Опытно-промышленный образец системы муфельной растопки, установленной на котле БКЗ-420-140 ПТ1 Красноярской ТЭЦ-2

В лаборатории «Термическая подготовка углей» кафедры «Тепловые электрические станции» Политехнического института Сибирского федерального университета (бывшего Красноярского технического университета) был разработан проект системы термической подготовки КАУ на основе применения муфельного предтопка для организации безмазутной растопки и подсветки факела котлoв БКЗ-420-140-ПТ1 Красноярской ТЭЦ-2.

В отличие от муфельных предтопков, работающих на ТЭЦ-1, для первоначального разогрева внутренних стен футеровки муфельного предтопка было предложено использовать небольшое количество мазута.

В связи с тем, что проектные работы были закончены глубокой осенью, когда все котлы БКЗ-420-140-ПТ 1 Красноярской ТЭЦ-2 были уже в эксплуатации, возникла проблема выбора места установки муфельного предтопка. Наиболее лучшим вариантом явилась установка муфельной горелки с задней части котла на высотной отметке 5,6 м. Для этого необходимо было произвести разводку топочных экранов в месте установки муфельного предтопка. Это невозможно было сделать, так как котлы находились в работе. По согласованию с техническим руководством ТЭЦ-2 было принято решение по установке муфельного предтопка в ремонтный лаз с левой стороны котла (рис. 5.22 – 5.23).

Для наработки опыта эксплуатации системы растопки был специально выбран котел с промежуточным бункером. Это позволило значительно упростить всю систему растопки, так как в противном случае пришлось бы еще заняться наладкой системы заполнения угольной пылью специально смонтированных бункеров.

В предложенной системе растопки был зарезервирован один из 16 пылепитателей угольной пыли. Для воспламенения мазута использовалось запально-защитное устройство, оборудованное запальником, присоединенным к баллону с пропан – бутаном. С помощью запально-защитного устройства воспламенялся мазут, который подавался через паромеханическую форсунку производительностью 500 кг в час.

За счет горения небольшого количества мазута нагревалась внутренняя стенка муфеля. Контроль за режимом нагрева муфеля производился с вентилятора помощью термопар, которые фиксировали значение температуры дымовых газов по длине муфеля и температуру его внутренней стенки.

После прогрева муфеля (температура стенки около 500 °С) включался на малых оборотах пылепитатель и угольная пыль высокой концентрации поступала на горение в раскаленный муфельный предтопок. Мазутную форсунку следовало отключить.

Вторичный воздух подавался по воздуховоду 12. Расход вторичного воздуха регулировался с помощью поворотного шибера через колонку дистанционного управления. Проходя через разогретый муфель, пылеугольная смесь при малом коэффициенте избытка воздуха, подвергалась предварительной термической подготовке и весь образовавшийся газифицированный поток угольной пыли поступал в объём топки котла, где происходило его выгорание и последующий разогрев объема топочной камеры. Опыт эксплуатации муфельного горелочного устройства в течение 1,5 лет показал высокую его эффективность. Были, конечно, трудности, связанные, в основном, с забиванием пылепровода в период пуска муфельного предтопка. При поступлении угольной пыли в непрогретый пылепровод диаметром 76 мм происходило ее налипание.

Рисунок 5.22 – Система безмазутной растопки на основе муфельного предтопка 1 – патрубок подвода пылеугольной смеси высокой концентрации; 2 – паромеханическая мазутная микрофорсунка; 3 – подвод вторичного воздуха; 4 – гляделка; 5 – корпус муфеля; 6 – термопара; 7 – амбразура горелки; 8 – труба защитно-запального устройства; 9 – подвод газа (пропана) от баллона; 10 – ствол запальника; 11 – фотодатчик; 12 – вторичный воздух; 13 – футеровка муфеля; 14 – теплоизоляция

Но наряду с этим был получен нами положительный эффект, а именно: был обеспечен стабильный режим вытекания жидкого шлака левого предтопка, в то время как в правом предтопке котла, который не был оборудован системой муфельной растопки – эта проблема стояла очень остро.

Объясняется это следующим. При выполнении проекта возникла дополнительная проблема расположения горелочного устройства относительно муфельного предтопка. По проекту требовалось горизонтальное расположение горелки муфеля. Этого нельзя было сделать, так как мешали опускные трубы котла, которые бы проходили в непосредственной близости к фронтальной стенки муфеля. Было принято единственно правильное решение установить горелочные устройства муфеля под наклоном вниз (рис. 5.23). Когда начинал поступать уголь с высокими плавкостными характеристиками минеральной части включался в работу муфельный предтопок и пламя из муфеля, направленное на под топочной камеры котла резко повышало температуру над подом и вытекание жидкого шлака стабилизировалось.

Рисунок 5.23 – Принципиальная схема муфельной растопки котла БКЗ-420-140 ПТ 1 Красноярской ТЭЦ-2: 1 – бункер угольной пыли; 2 – пылепитатель; 3 – переключатель пыли; 4 – пропановый баллон для запально сигнального устройства (ЗСУ); 5 – запально сигнальное устройство; 6 – мазутная линия; 7 – короб вторичного воздуха; 8 – смеситель; 9 – пылепровод ПВК растопочной линии; 10 – муфельная горелка; 11 – муфельный предтопок

Таким образом, муфельный предтопок выполняет еще и роль подовой горелки. При этом отпадает необходимость подсветки пламени мазутом.