Работа газовоздушного тракта котла

Газовоздушный тракт – единая система воздушных коробов и газоходов, обеспечивающая подачу воздуха через воздухоподогреватель и горелки в топку, движение образующихся продуктов сгорания (газов) по газоходам котла и удаление охлажденных газов в дымовую трубу.

Совместная работа воздушного и газового трактов котла может быть организована двумя способами. По первому способу газовоздушный тракт котла включает в себя дутьевые вентиляторы для подачи атмосферного воздуха под давлением 2,5–5 кПа через воздухоподогреватели к горелкам и части горячего воздуха в углеразмольные мельницы. Сопротивление газового тракта котла, а также аппаратов золоулавливания и газоходов до дымовой трубы преодолевается дымососами, имеющими напор 2,0–3,5 кПа. В этом случае весь воздушный тракт на участке «вентилятор-топка» находится под давлением выше атмосферного (рис. 5, б). Продукты сгорания удаляют из котла дымососами, в связи с чем топка и все газоходы находятся под разрежением. Такую схему тяги и дутья называют уравновешенной. Контрольной точкой, обеспечивающей согласование работы дутьевых вентиляторов и дымососов, является давление газов на выходе из топочной камеры. Здесь устанавливается и автоматически поддерживается небольшое разрежение (давление ниже атмосферного), составляющее 30–50 Па. Дутьевой вентилятор подает столько воздуха, сколько нужно для полного сжигания топлива, а регулирующие устройства дымососов изменяют производительность так, чтобы в верху топки постоянно сохранять указанное небольшое разрежение. Ввиду работы всего газового тракта при давлении ниже атмосферного через неплотности его ограждений происходят присосы окружающего воздуха, что заметно увеличивает объем перекачиваемых дымососами газов.

Транспорт воздуха до топки и продуктов сгорания до выхода в атмосферу можно также обеспечить специальными высоконапорными дутьевыми вентиляторами без применения дымососов. В этом случае топка и газоходы будут находиться под некоторым избыточным давлением – наддувом. На рис. 5 показано сопоставление распределения давления в газовоздушном тракте котельной установки, работающей под наддувом (а) и с уравновешенной тягой (б). Как видно, весь газовый тракт котла при наддуве находится под избыточным давлением в сравнении с атмосферным. В этом случае, чтобы исключить проникновение в котельное отделение токсичных газов, необходимо обеспечить полную газоплотность всех стен газоходов котла, что достигается переходом на новую технологию производства настенных экранов и заметно удорожает котел.

Рис. 5. Распределение давления в газовоздушном тракте котельной установки:
а – при наддуве, б – уравновешенной тяге;

ДВ – дутьевой вентилятор, ВП-В – воздухоподогреватель (воздушная сторона), Г – горелка, ПК – паровой котел, ВП-Г – воздухоподогреватель
(газовая сторона), ДС – дымосос, ДТ – дымовая труба

Вместе с тем переход на газоплотность тракта исключает присосы воздуха и уменьшает объем удаляемых из котла газов. Напор, который создает высоконапорный дутьевой вентилятор, меньше, чем сумма напоров дутьевого вентилятора и дымососа в уравновешенной схеме. Это приводит к экономии энергии на привод тягодутьевых машин. К тому же высоконапорный дутьевой вентилятор перекачивает объем холодного воздуха, а дымососы – достаточно «горячих» газов с увеличенным удельным объемом, что дополнительно снижает затраты энергии на перекачку.

В длительной эксплуатации газоплотного котла в разных его местах за счет термических напряжений со временем происходит разгерметизация тракта, исключение которой требует больших постоянных затрат. Поэтому в эксплуатации используют газоплотные по конструкции поверхности котла в сочетании с работой по уравновешенной тяге, что также заметно снижает затраты энергии на тягодутьевые машины за счет исключения присосов. В то же время исключается проникновение вредных для здоровья людей газов в помещения электростанции. По выходе из поверхностей котла газовый поток (при сжигании твердого топлива) поступает на золоулавливающие устройства, где происходит удаление из потока газов 96–99 % мелких твердых частиц золы. Для этих целей используют центробежные скрубберы и батарейные циклоны (удаление частиц на 80–90 %), электрофильтры (с эффективностью 98–99,5 %).