Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Более экономичны форсунки с механическим распыливанием. Тонкость распыливания в механических форсунках зависит от размера отверстий форсунок и вязкости мазута. Для уменьшения вязкости мазут перед подачей подогревают до 100... 120 °С. В этом случае оборудование получается более дорогим, однако расходы на 1 кг сжигаемого топлива ниже, чем при паровых форсунках.
Мазут к форсункам подается насосом под давлением 2,5...3,5 МПа. Производительность механических форсунок 0,055... 1,1 кг/с. При сжигании мазута в установках средней и большой производительности стены топочной камеры экранируют, а под выкладывают огнеупорным кирпичом с воздушным или водяным охлаждением.
В последние годы для сжигания мазута все чаще используют циклонные топки. Принципиальная схема циклонного процесса показана на рис. 3.6. Циклонные топки применяются в энерготехиологических
245
Пар (сжатый доздух)
Рис. 3.5. Форсунки для жидкого топлива: прямоструйная (а); центробежная (б); вращающаяся (в); высокого (г) и низкого (о) давления; комбинированная (е)
Рис. 3.6. Схема установки мазутных форсунок в соплах
Мазут циклонной камеры
Рис. 3.7. Принципы организации сжигания газового топлива
Рис. 3.8. Схема беспламенной горелки:
1 — смесительное устройство;
2 — водоохлаждаемая форма;
3 — форкамера; 4 — разделительные кирпичные столбики
циклонных установках для комбинированной выработки технологической и энергетической продукции.
Для сжигания природного газа применяются горелки с внешним смещением и горелки инжекционного типа. Горелки служат для подачи газа и воздуха в топку в количествах, необходимых для устойчивого процесса горения.
Для горелок с внешним смешением газа и воздуха характерен длинный видимый светящийся факел с диффузионным режимом горения. Такие горелки называются диффузионными. Для обеспечения наиболее благоприятных условий сгорания газа необходимо весь воздух подавать к корню факела, к устью горелки (рис. 3.7).
Смешение газа и воздуха происходит в самой топочной камере.
Инжекционные горелки с полным внутренним смешением газа с воздухом дают короткий несветящийся факел. Такие горелки называют беспламенными (рис. 3.8). Сжигание газа в таких горелках идет по кинетическому механизму.
В зависимости от давления подаваемого газа горелки делятся на горелки низкого (до 2000 Па) и среднего давления (до 70 ООО Па). В газовых горелках скорость выхода воздуха 20...35 м/с, выхода газа 25... 150 м/с. Важным показателем работы горелки и организации сжигания топлива является соотношение объемов сжигаемого газа и воздуха. Для сжигания, например, 1 м3 доменного газа, отличающегося низкой теплотой горения, требуется около 1,6 м3 горячего воздуха при 270 °С, а при сжигании природного газа, теплота сгорания которого на порядок выше, требуется около 20 м3 горячего воздуха на 1 м3 газа. При сжигании природного газа в топках развиваются высокие температуры, поэтому топки должны быть экранированы.
В табл. 3.6 приводятся основные характеристики камерных топок для различных видов топлива.
Таблица 3.6
Топливо qv, кВт/м3 0?х <7з "?4
Мазут 280 1,10 0,5 0
Природный или попут-
ный газ, коксовый газ 350...460 1,10 0,5 0
Доменный газ 230 1,10 0,5 0
247
Основные типы слоевых топок для сжигания твердых топлив. Топочные устройства для слоевого сжигания топлива просты в эксплуатации, пригодны для различных топлив, не требуют больших объемов топочной камеры и большого расхода энергии на собственные нужды. Обслуживание топок со слоевым сжиганием включает операции подачи топлива в топку, шурование (перемешивание) топлива и шлакоудаление. По методу обслуживания и степени механизации этих операций топки подразделяются на топки (рис. 3.9): а — с ручным обслуживанием; б — полумеханизированные; в — механизированные.
В топках с ручным и механическим забросом топлива свежее топливо подается на слой горящего, а воздух поступает снизу под решетки. Структура горящего слоя при верхней загрузке топлива может быть представлена в виде трех зон (рис. 3.10): свежее топливо, горящий кокс и непосредственно на колосниковой решетке — шлак. В верхнем слое свежая порция топлива прогревается, подсушивается, из топлива выделяется влага, затем выделяются летучие, в основном сгорающие в топочной камере. На процесс подготовки топлива к горению затрачивается часть теплоты, выделяющейся при горении. Образующийся после выделения летучих кокс постепенно опускается, сгорает, а шлак стекает вниз, охлаждается, гранулируется, скапливается на колосниковой решетке и с нее удаляется. Шлак защищает решетку от перегрева и при условии регулярной шуровки слоя способствует равномерному распределению воздуха по слою. Воздух, подаваемый под слой топлива, называется первичным. Если воздух подается дополнительно, минуя слой топлива, непосредственно в топочную камеру, то такой воздух называется вторичным.
Нижняя зона горящего слоя топлива называется окислительной (зона с избытком кислорода). В слоях, расположенных выше, концентрация кислорода снижается, а концентрация С02 достигает максимальных значений. В этой зоне, которая называется восстановительной, диоксид углерода восстанавливается до оксида по уравнению
