Расположение горелок на стенках топочной камеры

Полнота выгорания топлива, условия эксплуатационно-надежной работы топки в значительной степени определяются размещением пылеугольных горелок. Наибольшее распространение для обычных однокамерных топок получило фронтальное (рис. 12.8, а), встречное (рис. 12.8,6) и угловое (рис. 12.8, в) расположение горелок.

При фронтальном расположении горелок примерный характер аэродинамики топки показан на рис. 12.9, а. По выходе из отдельных горелок струи первоначально развиваются самостоятельно, а затем сливаются в общий поток. При движении к задней стенке струя подсасывает из окружающей среды топочные газы, масса ее значительно увеличивается, а концентрация окислителя снижается. При ударе факела о заднюю стенку может иметь место ее шлакование. В связи с этим при фронтальном расположении наиболее целесообразно применение вихревых горелок с относительно коротким широким факелом.

При встречном расположении горелки (рис. 12.9, б и в) могут располагаться как на противоположных боковых, так и на фронтальной и задней стенках, возможна встречно-лобовая и встречно-смещенная их компо­новка. При встречно-лобовой ориентации горелок (рис. 12.9, б) в топке получается концентрированный удар встреч­ных потоков. Часть общего потока направляется в верхнюю половину топки, часть опускается в холодную воронку. При неравенстве импульсов возникает асимметричность течения в вертикальной плоскости и результативный факел прибли­жается к одной из стен, что может вызвать ее шлакование.

При встречно-смещенной компоновке горелок по схеме МЭИ (рис. 12.9, в) горящие потоки взаимно проникают друг в друга. При этом имеет место лучшее заполнение фа­келом топочного объема, обеспечивается принудительный подвод теплоты к корню факела, улучшается выгорание топлива при бесшлаковочном режиме работы экранов. В случае применения встречно-смещенной компоновки го­релок более целесообразными являются щелевые горелки.

При угловом расположении горелок возможны следую­щие схемы их установки (рис. 12.10): диагональная, блоч­ная, тангенциальная. При таком размещении горелок воз­никает ряд конструктивных трудностей. Наблюдается так­же шлакование стенок. При тангенциальном расположении горелок при взаимодействии струй образуется единый за­крученный поток, направляющийся вверх и вниз топочной камеры. По центру топки образуется область несколько по­ниженного давления, что стабилизирует положение факела. Наличие крутки потока сохраняется вплоть до выхода из топки. При вытянутой форме сечения топки в плане может иметь место искажение аэродинамики потока, сопровож­дающееся шлакованием стенок. Поэтому при тангенциаль­ной компоновке горелок целесообразно, чтобы горизон­тальное сечение топочной камеры по форме приближалось к квадратному.

При фронтальном, встречном и угловом расположении горелки по высоте топки могут размещаться в один-два и более ярусов.

Количество горелок размещенных в топке, определяется на основе следующих расчетов. Тепловая мощность топки Q_тт , МВт,

Q_тт = B_p Q_н^р (12.1)

где Вр - общий расчетный расход топлива на котел, кг/с;

Q_н^р - теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Тепловая мощность горелки Q_г, МВт,

Q_г = В_г Q_н^р (12.2)

где Вр—расход топлива на одну горелку, кг/с.

Количество горелок

п = В_р/В_г. (12.3)

С увеличением паропроизводительности котла количест­во горелок увеличивается.

Так, для котла производительностью 20,8 кг/с (75 т/ч) при тепловой мощ­ности топки около 60 МВт применяют две-три вихревые горелки при фронтальном и две-четыре горелки при встреч­ном их расположении; при угловой компоновке применяют четыре прямоточные горелки. Для котла производитель, 89 кг/с (320 т/ч) при тепловой мощности топки 290 МВт применяют 6÷8 встречных или 16 угловых горе­лок.

По конфигурации факела различают топки с U-образ-ным факелом (рис. 12.1, а) и L-образным факелом (рис. 12.1, б). Наибольшее распространение нашли топки с L-об­разным факелом. По способу удаления шлака различают пылеугольные топки с твердым (гранулированным) и жид­ким шлакоудалением.

а—прямоточно-улиточная; б — прямоточно-лопаточная; в — двухулиточная; г — улиточно-лопаточная; д — лопаточно-лопаточная;

I — первичный воздух с угольной пылью; II — вторичный воздух

Рисунок 12.1 - Принципиальные схемы пылеугольных вихревых горелок

1 — улитка вторичного воздуха; 2 — входной патрубок первичного воздуха;

3 — труба первичного воздуха; 4 — наконечник; 5 — конус-рассекатель; 6 — отверстие для мазутной форсунки; 7 — штурвал управления конусом; 8 — рукоятка языкового шибера; 9 — порог

Рисунок 12.2 - Вихревая пылеугольная горелка ОРГРЭС

а — щелевая горелка; б — сопловая горелка; I — аэросмесь; II — вторичный воздух

сопло вторичного воздуха

Рисунок 12.5 - Схема зажигания пылевоздушной смеси:

а — круглая турбулентная горелка; б — прямоточная горелка с внешним вторичным воздухом; в — прямоточная горелка с внутренним вторичным воздухом; I — аэросмесь; II — вторичный воздух

1 — улитка вторичного воздуха; 2 — улитка аэросмеси; 3 — труба аэросмеси; 4 — внутренняя труба; 5 — газовый коллектор

Рисунок 12.6 - Пылегазовая горелка

а — топка с открытой амбразурой; б — амбразура с горизонтальным рассекателем; в — эжекционная амбразура; г—амбразура с плоскими параллельными струями; д — вихревая горелка;

1 — шахта; 2 — амбразура; 3 — сопла вторичного воздуха (верхние); 4 —сопла вторичного дутья (нижние); 5 — сопла вторичного воздуха; 5 — рассекатель; 7 — горелка; 8 — ввод вторичного воздуха

Рисунок 12.7 - Схемы горелочных устройств топок с молотковыми

мельницами

компоновками горелок

а — диагональное; б — блочное (фокусы по большой оси потока); в — блочное (фокусы по малой оси потока); г, д — тангенциальное с вращением в разные стороны

Рисунок 12.10 - Схема движения потоков в топке с угловым расположением горелок