Назначением камерного топочного устройства является превращение химической энергии топлива путем его сжигания в тепловую энергию продуктов сгорания. Часть этой энергии передается радиацией топоч-кым экранам, а остальная часть — энтальпия горячих продуктов сгорания— используется в конвективных поверхностях нагрева. Топочная камера, предназначенная для сжигания топлива, выполняется полностью экранированной. На стенарс топки размещаются панели из вертикальных труб 0 38—60 мм с шагом 5/^=1,05—1,10. В верхней и нижней части топочной камеры экранные трубы выводятся через стены и присоединяются к коллекторам (трубам 0 219—273 мм). Нижний коллектор экрана служит для подачи рабочего тела в экранную систему. Через верхние коллекторы рабочее тело выходит за пределы топки после прохода через экранные трубы, в которых энтальпия рабочего тела повышается. Чтобы интенсифицировать теплопередачу и снизить температуру газов на выходе из топочной камеры, в ней размещают шир-мовые поверхности, а в некоторых случаях двусветные экраны, которые разделяют топочную камеру на несколько секций. Это конструктивное мероприятие также применяется для уменьшения габаритов топочной камеры. Топочными экранами и ширмовыми поверхностями воспринимается 50% и более тепла, передаваемого в парогенераторе рабочему телу.
Камерная топка парогенератора представляет собой первую но ходу продуктов сгорания шарсту при П-образной его компоновке, среднюю— при Т-образной или нижнюю часть шахты — при башенной. Топочную камеру преимущественно выполняют в виде прямоугольного параллелепипеда.. Топки мощных парогенераторов выполняют в плане в виде вытянутого прямоугольного или, реже, более сложного, например восьмигранного, сечения.
При сжигании твердых топлив с легкоплавкими минеральными примесями необходимо охлаждать продукты сгорания в топочной камере настолько, чтобы температура газов перед фестоном или фестониро-ванной частью конвективного пакета, расположенного в верхнем горизонтальном газоходе, была не выше значений, приведенных в табл. 19-1 (не выше температуры начала деформации золы). При этих температурах обеспечивается затвердевание содержащихся в газах капелек расплавленной золы. В противном случае произойдет шлакование расположенные за топкой фестона и полурадиационных поверхностей. При расположении ширм в верхней части топки температура на входе в них для шлакующихся топлив принимается не выше 120СРС, для нешлакую-щихея (типа экибастузского угля) — не выше 1250°С, для сильношла-кующихся бурых углей (типа канско-ачинских) и сланцев — не выше ПО0°С. В фестонированной части конвективного пакета газы должны охлаждаться не менее чем на 50°С
С целью предохранения конвективных пучков, расположенных в опускной шарсте, от заноса отложениями температура перед ними принимается не выше значений приведенных в табл. 19-2.
Донустнмые температуру газов перед фестоном или фестонированной частью конвективного пакета» расположенного в верхнем горизонтальном
В топках, предназначенных для сжигания топлив с тугоплавкой золой, газообразных и жидких топлив производится глубокое охлаждение газов в связи с тем, что при высоких температурах передача тепла топочным экранам излучением более эффективна, чем передача теп-
ла конвекцией в конвективных поверхностях нагрева. При расчете этих топок оптимальное значение температуры газов на выводе из топки определяется технико-экономическим расчетом.
Шлак, выпадающий в нижней части топочной камеры, непрерывно удаляется в твердом или жидком состоянии. Для твердого шлакоуда-ления в нижней части камеры, придавая экранам фронтовой и задней стен большой наклон (55—60°), выполняют холодную шлаковую воронку. Выпадающий шлак скатывается по экранированным холодным поверхностям воронки в шлакоприемное устройство, откуда в остывшем состоянии механически удаляется в канал гидрозолоудаления. В паро-
Таблица19-2
Температура газов перед опускной конвективной шахтой
Температура, °С
Топливо
Шахматный
Коридорный
пучок
пучок
Шлакующее
800
850
То же при больших промежутках между трубами 5 г—£^100 мм,
850
850
52—^100 мм
Нешлакующее
900
950
Сланцы северо-западных месторождений
600
700
генераторах с жидким шлакоудалением нижняя часть топочной камеры выполняется в виде пода, через летку которого при высоких температурах шлак удаляется в легкотекучем состоянии. В однокамерных топках с твердым шлакоудалением доля золы, улавливаемой со шлаком, невелика и составляет 0,1—0,15. Основная часть золы уносится продуктами сгорания через конвективные газоходы и затем осаждается в зо-лоулавливаюшда устройствах. При жидком шлакоудалении в топке улавливается золы больше, чем при твердом.
Твердое шлакоудаление рекомендуется для сжигания фрезерного торфа, сланцев, всех бурых углей, особенно с тугоплавкой золой й>> >1400°С), каменных углей с Уг>12%< и Лп>1,43.
В верхней части задней стены топки иногда выполняют выступ, который улучшает заполнение камеры факелом и способствует более равномерному омыванию газами ширм и первых пакетов конвективных поверхностей нагрева.
Камерная топка^ должна быть экономичной в работе, обеспечивая высокую полноту сгорания топлива при возможно меньшем коэффициенте избытка воздуха для повышения к. п. д. парогенератора, надежной в работе в пределах нагрузки от 50 до 100% для высокореакционных топлив и 60—100% для малореакционнырс при непрерывной кампании парогенератора 3000—4000 ч и работе его в течение 2 лет без капитального ремонта.
Обеспечивая возможность сжигания различных видов топлив, камерная топка должна иметь малые капитальные, а также эксплуатационные затраты, связанные с расходом энергии на подготовку топлива к сжиганию, на подачу топлива и воздуха в топочную камеру, на удаление газов и шлаков, а также с расходом на ведение эксплуатации и ремонт.
С увеличением мощности парогенератора объем топочной камеры увеличивается пропорционально кубу ее линейного размера, а поверхность стен — квадрату его. Вследствие этого поверхность размещаемых на стенах камеры экранов, приходящаяся на единицу ее объема, с увеличением производительности парогенератора уменьшается и для обеспечения допустимой температуры газов на выходе из топки приходится значительно увеличивать габариты топочной камеры по сравнению с габаритами, необходимыми по условиям горения топлива. Существенным является увеличение радиационной теплопередачи в топочной камере и усиление положительно влияющей на нее интенсификации процесса сжигания пылевидного топлива с целью избежания чрезмерного увеличения габаритов топочной камеры парогенераторов большой производительности. Для снижения стоимости камерную топку целесообразно выполнять правильной геометрической формы.
На энергетических парогенераторах применяют различные системы пылеугольных топочных устройств, которые можно свести к нескольким основным типам, представленным на рис. 17-2 схемой классификации.
Тип топочного устройства выбирается в зависимости от физико-химических свойств и состава топлива (горючей массы, минеральной части и влаги), производительности и конструкции парогенератора с учетом экономичности и надежности работы, а также стоимости парогенератора и его ремонта.
Антрацитовый штыб, полу антрациты, тощие и твердые каменные угли целесообразно сжигать в камерных топках с промбункером. Бурые и каменные угли с высокой влажностью, большой зольностью и с высокой температурой ее плавления, сланцы и фрезерный торф — в камерных топках с прямым вдуванием и в основном с твердым шла-коудалением.
Для сжигания бурых углей, фрезерного торфа, сланцев и каменных углей с выходом летучих УГР*30%и /сло>1,2 широкое распространение получили топки с прямым вдуванием с молотковыми мельницами, а в случае сжигания высоковлажных бурых углей и фрезерного торфа применяются мельницы-вентиляторы. Эти топки усовершенствовались от установок с открытыми амбразурами до топки с высоконапорными горелками.
При сжигании шлакующих топлив с легкоплавкой золой, а также низкореакционных топлив с благоприятными температурными й вязкостными характеристиками золы и шлака, например назаровские угли Канско-Ачинского бассейна, применяют топки с жидким шлакоудале-нием.
Растопка пылеугольных топок обычно производится на мазуте. Растопочные мазутные форсунки устанавливают внутри пылеугольных горелок или под ними на той же или на примыкающей стене.
