Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 3-3$ представлена схема полугазовой топки для сжигания твердого топлива в плотном слое. В топке происходит процесс газификации твердого топлива, который может идти с большей или меньшей полнотой в зависимости от температуры газоз и его теплоты сгорания. Косвенным показателем полноты газификации является содержание в полугазе двуокиси углерода С02: чем оно выше для данного топлива,
70
тем ниже теплота сгорания полугаза и -выше температура в топке. Толщина слоя топлива в полугазовых топках значительно больше, чем в простых топках с полным сгоранием, но меньше толщины слоя топлива в газогенераторах, работающих иа том же топливе. Так, при донецком антраците толщина слоя в простой топке составляет примерно 50—80 мм, в полугазовой 200—400 мм, в газогенераторе 1 000—1 600 мм. Для каменных и бурых углей толщина слоя в полугазовых топках обычно .составляет 400—800 мм. Температура в полугазовой топке (температура полугаза) при антраците составляет 1 000—1 100 °С вместо 500—600 °С, обычных для газа, выходящего из газогенератора. В полугазовой слоевой топке протекают те же процессы, что н в газогенераторе, но они идут с меньшей полнотой, а отдельные зоны частью совмещены, что и сказывается на теплоте сгорания газа, которая в топках составляет обычно 2,5—3,5 Мдж/м3 вместо 4—5,5 Мдж/м3 для генераторного газа.
Полугаз перед выходом из топки в рабочую камеру печи смешивается со вторичным воздухом, и пламя направляется в рабочее пространство печи, которое в данном случае играет роль топочного объема для сжигания газа. Большую роль играет качество смешения газа с воздухом, так как известно, что само горение газа протекает почти мгновенно и продолжительность горения в целом определяется временем, необходимым для процесса смешения газа и воздуха.
На рис. 3-38 показан способ смешения, весьма распространенный в полугазовых .топках: вторичный воздух подается в топку с большой скоростью (20—40 м/сек) при помощи ряда сопл; воздушные струи пересекают газовый поток и, как показывает опыт, обеспечивают хорошее смешение газа и воздуха, причем горение газа протекает интенсивно даж1е при малых коэффициентах избытка воздуха.
Определение необходимых размеров колосниковой решетки для полугазовых топок производится по допустимому напряжению решетки. Свободное пространство полугазовых топок играет роль коллектора и выбирается по конструктивным соображениям.
Полугазовые топки с нижней подачей (рис. 3-39,а) применяются в основном при сжигании умеренно спекающихся каменных углей. Здесь механизированы загрузка топлива и шуровка; шлак удаляется из слоя вручную. Схема горения каменного угля в реторте топки с нижней подачей показана на рис. 3-39,6.
В полугазовых топках при хорошем смешении газа с воздухом сжигание газа производится с небольшими избытками воздуха i(a=l,05-4-1,15), что очень важно при нагреве металла, так как снижение избытка воздуха уменьшает окисление поверхности нагретого металла. Кроме того, при этом уменьшаются потери тепла с дымовыми газами, что повышает к. п. д. печей.
Полугазовые топки применяются главным образом при сжигании бурых и каменных углей, а также и антрацитов. При сжигании дров н торфа редко прибегают к по-лугазовому отоплению, так как длина факела вполне достаточна для заполнения пламенем рабочего пространства печи.
При сжигании твердого кускового топлива в промышленных печах в качестве полугазовой топки может быть использована и топка с «шурующей» планкой, получившая распространение в котельных установках.
На рис. 3-38 показана полумеханизированяая полугазовая топка, снабженная качающимися колосниками, которые приводятся в движение при помощи рычагов от руки или от мотора. Топка снабжена пневматическим забрасывателем. В таких топках механизированы заброс топлива, шуровка и удаление шлака под колосники.
В полугазовых топках для достижения равномерности газового потока в слое топлива сжигают сортированные угли и антрациты с небольшим содержанием мелочи.
На рис. 3-40 показана наклоннопереталкивающая беспровальная решетка, применяемая в полугазовых топках. Эта решетка удобна для сжигания бурых углей с высокой зольностью и влажностью. При высококалорийном топливе колосники из-за плохого охлаждения часто пережигаются. Наклонная ступенчатая решетка имеет неподвижные, а также подвижные колосники, приводимые в движение от системы рычагов.
71
Рис. 3-38. Схема полугазовой топки для сжигания твердого топлива в плотном слое.
I — подача первичного воздуха; 2 — подача вторичного воздуха; 3 — колосниковая решетка; 4 — питатель; 5 — забрасыватель; 6 — механизм для поворота колосников (встряхивания решетки); 7>—зона шлака; 8 — зона горения; 9 — зона восстановления; 10 — слой свежезаброшениого топлива.
б)
Рнс. 3-39. Полугазовая топка с ннжней подачей топлива.
а — продольный разрез: / — бункер для топлива; 2 — механизм для привода топки; 3^- поршень для подачи топлива в реторту; 4 — колосниковая решетка ретортного типа; 5 — подача вторичного воздуха; б — поперечный разрез по реторте: / — зона свежего топлива;
