Файл: Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие].pdf

воздуха из двух сопряженных горелок на левой и на пра­ вой половинах топочной камеры.

Изображенная в упрощенном виде на рис. 4-4 пылеуюльная «перчаточная» горелка с горизонтальными или мало наклоненными узкими щелями для пылевоздуш­ ной смеси и вторичного воздуха была разработана

Рис. 7-4. Условия сжи­ гания антрацитовой пы­ ли в топочной камере (по ЦКТИ).

при их движении от горелок к ширмам; 1 — пылеуголь­

устройство (цифры показы­ вают процент несгоревшего топлива в разных зонах топки).

Л. К- Рамзиным для прямоточных котлов с почти гори­ зонтальными трубами радиационной части. Такие горел­ ки размещают не по углам, а на одной или двух стенах топки и применяют для сжигания каменных и бурых углей, богатых летучими веществами.

Работа горелок. Воспламенение угольной пыли обу­ словлено прежде всего тем, что выходящий из горелки пылевоздушный поток, двигаясь с большой скоростью, непрерывно захватывает и увлекает с собой близлежа­ щие частицы топочных газов. Благодаря этому вокруг пылевоздушной струи создается разрежение, способст­

107

вующее движению к ней раскаленных газов из глубины топки. Угольная пыль загорается сначала по поверхнос­ ти струи, после чего горение переносится в глубину ее. При подаче пылевоздушной смеси через круглое сопло не загоревшийся объем этой смеси имеет конусообраз­ ную форму. Этот объем окружен горящей пылью и сна­ ружи не виден. Больше всего затягивается воспламене­ ние топлива при подаче его через горелки с круглыми соплами большого диаметра. На рис. 7-5,а объем незагоревшегося топлива условно показан в разрезе затем­ ненным.

Таким образом, воспламенению угля способствуют как завихренный характер газового потока внутри всей топочной камеры, так и движение раскаленных газов к каждой отдельной горелке вследствие создаваемого вблизи нее разрежения.

Отсюда следует, что непременным условием правиль­ ной работы прямоточных горелок любой конструкции является обеспечение высокой скорости выхода в топку первичного и вторичного воздуха. Считают, что наимень­ шее значение этой скорости должно быть около 27 м/с.

При первичном пуске котла ТК.П-3 производительностью 200 т/ч на буром угле скорость вторичного воздуха была около 20 м/с. Уголь­ ная пыль горела плохо, яркое пламя было только вблизи горелок, средняя часть топки была темной. Горение резко улучшилось после уменьшения сечения горелок по вторичному воздуху, когда возросла скорость его выхода в топку.

Устойчивое воспламенение топлива может быть обес­ печено при любой из трех схем подачи воздуха в топку. Нс у каждой из этих схем имеются свои особенности. Так, при сжигании углей с легкоплавкой золой целесо­ образно блочное расположение горелок. При нем пыле­ вые потоки наиболее удалены от стен топочной камеры, что способствует уменьшению шлакования стен топки. Для топок с жидким шлакоудалепием допустимо только тангенциальное расположение, поскольку при других схемах часть угольной пыли опускается вниз и, не сго­ рев, падает в жидкий шлак, увеличивая его вязкость.

Основными преимуществами прямоточных горелок считают простоту их конструкции и устойчивость рабо­

108

Недостатком отдельных конструкций этих горелок является замедленное зажигание топлива (особенно при его подаче в топку через круглые сопла), из-за чего по­ теря тепла от механического недожога оказывается иногда несколько большей, чем у горелок других типов. Это является основной причиной сравнительно малого применения прямоточных горелок для котлов большей производительности, работающих на трудновоспламеняемых топливах — антраците и тощих углях.

7-4. Топки с вихревыми горелками

Конструкция горелок. В широко распространенной вихревой (турбулентной) горелке ТКЗ имеются два завихряющих короба-улитки (рис. 7-6,а). В меньшую улит­ ку вводится пылевоздушная смесь, в большую — вторич­ ный воздух. В улитках оба потока завихряются и за-

ч

Рис. 7-5. Упрощенные схемы работы отдельных конструкций прямо­ точных горелок для сжигания угольной пыли.

упрощения не показано раздельное введение в топку первичного и вторичного воздуха.

109

тем раздельно по концентрическим кольцевым патруб­ кам поступают в топку.

Во многих конструкциях горелок завихривание вто­ ричного воздуха можно изменять «языковым» шибером, который, поворачиваясь, прижимает воздушный поток к наружной поверхности улитки.

Мазутную форсунку, работающую в период растопки котла, а также при подсвечивании мазутом твердого топлива, устанавливают в центральной трубе.

Рис. 7-6. Схемы двухулиточнон вихревой горелки.

каждой отдельной горелки. Правым называется враще­ ние по часовой стрелке, если смотреть в сторону топки. На рис. 7-6,а изображена горелка правого вращения.

Работа горелок. Выходя из вихревой горелки, воздух расходится в топочном объеме в виде двух расположен­

духа. Двигаясь в глубину топки, оба воздушных потока захватывают и увлекают с собой часть топочных газов, вследствие чего вблизи конусообразного воздушного по­ тока возникает разрежение, тем большее, чем больше газов уносится вместе с воздухом. Это вызывает устой

ПО

ййвое и непрерывное движение газов из глубины топоч­ ной камеры к внутренней и наружной поверхностям ко­ нусообразных воздушных потоков.

Наибольшее практическое значение имеет возвратное движение раскаленных газов к внутренней поверхности потока пылевоздушной смеси. Благодаря этому движе­ нию обеспечивается непрерывный подвод тепла, необхо­ димого для загорания угольной пыли. Чем выше тем­ пература топочных газов и чем большее их количество подсасывается к зоне воспламенения топлива, тем быст­ рее и устойчивее происходит это воспламенение.

Большое значение имеют и условия взаимного пере­ мешивания первичного и вторичного воздуха. Раздели­ тельный патрубок между обоими воздушными потоками должен доходить до выходного сечения горелки. Укоро­ чение или обгорание этого патрубка ускоряет перемеши­ вание первичного воздуха со вторичным. Вследствие этого возрастает количество воздуха, который должен быть нагрет вместе с топливом для его начального вос­ пламенения. Иными словами, укорочение разделительно­ го патрубка одинаково по своему действию увеличению количества первичного воздуха.

Условия сжигания угольной пыли во многом зависят от скорости входа в топку первичного и вторичного воз­ духа. При недостаточной скорости первичного воздуха возможно выпадание частиц угольной пыли вниз (ее се­ парация). Кроме того, возникает опасность обгорания выходных патрубков горелки. Вдувание в топку первич­ ного воздуха со слишком высокой скоростью приводит к переносу зажигания угля в глубину топочной камеры, т. е. в зону, где первичный воздух уже интенсивно сме­ шивается со вторичным.

Если подачу в топку первичного воздуха не изме­ нять, а скорость вторичного увеличить, то возрастет раз­ режение вокруг изображенного па рис. 7-6,а воздушного конуса. Воздух будет расходиться в топке под несколько

При этом улучшаются условия воспламенения топлива. Уменьшение подачи вторичного воздуха при неизмен­ ной подаче первичного или полное открытие «языковых» шиберов у горелок увеличивает дальнобойность факела.

111

Пылевоздушная смесь воспламеняется на большем расстоянии от амбразур горелок.

Рекомендуется выбирать топочный режим при сжи­ гании антрацита таким, чтобы вторичный воздух входил в топку со скоростью на 30—40%, а при сжигании ка­ менных углей — со скоростью на 10—15% выше скорос­ ти первичного воздуха.

При переменной нагрузке котла скорость первичного воздуха можно изменять только в узких пределах. Ее уменьшение может привести к забиванию трубопрово­ дов угольной пылью, а увеличение ограничивается напо­ ром вентиляторов. Кроме того, при изображенной на рис. 6-1 схеме пылеприготовления увеличение количест­ ва первичного воздуха может привести к угрублению помола топлива и другим нежелательным последствиям.

Регулирование дутья при изменении нагрузки котла должно производиться главным образом за счет изме­ нения подачи вторичного воздуха.

Подача воздуха к горелкам проверяется по показа­ ниям тягомеров перед улитками. Работа машиниста кот­ ла затрудняется, если тягомеры установлены непра­ вильно, например, когда при одних и тех же показаниях тягомеров проходит различное количество воздуха через отдельные горелки.

При наладке работниками ЦК.ТИ котла ТП-230-2 производитель­ ностью 230 т/ч на 100 кгс/см2 было установлено, что только путем регулирования подачи к каждой отдельной горелке антрацитовой пыли и воздуха можно было уменьшать потерю тепла от механиче­ ского недожога с 6—7% до 3—4%, т. е. почти в 2 раза. В те дни, когда такое регулирование не производилось, коэффициент избытка воздуха по отдельным горелкам различался на 50—60%. После регу­ лирования это расхождение не превышало 20—30%. Впоследствии регулирование работы каждой горелки систематически осуществля­ лось машинистами котлов и средняя за год потеря тепла от механи­ ческого недожога антрацита не превышала 4%.

В топках, разделенных на две части двусветным экраном, потеря тепла от недожога угля может возрасти и вследствие неодинаковой подачи воздуха к обеим полутопкам. Это может произойти при неодинаковом отбо­ ре воздуха к левой и правой углеразмольным мельни­ цам, при повышенном присосе наружного воздуха в од­ ну из полутопок и т. п. Различие в подаче воздуха воз­ растает при работе котла с низкой нагрузкой.

В первый период работы на антраците двух котлов сверхкрити­ ческого давления ТПП-110 с вихревыми горелками потеря тепла от механического недожога была равна 6—8%. Для уменьшения этой

112