ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сжигание топлива в камерных топках Классификация топок из "Парогенераторные установки электростанций " В камерных топках парогенераторов можно сжигать все сорта твердого топлива, в том числе многозольное, высоковлажное и сильно измельченное, а также жидкое и газовое топливо. Эти топки полностью механизированы по подготовке и подаче топлива, процессу сжигания и удалению шлака и золы. Они малоинерционны и управление ими хорошо поддается автоматизации. [c.64] Воспламенение и горение пылевидного топлива в камерной топке происходит в газовоздушном потоке и ограничивается протяженностью длины факела порядка 10— 15 м. Длительность пребывания пыли в топочном пространстве составляет 1,5—2 сек. [c.64] Смесь пыли и воздуха, поступая из горелок в топочное пространство, образует пылевоздушную струю. Распространяясь в топочной камере, эта струя эжектирует из окружающей среды горячие топочные газы, которые постепенно проникают в глубь струи и достигают ее оси в сечении, называемом переходным (рис. 6-3). Участок струи между начальным и переходным сечениями называется начальным, а участок за переходным сечением — основным. [c.64] Вовлечение горячих топочных газов в пылевоздушную струю приводит к теплообмену между струей и окружающей средой. По мере повышения температуры в пылевоздушной струе пыль подогревается, подсушивается, затем начинается выделение летучих. Оно продолжается до достижения высокой температуры и завершается параллельно с выгоранием кокса. [c.64] В начальном участке, в зоне смешения пылевоздушной смеси с горячими топочными газами, по мере приближения к наружным границам струи температура повышается, а концентрация кислорода и топлива уменьшается. Повышение температуры, согласно закону Аррениуса, обусловливает резкое увеличение скорости химической реакции, тогда как понижение концентрации согласно закону действующих масс ведет в сторону ее уменьшения. Вследствие превалирующего влияния температуры наибольшая скорость реагирования достигается в периферийных слоях струи (рис. 6-3, линия АВ). Переход от весьма медленного или практически отсутствующего реагирования в исходной пылевоздушной смеси к очень быстрому реагированию в наружных слоях факела называется воспламенением. [c.64] Воспламенение пылевоздушной струи в топочной камере происходит по ее периферии. [c.64] Структура горящей струи в топочной камере при сжигании пылеугольного топлива. [c.65] Далее воспламенение распространяется вглубь ка все сечение струи, доходя до оси факела за некоторый промежуток времени. За это время центральные струи до своего воспламенения перемещаются на некоторое расстояние, которое определяет длину зоны воспламенения. [c.65] Поскольку основным источником воспламенения топлива являются раскаленные топочные газы, то для воспламенения большего количества пыли следует эти газы ввести в соприкосновение с возможно большей поверхностью пылевоздушного потока, поступающего через горелки в топочную камеру. Эта поверхность соприкосновения является фронтом воспламенения. Устанавливающаяся после воспламенения высокая температура обусловливает большую скорость выгорания основной части угольной пыли в ядре горения. Догорание кокса по выходе из ядра горения протекает в газовом потоке с более низкой температурой, меньшей концентрацией кислорода и пониженной турбулентностью. Вследствие этого процесс выгорания кокса протекает замедленно и занимает большую часть времени, затрачиваемого для полного сгорания пыли. [c.65] Обеспечением развитого зажигания, в частности применением горелок с выходным сечением в виде вытянутого прямоугольника, или организацией раскрывающегося полого факела с зажиганием как по периферии струи, так и через ее среднюю полость, длину зоны воспламенения можно уменьшить. [c.65] Интенсификация процесса в ядре горения, и в особенности в зоне догорания, связана с обеспечением высокого температурного уровня в камере горения, своевременным вводом вторичного воздуха в процессе горения, интенсификацией диффузии кислорода к реагирующим частицам путем повышения турбулентности в факеле. [c.65] Горение пылинок натурального топлива начинается с выделения и воспламенения богатых водородом летучих веществ, затем уже загорается нелетучая часть —кокс, так как последний при горении летучих обволакивается оболочкой инертных газов, препятствующей диффузии кислорода к коксовой частице. [c.65] Газовое топливо сжигают методом струйного ввода в топочную камеру горючей смеси его с воздухом, образованной в горелке. Зажигание осуществляют по периферии струи за счет эжектирования горячих топочных газов из окружающей среды. В потоке воспламенение происходит в тонком слое газов. От воспламенившегося слоя посредством турбулентного обмена тепло передается прилегающим слоям, вызывая их последовательное воспламенение. В каждый момент химическое реагирование протекает в тонком слое, называемом пламенем. Таким образом, горение происходит путем распространения пламени в турбулентной струе горючей смеси, поступающей в топочную камеру. [c.65] Для интенсификации сжигания газового топлива необходимо ускорить смешение его с воздухом и создать условия для увеличения скорости турбулентного распространения пламени и поверхности фронта пламени. Поверхность фронта пламени может быть увеличена организацией развитого зажигания по сечению горелки. Скорость турбулентного распространения пламени определяется скоростью химического реагирования, которая увеличивается с ростом температуры и концентрации реагирующих веществ. С целью повышения температуры смеси применяют предварительный подогрев воздуха, используемого для горения. Однако основной нагрев горючей смеси до ее воспламенения происходит в топочной камере за счет диффузии в нее высоконагретых продуктов сгорания. Для ускорения тепло-и массообмена сжигание должно быть организовано в высокотурбулизированном потоке и, следовательно, в потоке с повышенной скоростью. При этом должно быть организовано устойчивое зажигание, обеспечивающее воспламенение у устья горелки при высокой скорости истечения смеси из горелок. [c.65] Горение жидкого топлива начинается после его испарения и протекает в паровой фазе. Поэтому мазут сжигают в распыленном виде, чтобы поверхность испарения достигала максимальной величины. [c.65] Мелкие капли быстро испаряются и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь, которая при высокой температуре интенсивно сгорает. [c.65] Основными условиями интенсификации горения жидкого топлива в факеле являются хорошее распыление, предварительный подогрев воздуха и мазута, подача всего необходимого для горения воздуха в корень факела, поддержание температуры в факеле на достаточно высоком уровне, — в конце факела температура должна быть не ниже 1 000—1 050° С. [c.66] Нагрев топливовоздушной смеси в камерной топке происходит конвекцией в результате поступления в факел горячих топочных газов, и излучением вследствие поглощения топливовоздушной средой тепла, излучаемого раскаленными газами, горящими или накаленными частицами и обмуровкой топки. [c.66] Различают следующие температуры в топке теоретическую температуру горения да, максимальную дмакс и температуру на выходе из топки т (рис. 6-4). [c.66] Температура, получаемая при условии, что все выделяемое в топке тепло будет израсходовано на подогрев продуктов сгорания при отсутствии теплообмена в топке, называется теоретической (адиабатической) температурой да. На рис. 6-4 также показан характер распределения действительной температуры по высоте топки, развиваемой в условиях теплообмена с топочными экранами. Это распределение зависит от интенсивности тепловыделения и интенсивности теплоотвода экранным поверхностям топки. В зоне воспламенения интенсивность тепловыделения превышает интенсивность теплоотвода, в результате чего температура возрастает. Максимальная температура дмакс устанавливается в ядре горения. В зоне догорания все более превалирует интенсивность теплоотвода. По мере приближения к выходу из топки температура падает и достигает при данных условиях конкретного значения т. При этом в топочной камере воспринимается до 35—40% общего тепловыделения. [c.66] Вернуться к основной статье