Топки для факельного сжигания угольной пыли с жидким шлакоудалением

В отличие от топок с твердым шлакоудалением, в топках с жидким шлакоудалением температу­ру в нижней части топочной камеры поддерживают такой, чтобы обеспечить не только полное расплавление шла­ков, но и удаление их в жидком виде из топки. Схемы пылеугольных фа­кельных топок с жидким шлакоудалением показаны на рис. 31.

В однокамерной открытой топке (рис. 31а) пыле­видное топливо через горелку посту­пает в камеру, стенки которой покры­ты ошипованными футерованными эк­ранными трубами. В связи с этим в камере при горении топлива разви­вается достаточно высокая темпера­тура, обеспечивающая плавление шла­ка. Расплавленный и уловленный здесь шлак через летку стекает в ванну (на рис. не показана), где грану­лируется водой и затем удаляется.

В камере охлаждения, имеющей открытые экранные поверхности и являющейся непосредственным про­должением камеры плавления, происходит охлаждение газов и содержа­щегося в них расплавленного шлако­вого уноса. На выходе из камеры плав­ления при поступлении в последую­щие конвективные поверхности унос должен иметь температуру, исключаю­щую его налипание на поверхности нагрева.

В отличие от топок с твердым золо­удалением, где в топочной камере оседает около 5 % золы, а остальная зола уносится газообразными продуктами горения, в однокамерной от­крытой топке с жидким шлакоудалением улавливается и удаляется 15 – 30 % общего количества золы. Следует, однако, отметить, что для такой от­крытой топки в области перехода от «горячей» к «холодной» зоне, где температура снижается и шлак теряет текучесть, наблюдается интенсивное шлакование экранных поверхностей нагрева. Это усложняет эксплуатацию и снижает эффективность поверхнос­тей нагрева.

а) б) в)

Рис. 31. Схемы пылеугольных факельных топок с жидким шлакоудалением:

1 – поверхность топки, покрытая огнеупорной обмазкой;

2 – холодная радиационная поверхность; 3 – подача топлива;

4 – шлакоулавливающий пучок труб, покрытых огнеупорной

футеровкой

Значительно более благоприятны условия работы полуоткрытой однокамерной топки с жидким шлакоудаленяем (рис. 31б). Здесь, благодаря специально выпол­ненному пережиму, зона плавления и зона охлаждения в значительной степени разделены. В камере горения экранные трубы ошипованы и покрыты огнеупорной обмазкой. Процесс сжи­гания топлива почти полностью завер­шается в этой камере; объем ее отно­сительно ограничен, в связи с чем объемная плотность тепловыделения составляет здесь 0,5 - 0,8 МВт/м², а температура 1700 – 1800 °С. В камере улавливается 20 - 40 % золы топлива, удаляемой в жидком состоянии через летку. В верхней части топки распо­ложены открытые экранные поверх­ности, обеспечивающие охлаждение газа и уноса.

В двухкамерной топке с жидким шлакоудалением (рис. 31в) камера горения и камера охлаждения разделены шлакосепарационной решет­кой, выполненной из разведенных ошипованных экранных труб, имею­щих огнеупорную обмазку. Основное количество расплавленного шлака улавливается в камере горения. Дополнительно уловленный в шлакосепараторе шлак стекает на по­д топки, откуда через летку весь шлак поступает в водяную ванну для грануляции.

В двухкамерной топ­ке улавливается до 70 % всей золы. Еще большего улавливания золы (80 - 95 %) в пределах топочной камеры достигают при применении рассматриваемых далее циклонных топок.

Улавливание значительного количества золы в пределах топочной камеры уменьшает загрязнение поверхностей нагрева, а также их износ летучей золой. При этом возможно повышение скорости дымовых газов, что интенсифицирует передачу тепла конвективным поверхностям нагрева. При жидком шлакоудалении благодаря высокой температуре в топочной камере снижаются потери тепла от механического недожога. Так, при сжигании АШ, при переходе от твердого шлакоудаления к жидкому потери тепла от механического недожога снижаются с 6 - 7 до 3 - 4 %.

К недостаткам топок с жидким шлакоудалением можно отнести повышенные потери с физическим теплом шлака. При многозольном топливе эта потеря может достигать 2 - 3 %. Однако следует отметить, что тепло жидких шлаков, так же как и сами шлаки, может использоваться для различных технологических процессов. Кроме того, высокая температура горения приводит к увеличению концентрации оксидов азота в дымовых газах.

Топки с жидким шлакоудалением применяют для низкореакционных топлив, имеющих благоприятные тем­пературные и вязкостные характе­ристики золы и шлака, и топлив с относительно легкоплавкой золой.