубчатой передачи и набивается между зубьями ве­ дущей и ведомой шестеренок. В результате шестеренчатая пере­ дача заклинивалась. Поэтому между подвижной и непод­ вижной частями питателя сделали уплотнение (рис. 12), которое полностью себя оправдало.

Рис. 12. Уплотнение питателя:

/ — резиновое уплотнение; 2 — полоса для крепления резинового уплотне­ ния; 3 — ободок на скребках; 4 — опоры уплотнения

Топливный вентилятор (рис. 13, 14). При работе топ­ ливного вентилятора быстро изнашивались улитки вентилятора и лопатки ротора, лигнин налипал на лопатки ротора, ротор саморазбалансировывался, подшипники и вал вентилятора выходили из строя.

Для борьбы с этими явлениями в местах износа улитки нава­ рили заплаты, сделали запасные роторы с утолщенными лопатка-

23

ми, усилили детали рамы вентилятора, удвоили число подшипни­

ков, корпуса подшипников переделали, чтобы охлаждать их про­ точной водой.

Г орел к и. Первоначальное опробование топки на подсушен­ ном лигнине показало, что проход для лигнино-газовоздушной сме­ си в месте расположения опоры штока конуса горелки часто за­ бивается сначала щепой, образующей как бы каркас, а потом лиг­ нином, полностью закупоривающим горелку (рис. 15) даже при максимальном раскрытии конуса. Из-за этого невозможно было регулировать скорость выхода лигнино-газовоздушной смеси из го­ релок, и в результате топливо не поступало в топку. Поэтому ко­ нусы и штоки с их опорами (см. рис. 11) демонтировали еще в на­ чале пробного пуска.

Л и гн и но п р о в о д ы. Для предотвращения забивания лигнинопроводов «язык», установленный для регулирования количе­ ства лигнино-газовоздушной смеси, подаваемой в правую и левую горелки (см. рис. 8), демонтировали. Для очистки горизонтальных участков обоих лигнинопроводов сделали закрывающиеся отвер­ стия.

Бункер. Для борьбы с зависанием лигнина в бункере выре­ зали для шуровки окно и на одной из стенок бункера установили вибратор.

24

Топка. Во время работы топочного устройства на подсушен­ ном лигнине выяснилось, что топливный вентилятор почти не раз­ малывает лигнин. В топку попадали непрогидролизованные куски щепы длиной в несколько сантиметров. Отсепарированные в топ­ ке крупные фракции и недостаточно подсушенная часть лигнина ■лапали в шлаковую воронку.

Рис. 15. Горелка, закупоренная щепой и лиг­ нином:

1—конус; 2 — шток конуса; 3 — опора штока конуса

Сопла, установленные для подвода воздуха в шлаковую .ворон­ ку, из-за неудачного расположения не обеспечивали хорошего пе­ ремешивания воздуха с отсепарированной частью топлива.

Как и предполагалось, при работе на сыром лигнине отсепари­ рованные в топке крупные частицы его падали в шлаковую во­ ронку.

Для того чтобы обеспечить сгорание лигнина, необходимо было прибегать к ручной шуровке. В противном случае лигнин с тече­ нием времени спекался, и в результате воронка шлаковалась и от­ верстия для удаления шлака заплавлялись. Образовавшаяся стек­ ловидная масса доходила до смотровых окон топки.

Через каждые две недели приходилось останавливать топку на двое суток для удаления шлака.

Поэтому Оргэнергобум предложил переделать шлаковую во­ ронку и подвод воздуха к ней (рис. 16, 17).

После переделки шлаковой воронки отсепарированное топливо мощной струей воздуха стало подниматься из шлаковой воронки снова в топочное пространство, где оно подсушивается и частично сгорает.

25

Несгоревшие и вновь выпавшие частицы снова поднимаются, и так продолжается до тех пор, пока они полностью не сгорят.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Режим работы установки

Процесс сжигания подсушенного лигнина влажностью от 35 до 55% в экспериментальном топочном устройстве характеризуется большой гибкостью и малой инерционностью, как и при сжигании газообразного или жидкого минерального топлива. Гибкость регу­ лирования режима обеспечивается возможностью дополнительной подсушки лигнина до желаемой величины отбираемыми из топки газами. Легкость изменения температуры и количества сушильного агента обеспечивает возможность изменения нагрузок в широком диапазоне, верхний предел которого при данной степени экраниро­ вания топки лимитируется только повышением температуры в топ­ ке. При нагрузке свыше 6 т!час и влажности исходного лигнина 35% температура в топке превышает температуру размягчения золы, что вызывает усиленное шлакование топки вплоть до ее пол­ ной зашлаковки.

При опробовании экспериментального топочного устройства на сыром лигнине из-под сцеж .максимально форсировалось горение

26

в топке. Чтобы создать наиболее благоприятные условия для суш­ ки лигнина, клапан подачи первичного воздуха полностью при­ крывали, а шибер отсоса газов полностью открывали. Это обеспе­ чивало максимально возможное повышение температуры сушиль­ ного агента.

Подачу топлива в сушильную систему регулировали питателем таким образом, чтобы обеспечить надлежащую подсушку. Если в топку поступило недостаточно подсушенное топливо, что обнару­ живали, наблюдая за факелом, то производительность питателя снижали до тех пор, пока не восстанавливалось интенсивное горе­ ние в топке. Первичный воздух поступал только за счет присосов в сушильную систему. Основное количество вторичного воздуха по­ давалось через сопла шлаковой воронки.

Характеристика лигнина, сжигавшегося в период испытаний

дельных варок составляло 56—66%. Средняя влажность в течение

Приведенные данные показывают, что лигнин состоит из чрез­ вычайно разнообразных частиц размером от 0,09 до 3 мм. «Пыле­

стично щепу, размеры которой достигают нескольких сантиметров.

Паропроизводительность котла

Средняя паропроизводительность экспериментального котла в период опытов сжигания сырого лигнина из-под сцеж составляла при подаче в топку холодного воздуха 4,35—5,14 т'час. Когда в топку подавался воздух температурой 205—220°, производитель­ ность котла равнялась 7,6—8,9 т!час, что соответствует напряже­

27

аналогичных котлах при сжигании мазута или газа. Паропроизводительность экспериментального котла при поступ­

лении лигнина повышенной влажности (более 65%) лимитирова­ лась тем, что подогрев воздуха (205—220°) и количество газов, отсасываемых из топки установленным топливным вентиляторам, были недостаточны.

Работа сушильной части топочного устройства

В табл. 3 приведены основные параметры работы сушильной системы при сжигании сырого лигнина.

Влажность лигнина, 'поступающего в топку, по проекту долж­ на составлять 45%. Фактически влажность колебалась от 39,6

до 48%.

В процессе сушки влажность лигнина по проекту должна сни­ жаться на 15%, в действительности снижалась от 15 до 20,5%.

Количество влаги, испаряемой в сушильной части топочного устройства, должно было составлять 840 кг/час. Фактически оно колебалось в пределах 680—1060 кг!час.

Согласно проекту, на нисходящем участке (т. е. в шахте) съем влаги должен составлять 10%, в действительности он равнялся 7% при холодном дутье и 12% при горячем. На восходящем участ­ ке (т. е. в лигнинопроводе и вентиляторе) должно быть снято 5% влаги; в действительности на участке вентилятор — горелки сни­ мается И —14% влаги при пониженной нагрузке и подаче холод­ ного воздуха и 5—7% влаги при подаче воздуха температурой

205—220°.

Перераспределение съема влаги на отдельных участках сушиль­ ного устройства при подаче холодного и горячего воздуха объяс­ няется изменением режима сушки в связи с увеличением подачи лигнина в сушилку после включения воздухоподогревателя.

Напряжение объема сушильной системы по проекту должно со­ ставлять 309 кг испаренной влаги в час на 1 м3 объема, в действи­ тельности эта величина равнялась 294—389 кг1м31час, что почти в 6—8 раз превышает эту величину для труб-сушилок, работающих по проектам Гипрогидролиза (50—55 кг1м31час).

Температура сушильного агента пепед топливным вентилято­ ром по проекту должна быть равной 155°. При сжигании сырого лигнина с подачей в топку холодного воздуха для улучшения ус­ ловий подсушки температуру пепед топливным вентилятором пре­ дельно поднимали до 325—417°. Поддерживать такую высокую тем­ пературу сушильного агента перед топливным вентилятором ока­ залось возможным потому, что при сжигании сырого лигнина в вентиляторе происходит очень интенсивное испарение влаги при понижении температуры сушильного агента за вентилятором до 100—120°. После включения воздухоподогревателя перед топлив­ ным вентилятором поддерживалась температура аэросмеси 160— 185°.

28