Методы сжигания топлива в котлах

Для сжиганиятоплива в котлах в основном используются слоевой и факельный методы сжигания топлива.

Слоевое сжигание топлива применяется для сжигания твердого топлива на колосниковой решетке. Воздух на горение топлива подается под решетку. При этом слой топлива может занимать одно из следующих положений:

· неподвижно располагаться на колосниковой решетке (рис.4 а). Топливо подается на решетку лопатой через загрузочное отверстие, которое также используется и для удаления шлака. Воздух подается под колосниковую решетку и через отверстия в колосниках поступает в слой топлива. Так как подача топлива, шуровка слоя, удаление шлака с решетки и золы из под решетки производится вручную, такие топки называются топками с ручным обслуживанием;

· неподвижно располагаться на колосниковой решетке, колосники которой могут поворачиваться для удаления шлака (рис..4б). Подача топлива производится роторным забрасывателем. Подобные топки называются полумеханическими;

Рис. 4. Схемы слоевых топок:

а – топка с ручным обслуживание; б – полумеханическая топка.

Рис.5. Схема механической слоевой топки:

1 – подвижная решетка обратного хода; 3 – угольный ящик; 5 – воздушные каналы; 6 – шлаковая шахта; 7 – роторный забрасыватель.

· двигаться вместе с ленточной цепной решеткой с небольшой скоростью в сторону фронта котла. Топливо забрасывается на заднюю часть подвижной решетки и по мере ее движения воспламеняется, горит и превращается в шлак. Так как процессы подачи топлива, обслуживания слоя и удаление шлака не требуют ручного труда, такие топки также являются механическими (рис. 5);

· находиться над решеткой во взвешенном состоянии, которое создает поток воздуха повышенного давления (до 10 кПа). Ввод воздуха в слой и равномерное распределение его по сечению топки осуществляет стальная решетка с воздушными колпачками. Куски угля совершают подъемно–опускное движение и сгорают во взвешенном состоянии, а зола выпадает на решетку. Во избежание плавления шлака слой охлаждается погружной поверхностью нагрева до температур не более 800-950 ⁰С. Такой слой называется низкотемпературным кипящим слоем. В кипящем слое значительно улучшаются процессы окисления углерода, что позволяет качественно сжигать высокозольные угли с содержанием минеральных примесей до 50 – 70 % при полной механизации работы топки.

Рис. 6. Схема топки с кипящим слоем:

1 – золовой бункер; 2 – воздухораспределительная решетка; 3 – погруженная поверхность нагрева; 4 – кипящий слой топлива.

Факельное сжигание топлива (рис. 7). Факельным способом сжигаются горючие газы, жидкое топливо и мелкораздробленное твердое топливо. Устройства, которые вводят топливо и воздух в топку и обеспечивают их смешение, называются горелочными устройствами.

Рис.7. Схема факельного сжигания топлива

Частицы топлива сгорают на лету, двигаясь через топку вместе с потоком воздуха и газов. По сравнению со слоевыми топками частицы топлива пребывают в топке ограниченное время, запас топлива в топке мал, вследствие чего процесс горения чувствителен ко всяким изменениям режима работы топочного устройства. Так, например, при чрезмерном увеличении расхода воздуха при сжигании газа возможен отрыв пламени от факела и погасание факела.

Топки для факельного сжигания топлива называются камерными топками, а в зависимости от вида топлива - газомазутными или пылеугольными.

Факел горящего топлива имеет высокое тепловое излучение. Поэтому для защиты стен топки от разрушения тепловым потоком вдоль стен устанавливаются радиационные поверхности нагрева (экраны).