Сжигание твердого топлива в топочных устройствах может быть организовано различными способами: факельным, циклонным, в кипящем слое (рис. 1.7). Из них наиболее распространенным в современной крупной энергетике является факельный.
В основу классификации способов сжигания положена аэродинамическая характеристика процесса, определяющая условия омывания горящего топлива окислителем.
Практически неограниченное повышение мощности топочных устройств связано со сжиганием угольной пыли в объеме топочной камеры во взвешенном состоянии. Такой способ сжигания топлива называется факельным. При этом мелкие частицы топлива легко транспортируются потоком воздуха и образующихся газов в сечении топочной камеры. Сгорание топлива происходит в этом случае в объеме топочной камеры за весьма ограниченное время пребывания частиц в топке (1-2 с). Скорость сгорания топлива, определяется поверхностью горения.
При циклонном способе сжигания частицы топлива находятся в интенсивном вихревом движении. В отличие от факельного способа сжигания частицы топлива подвергаются интенсивному обдуванию потоком и быстро сгорают. Циклонный способ позволяет сжигать более грубую угольную пыль и даже дробленку. В циклоне развивается более высокая температура горения, отчего шлаки переходят в жидкое состояние.
|
|
В последнее время находит применение новый для энергетики способ сжигания топлива в так называемом кипящем слое (рис. 1.7,в). Находящееся на решетке измельченное топливо с частицами размером 1-6 мм продувается потоком воздуха с такой скоростью, что частицы всплывают над решеткой и совершают возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости. При этом скорость газовоздушного потока в пределах кипящего слоя больше, чем над ними. Более мелкие и частично выгоревшие частицы поднимаются в верхнюю часть кипящего слоя, где скорость потока снижается, и там сгорают. Кипящий слой увеличивается в объеме в 1,5-2 раза, его высота обычно составляет 0,5-1 м.
Тепловоспринимающие поверхности в виде коридорного, или шахматного пучка труб размещают внутри объема кипящего слоя и над ним. За счет развитой кондуктивной (контактной) передачи теплоты от раскаленных частиц к поверхности нагрева удельное тепловосприятие поверхностей в пределах кипящего слоя существенно возрастает. При этом температура газов вгорящем слое остается относительно невысокой (800-1000°С), что исключает перегрев металла и уменьшает образование вредных окислов азота в продуктах сгорания. Кроме того, такой способ сжигания позволяет вводить в кипящий слой твердые присадки (например, известняк) для нейтрализации образующихся окислов серы.
|
|
Крупные электростанции потребляют более 1000 т/ч угля. Даже при доставке топлива вагонами большей грузоподъемности (60 - 125 т) на электростанции необходимо постоянно разгружать за 1 ч 15-30 вагонов топлива, что обеспечивается применением для разгрузки вагонов высокопроизводительных вагоноопрокидывателей.
Превращение кускового топлива в угольную пыль производится в два этапа. Вначале сырое топливо подвергается дроблению до размера, не превышающего 15 - 25 мм. Затем измельченное топливо - дробленка поступает в бункера сырого угля, после чего подвергается размолу в углеразмольных мельницах до окончательного продукта - угольной пыли с размером частиц до 500 мкм. Одновременно с размолом топливо подсушивается для обеспечения хорошей текучести пыли.