Слоевые топки с кипящим слоем

где ω_c – скорость потока в слое, ω_п – скорость потока над слоем, F_п – сила сопротивления потоку над слоем.

Скорость потока в слое выбирается такой, что устойчивость слоя нарушается.

Скорость потока в слое больше скорости витания частицы. Над слоем скорость потока уменьшается, а частица возвращается в слой; т.о. частица топлива совершает вертикальные возвратно-поступательные движения, что приводит к лучшему перемешиванию топлива с воздухом без механической шуровки слоя. Процесс сжигания автоматизируется

Такая топка также используется для сжигания частиц размером δ=20÷30 мм (дробленое топливо). Здесь в 1 м³ слоя содержится ≈ 400÷600 кг топлива, значит, горение устойчивое, скорость его также регулируется расходом вторичного или третичного воздуха. Позволяет успешно сжигать органические вещества с содержанием минеральной части до 80%.

Важным преимуществом топок с кипящим слоем является их экологическая безопасность. Выбросы окислов азота (NO_x) сокращаются на 70-80%, а окислов серы на 50%, за счет связывания серы топлива в гипс (CaSO₄). Перспективна разработка котлов данного типа для сжигания канско-ачинских углей.

Данный тип топки используется в металлургии при обжиге колчедана, медных, цинковых руд, и начинает использоваться в энергетике особенно за рубежом (1995-2003г. Барнаульская ТЭЦ – БКЗ-420-140-560КФ на экибастузском угле.

Факельные (прямоточные)

F_с> Р

Согласно закону Стокса,

Частицы твердого топлива здесь сгорают, двигаясь в потоке газов, поэтому размер частиц составляет δ=0÷0,2(1,0)мм. В 1 м³ топки сгорает ≈ 20÷30 г топлива, значит, горение чувствительно к нарушениям режима. При использовании топки данного типа не требуется механическая подача топлива и удаление шлаков, может сжигаться любой вид топлива. Процесс горения автоматизируется и может быть использован для создания котлов практически неограниченной тепловой производительности.