Классификации топок

По способу сжигания топлива различают топки:
• Со слоевым сжиганием:

     — Исторически первый способ

     — Изначально было сжигание в неподвижном первом слое. Куски топлива забрасывались на решетку, через которую внизу пропускался воздушный поток. Много раз совершенствовалась.

     — Сейчас используют топки:
     1. С кипящим слоем (КС)
     2. С циркулирующим кипящем слоем (ЦКС)

     — Такая технология сжигания ограничивает единичную мощность котла, поэтому перешли к факельному сжиганию.

• С факельным сжиганием:

     — Смысл способа в том, что сжигание осуществляется в объеме топки. Жидкое топливо форсунками распыляется на мелкие капли, а твердое топливо измельчается мельницами до пылевидного состояния, подается вместе с воздухом в топку и сжигается там во взвешенном состоянии. Т.к. поверхность пыли больше поверхности куска угля, то прогрев частиц, выход летучих и выгорание кокса происходит быстрее, а значит при одинаковой площади поперечного сечения топки факельный способ обеспечивает большую тепловую мощность.

     — Твердотопливные факельные топки – это камерные топки.

     — Разновидностью факельных топок являются вихревые топки.

• С вихревым сжиганием:

     — В специальных закручивающих потоках сжигается не пыль, а дробленка (куски 5..10мм). Раньше этот способ сжигания считался эффективным, т.к. затраты на измельчение снижались, но сейчас применяется редко из-за сложности конструкции.

По конфигурации топочного объема различают:
• Открытые топки
     — С ТШУ, ЖШУ, газо-мазутные.



     — Все открытые топки имеют горизонтальное поперечное сечение в виде прямоугольника. Их называют топками призматического типа. В верхней части топки часто имеется аэродинамический выступ, служащий для улучшения аэродинамической картины на выходе из топки.
     — В топках с ТШУ, в нижней части есть холодная воронка, экраны ее наклонены под углом α = 54°. Все экраны обычно открыты (обращены поверхностью труб внутрь топки).

     — В топках с ЖШУ, экраны нижней части наклонены под углом α = 15°, и обычно вся нижняя часть экранов покрыта металлическими шипами, а поверхность шипов – карборундовой смазкой. Она необходима для уменьшения теплосъема в нижней части топки, повышения уровня температур и как следствие, для улучшения условий жидкого шлакоудаления. Шлак выходит из топок с ЖШУ через отверстия, которые называются летками (1, 2 по длине).

     — В газо-мазутных топках или с ЖШУ нижняя наклонная часть называется подом. При сжигании газа, золы не образуется, а при сжигании мазута ее образуется очень мало, поэтому в газо-мазутных топках леток нет. При сжигании мазута значение величин падающих радиационных потоков в нижней части топки очень велики, поэтому под таких топок часто закладывается кирпичом. В котлах до критических давлений это позволяет избежать в экранах пода образования пароводяной смеси и ее расслоения.

• Полуоткрытые топки:
     — С ЖШУ, газо-мазутные.



• Двухкамерные, трехкамерные топки:
     — С ЖШУ, реже газо-мазутные.



     — Отличительным признаком двухкамерных топок является шлакоулавливающий пучок. Обычно это испарительная поверхность нагрева из труб большего диаметра, которые снаружи покрыты карборундовой обмазкой. Шлакоулавливающий пучок необходим для увеличения коэффициента шлакоудаления aшл (для двухкамерных топок aшл=0.4). Для этого пучка приходится использовать испарительную поверхность нагрева, т.к. он работает в зоне высоких температур (1500..1600°C) и его нужно охлаждать.

     — Топка с горизонтальными циклонными предтопками формально является трехкамерной и первой камерой являются два горизонтальных циклонных предтопка. Они имеют сложную конструкцию и их стены экранированы змеевиками из спиральных труб. Эти змеевики ошипованы и покрыты обмазкой, а иногда и закрыты специальной кладкой. В циклоны тангенциально поступает воздух и топливо – воздушная смесь. Частицы топлива подаются здесь не в виде пыли, а в виде дробленки с размерами куска 5..10мм, поэтому при использовании таких топок системы пылеприготовления не нужны – получается экономия на размоле топлива. Вторая камера – это камера зажигания, в которой все экраны ошипованы и покрыты обмазкой. Т.к. температура ПВС в циклонах и камере дожигания очень высоки, то трудностей с выходом жидкого шлака нет, а коэффициент шлакоулавливания aшл=0.44..0.45, т.к. есть шлакоулавливающий пучок.

     — На Черкасской ТЭЦ котлы БКЗ – 210 – 140 – 560 с такими топками. В эксплуатации они показали надежную работу жидкого шлакоудаления, но из-за высокого уровня температур герметичность в месте сопряжения циклонов с камерой дожигания часто нарушалась. Кроме того, выбросы вредных веществ на котлах с такими топками из-за высокого уровня температур тоже большие – было принято решение провести реконструкцию и оборудовать эти котлы полуоткрытыми топками с ЖШУ.

     — Топка с вертикальными циклонными предтопками является двухкамерной, она обладает теме же «+» и «-«, что и топка с горизонтальными циклонными предтопками.

     — Из-за большой конструктивной сложности и плохих экологических показателей топочного процесса, топки с циклонными предтопками давно не производятся.

По способу компоновки горелок различают топки:
• С фронтальной компоновкой
     — Горелки могут располагаться в 1..5 ярусов
• С встречной компоновкой
     -Горелки могут располагаться в 1..5 ярусов
• Со встречно-смещенной компоновкой
     — 1..2 яруса
• С тангенциальной компоновкой
     — Очень широко используется при твердом и жидком шлакоудалении. Оси горелок в ярусе расположены по касательной к условной окружности диаметром Dy (зависит от шлакоудаления). Топка чаще всего близка к квадратной и am = bm±10%. В ярусе может быть 4, 6, 8 горелок
     — 1..5 ярусов
• С подовой компоновкой (используется только на газо-мазутных топках)
• С потолочной компоновкой (в инвертных котлах)
• С L-образной компоновкой

Очень широко используются фронтальная, встречная и тангенциальная компоновка. Встречная и тангенциальная компоновки встречаются на котлах любой паропроизводительности при сжигании газа, мазута, и др. топлив с любым шлакоудалением. Фронтальная компоновка используется на котлах производительностью D≤320 т/ч при сжигании газа, мазута и твердых топлив с ТШУ. Остальные виды встречаются редко.



zя — число ярусов, Sбок — боковой простенок, aт — ширина топки, bт — глубина топки, hяр — высота яруса, s — шаг



Экраны топок:



На котлах Е и Еп высокого давления используют в качестве испарительных экранов трубы диаметром ∅60х5 мм. Т.к. hш≈15мм, то толщина обмазки составляет ≈20мм. Шипы способствуют лучшему закреплению обмазки и отводу теплоты от обмазки к трубам.

Во всех современных котлах наружная теплоизоляция в заводских условиях наносится на наружную поверхность труб. Толщина тепловой изоляции , она не связана с каркасом котла. Она называется натрубной теплоизоляцией (обмуровкой). Экраны в топках подвешиваются за верхнюю часть к каркасу, а при переходе в рабочее состояние расширяются вниз.

На старых котлах встречается накаркасная обмуровка:
• Два слоя кирпича (огнеупорный и теплоизоляционный)
• Передает вес на каркас котла
• Предусматривает тепловые швы для компенсации расширений
• Трубы расширяются независимо от обмуровки


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru