Принципиальные схемы термической подготовки углей для организации безмазутной растопки и подсветки факела топочных камер котлов 3 страница

Рис. 4.20. Схема муфельного предтопка с соплами высоконапорного воздуха.1, 2 – центральная и периферийные камеры сгорания; 3 – экран; 4 – окно; 5 – горелочное устройство; 6 – циркуляционная труба; 7, 8, 15, 16, 19 – сопла; 9, 10 – ПВК; 11 – насадок; 12, 13 – кольцевые зазоры; 14 – подвод горячего воздуха; 17 – стенка; 18 – цилиндрическая вставка

Для коррекции соотношения пыль–воздух в одно из сопел 15 может подаваться пыль высокой концентрации, что обеспечивает двухкаскадное воспламенение пыли: первичное воспламенение происходит внутри циркуляционной трубы 6, а основное горение -–при выходе из нее, для чего нужен дополнительный воздух, подаваемый из сопел 15. По выходе топки на основной режим сопло 19 подачи легковоспламеняющегося топлива отключается, а горелочное устройство 5 может работать как штатная горелка.

На рисунке 4.21 изображен продольный разрез растопочного горелочного устройства с двумя не спаренными горелками. Топка содержит центральную и периферийные камеры 1 и 2 сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, каждая из которых соответственно снабжена подом 5 и 6, растопочное горелочное устройство 7, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры 2 сгорания и окружен циркуляционной трубой 8, перед входным торцом которой размещено сопло 9 подачи инжектирующего агента, в качестве которого используется угольная пыль, и сопло 10 подачи легковоспламеняющегося топлива, в качестве которого используется газ или мазут, направленное в кольцевой зазор 11 между циркуляционной трубой 8 и соплом 9 подачи инжектирующего агента, а также источник воздуха, в качестве которого используется воздушный короб 12, подключенный к магистрали 13 горячего воздуха, а на выходном торце установлен горелочный насадок 14, выполненный в виде конфузора, причем циркуляционная труба 8 размещена внутри горелочного насадка 14 с образованием кольцевого зазора 15 между ними. Топка также содержит источник 16 пыли, соединенный язычковым шибером 17 пылепроводами 18 и 19 соответственно с горелочным устройством 7 и дополнительной горелкой 20, снабженной воздушным соплом 21 и установленной в верхней части периферийной камеры 2 сгорания, направленной вниз через перепускное окно 4 на под 5 центральной камеры 1 сгорания. Циркуляционная труба 8 размещена внутри воздушного короба 12 с образованием зазоров 22 и 23 между ними, при этом через боковую стенку 24 воздушного короба 12 с одной стороны внутрь короба заведены сопла 9 и 10 инжектирующей среды и легковоспламеняющегося топлива, а с противоположной стороны через боковую стенку 25 пристыкован горелочный насадок 14.

Горелочное устройство работает следующим образом. С помощью запальника поджигается топливо, подаваемое в сопло 10 /газ, мазут/, и прогревается горелочное устройство 7. Одновременно подается горячий воздух из магистрали 13 в воздушный короб 12. 3атем от источника пыли 16 через язычковый шибер 17 и пылепровод 18 при закрытом пылепроводе 19 в сопло 9 подачи инжектирующего агента подается пыль в растопочном режиме, которая в горелочном устройстве 7 воспламеняется и поступает через перепускное окно 4 в центральную камеру 1 сгорания, где поджигает пыль из горелок топки, находящихся выше периферийной камеры 2 сгорания.

Рис. 4.21. Растопочное горелочное устройство с двумя неспаренными горелками в предтопке котла: 1,2 – центральная и периферийная камеры сгорания; 3 – экран;

4 – перепускное окно; 5,6 – поды центральной и периферийной камер сгорания;

7 – горелочное устройство; 8 – циркуляционная труба; 9, 10, 21 – сопла;

11, 15 – кольцевые зазоры; 12 – воздушный короб; 13 – магистраль горячего воздуха; 14 – горелочный насадок; 16 – источник пыли; 17 – язычковый шибер;

18, 19 – пылепроводы; 20 – дополнительная горелка; 22, 23 – зазоры;

24, 25 – боковые стенки воздушного короба

После выхода топки на рабочий режим сопло 10 подачи легковоспламеняющегося топлива отключается, шибером 17 открывается пылепровод 19, в который поступает пыль, идущая на горелку 20 с одновременным включением воздуха в воздушное сопло 21 горелки 20 из магистрали 13 горячего воздуха. Пыль, выходящая из дополнительной горелки 20, воспламеняется, пересекая факел, выходящий из горелочного устройства 7. После воспламенения пыли в горелке 20 подача пыли в горелочное устройство 7 прекращается перекрытием пылепровода 18 шибером 17. Подается только воздух из магистрали 13 в воздушный короб 12, далее поступающий в периферийную камеру 2 сгорания в качестве вторичного воздуха для работающей дополнительной горелки 20, факел которой через перепускное окно 4 направлен на под 5 центральной камеры 1 сгорания и обеспечивает поддержание шлака в жидком состоянии для его свободной эвакуации через летку /не обозначена/.

На рис. 4.22 изображена схема растопочного горелочного устройства с подвижной циркуляционной трубой. Топка содержит центральную 1 и периферийные 2 камеры сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, выходной участок которого заведен в объем периферийной камеры сгорания, с циркуляционной трубой 6. Перед входным торцом циркуляционной трубы 6 размещены сопла 7 и 8 подачи инжектирующего агента, а со стороны ее выходного торца установлен горелочный насадок 9 таким образом, что циркуляционная труба 6 размещена внутри горелочного насадка 9 с образованием кольцевого зазора 10 между ними. Также циркуляционная труба 6 образует кольцевой зазор 11 с соплами 7 и 8 подачи инжектирующего агента. Кроме того топка содержит источники 12 пыли высокой концентрации и 13 горячего воздуха, подсоединенные соответственно к соплу 7 подачи инжектирующего агента и к горелочному насадку 9, а сопло 8 соединено с источником легковоспламеняющегося топлива (газ, мазут). Циркуляционная труба 6 выполнена из двух частей 14 и 15, раздвигающихся между собой, одна (14) из которых является неподвижной, а другая (15 ) имеет возможность осевого перемещения внутрь периферийной камеры 2 сгорания с помощью привода 16, размещенного вне горелочного устройства и сообщающегося с подвижной частью 15 циркуляционной трубы 6 через шток 17. В периферийной камере 2 сгорания могут быть предусмотрены также лаз 18, лючок 19 и «гляделка» 20 для установки и ремонта горелочного устройства 5, а также для контроля положения подвижной части 15 циркуляционной трубы 6 при переходе режима работы из растопочного на основной.

Топка работает следующим образом: в сопло 8 подачи инжектирующей среды поступает легковоспламеняющееся топливо (газ, мазут), которое поджигается запальником (не обозначен), и прогревается все горелочное устройство 5 при одновременной подаче горячего воздуха из источника 13 горячего воздуха в растопочном режиме. После прогрева горелочного устройства 5 из источника 12 пыли высокой концентрации в растопочном режиме подается пыль с первичным воздухом в сопло 7 подачи инжектирующей среды, которая воспламеняется в факеле, выходящем из сопла 8, и факелом горелочного устройства 5 прогревается вся периферийная камера 2 сгорания. После стабилизации горения и выхода на рабочий режим сопло 8 отключается и начинается воспламенение поступающей пыли в циркуляционной трубе 6, а горение

Рис. 4.22. Растопочное горелочное устройство с подвижной циркуляционной трубой:в предтопке котла: 1, 2 – центральная и периферийные камеры сгорания; 3 – экран; 4 – окно; 5 – горелочное устройство; 6 – циркуляционная труба; 7, 8 – сопла; 9 – насадок к горелке; 10, 11 – кольцевые зазоры; 12 – поток пыли высокой концентрации; 13 – подвод горячего воздуха; 14, 15 – раздвижные части циркуляционной трубы; 16 – привод; 17 – шток; 18 – лаз; 19 – лючок; 20 – гляделка

поддерживается за счет тепловой инерции горелочного устройства 5 и муфеля периферийной камеры 2 сгорания. После растопки котла горелочное устройство 5 переводится из растопочного режима в режим штатной горелки котла, для чего с помощью приводного устройства 16 через шток 17 подвижная часть 15 циркуляционной трубы 6 выдвигается внутрь периферийной камеры 2 сгорания.

Этим обеспечивается возможность подачи горящей пыли высокой концентрации непосредственно в центральную камеру 1 сгорания с недостатком воздуха, что, как показали замеры, снижает образование окислов азота в топке на 100 мг/м ³ или на 10–15% от общего их количества. Кроме того, увеличение длины циркуляционной трубы 6 за счет возможности осевого перемещения одной из ее частей позволяет организовать дробную подачу воздуха малыми порциями, что и определяет упомянутое горение с недостатком воздуха, снижающее образование окислов азота.

На рис. 4.23,а изображен горизонтальный разрез, а на рисунке 4.23,б – вертикальный разрез растопочного горелочного устройства с поворотной горелкой в предтопке котла.

Топка содержит центральную и по меньшей мере одну периферийную камеры 1 и 2 сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4, горелочное устройство 5, заведенное в объем периферийной камеры 2 сгорания, с циркуляционной трубой 6, перед входным торцом которой размещено сопло 7 подачи инжектирующего агента и воздушное сопло 8, соединенное с горелочным насадком 9, установленным на выходном торце циркуляционной трубы 6 с образованием кольцевого зазора 10 между ними.

Циркуляционная труба 6 образует также кольцевой зазор 11 с соплом 8 подачи воздуха. Топка содержит также источники 12 и 13 соответственно пыли высокой концентрации и воздуха, соединенные через патрубки 14 и 15 подачи пыли высокой концентрации и воздуха с соплами 7 и 8 подачи инжектирующего агента и воздуха соответственно.

Периферийная камера 2 сгорания выполнена в виде муфеля с боковыми противоположными стенками 16 и 17, через которые внутрь периферийной камеры сгорания заведены с противоположных сторон входные участки сопел 7 и 8 подачи инжектирующего агента и воздуха, выполненные соосными и имеющими возможность осевого поворота вместе с горелочным устройством 5 относительно стационарно установленных неподвижных патрубков 14 и 15 подачи пыли высокой концентрации и воздуха, размещенных вне периферийной камеры 2 сгорания, причем входные торцы 18 и 19 сопел 7 и 8 выполнены с расширениями, образующими поворотные узлы, внутрь которых заведены патрубки 14 и 15 с образованием кольцевых зазоров для установки роликовых подшипников.

Поворотные узлы размещены вне периферийной камеры 2 сгорания, за ее наружными стенками, в холодной зоне.

Топка также содержит мазутную форсунку 20, установленную перед выходным торцом горелочного устройства 5, размещенным перед перепускным окном 4, а сопла 7 и 8 подачи инжектирующего агента и воздуха расположены в верхней части периферийной камеры 2 сгорания для обеспечения поворота горелочного устройства 5 из горизонтального положения (при растопке котла) вниз (после его растопки), с направлением его факела через перепускное окно 4 в надподовое пространство центральной камеры 1 сгорания для прогрева жидкого шлака с целью его эффективной эвакуации.

Между соплом 7 подачи инжектирующего агента и циркуляционной трубой 6 образован кольцевой зазор 21 для прохода воздуха из воздушного сопла 8 внутрь циркуляционной трубы 6 и эффективного его смешения с пылью высокой концентрации для обеспечения растопочной концентрации аэросмеси с оптимальным соотношением пыль/воздух.

Выходные участки сопел 7 и 8 подачи инжектирующего агента и воздуха перед входом в горелочное устройство 5 выполнены между входными и выходными участками сопел с поворотом на 90 градусов так, что сопло 7 входит внутрь сопла 8 с образованием общей осевой линии, совпадающей с осями циркуляционной трубы 6 и горелочного насадка 9 и перпендикулярной к лежащей в одной плоскости с ней осевой линии входных участков с входными торцами 18 и 19 сопел 7 и 8, выходные участки которых образуют между собой кольцевой зазор 22, внутри которого размещена циркуляционная труба 6.

При работе патрубки 14 и 15 подачи пыли и воздуха за счет эжекции создают внутри входных торцов 18 и 19 сопел 7 и 8 разрежение, исключающее выброс из них пыли и воздуха в окружающее пространство, что не требует их герметизации. Поворот горелочного устройства 5 осуществляется с помощью рычага 23, закрепленного в хомуте 24, охватывающем входной торец 18 сопла 7 подачи инжектирующего агента и имеющего электромеханический привод с дистанционным управлением.

Центральная камера 1 сгорания имеет под 25 с леткой 26 для удаления шлака, расположенные ниже пода 27 периферийной камеры 2 сгорания. В боковых стенках 16 и 17 выполнены сквозные круглые отверстия для возможности поворота (внутри их) входных участков сопел 7 и 8 вместе с горелочным устройством 5 с образованием кольцевых зазоров 28 между стенками отверстий и соплами 7 и 8.

Возможность поворота горелочного устройства 5 после растопки котла вниз на 30 градусов (установлена опытным путем), позволяет прогреть через перепускное окно 4 надподовое пространство центральной камеры 1 сгорания, предотвращая застывание жидкого шлака и способствуя его удалению из топки, чем и достигается решение задачи изобретения – повышение экономичности работы котла.

Топка работает следующим образом:

включается мазутная форсунка 20 с помощью запального устройства (не обозначено) и прогревается вся периферийная камера 2 сгорания вместе с горелочным устройством 5. После прогрева в растопочном режиме включается подача пыли высокой концентрации и воздуха от источников 12 и 13 пыли и воздуха. Через патрубки 14 и 15 подачи пыль и воздух поступают в сопла 7 и 8 подачи инжектирующего агента и воздуха, через которые транспортируются внутрь горелочного устройства 5 с одновременным поворотом потока на 90 градусов, осуществляемого между входными и выходными участками сопел 7 и 8.

Первичное смешение пыли высокой концентрации и воздуха для создания оптимальной растопочной концентрации для воспламенения пыли при установившемся режиме работы горелочного устройства 5 происходит в циркуляционной трубе 6, в которую при работе сопла 7 затягивается воздух из сопла 8 с сильной турбулизацией аэросмеси внутри циркуляционной трубы 6, что обеспечивает равномерность распределения пыли в воздушном потоке, а вторичное смешение с воздухом, обеспечивающее горение пыли, происходит в горелочном насадке 9 при поступлении воздуха из сопла 8 последовательно через зазоры 22, 11 и 10.

При выходе пыли из горелочного устройства 5 она попадает в факел мазутной форсунки 20 и воспламеняется, после чего через перепускное окно 4 поступает в центральную камеру 1 сгорания, где воспламеняет пыль, выходящую из горелок, расположенных в центральной камере 1 сгорания выше перепускного окна 4.

После выхода топки на рабочий режим мазутная форсунка 20 отключается, а горелочное устройство 5 продолжает работать как штатная горелка путем поворота его (на 30 градусов) вниз и направления факела через перепускное окно 4 в надподовое пространство центральной камеры 1 сгорания с помощью рычага 23 для прогрева пода 25 и эффективной эвакуации шлака из летки 26.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет использовать растопочное горелочное устройство, размещенное внутри периферийной камеры сгорания, не только для растопки котла, но и для коррекции факела центральной камеры сгорания в его нижней части, в надподовом пространстве, к которому оно наиболее близко расположено, путем поворота горелочного устройства (на 30 градусов) вниз для прогрева пода центральной камеры сгорания за счет направления факела через перепускное окно, для эффективной эвакуации жидкого шлака из летки. Поворотные узлы при этом обеспечивают легкость поворота горелочного устройства, так как они находятся вне горелочного устройства, за пределами периферийной камеры сгорания в холодной зоне, что исключает термическую деформацию поворотного механизма, затрудняющую его работу. Все это повышает экономичность работы топки котла, так как горелочное устройство используется во время всей работы котла, что позволяет достичь реализации задачи изобретения. Исполнение предлагаемого технического решения не требует значительных материальных затрат, так как вся арматура, используемая для его осуществления, является стандартной и имеется на каждой тепловой электрической станции.

Рис. 4.23,а. Растопочное горелочное устройство с поворотной горелкой в предтопке котла: 1 2 – центральная и периферийная камеры сгорания; 3 – экран; 4 – перепускное окно; 5 – горелочное устройство; 6 – циркуляционная труба; 7 – сопло подачи инжектирующего агента; 8 – воздушное сопло; 9 – горелочный насадок;

10, 11, 21, 22, 28 – кольцевые зазоры; 12,13 – источники пыли высокой концентрации и воздуха; 14,15 – патрубки подачи пыли высокой концентрации и воздуха; 16, 17 – боковые стенки; 18, 19 – входные торцы сопел 7 и 8; 20 – мазутная форсунка; 23 – рычаг; 24 – хомут; 25 – под центральной камеры сгорания; 26 – лётка;

27 – под периферийной камеры сгорания

А-А

Рис. 4.23, б Вертикальный разрез А-А

Крыльчатка мельничного вентилятора охлаждается путем присадки холодных газов от дымососа рециркуляции 4 через патрубок 22, направленный встречно потоку, что запирает поток крупных угольных частиц перед сбросной трубой 8. Поток крупных частиц угольной пыли поступает через патрубки 17 и 16 в камеру термоподготовки, выполненную в виде горизонтально расположенного пылеконцентратора 11, и приводится во вращение завихрителем 12. Крупная пыль отжимается к стенкам и поступает в основную горелку 15, а отработанный сушильный агент с водяными парами и балластными летучими удаляются через сбросную трубу 18, полую вставку 13, полые лопатки 19 и коллектор 20 в сбросную горелку 9. Разрежение в пылеконцентраторах 5 и 14 может регулироваться изменением оборотов мельничного вентилятора и присадкой газов рециркуляции через патрубок 22.

Преимущество этой системы термоподготовки заключается в том, что пылеконцентраторы установлены соосно с основной горелкой. Газопылевой тракт от мельницы до горелки сокращается до минимума. Кроме того, тангенциальная подача аэросмеси из размольного устройства на вход основного пылеконцентратора позволяет весь напор мельницы использовать на тангенциальную закрутку потока угольной пыли без потерь его на завихрителях. Это значительно снижает аэродинамическое сопротивление системы термоподготовки.

На рис. 4.24 изображена принципиальная схема растопочного горелочного устройства для сжигания пыли высокой концентрации в топке котла. Топка содержит центральную 1 и, по меньшей мере, одну периферийную 2 камеры сгорания, разделенные экраном 3 и сообщающиеся перепускным окном 4. В периферийную камеру 2 сгорания, выполненную в виде муфеля, заведён выходной торец горелочного устройства 5, состоящего из сопла 6 первичного воздуха и сопла 7 подачи пыли высокой концентрации (ПВК), который выполнен в виде диффузора 8 с размещённым внутри его рассекателем 9 с образованием между ними расширяющегося в сторону периферийной камеры 2 сгорания кольцевого канала 10. Периферийная камера 2 сгорания выполнена в виде равностороннего прямоугольного параллелепипеда 11. Широким основанием 12 диффузор 8 заведён внутрь параллелепипеда 11 в плотном контакте с его стенками с образованием зазоров 13 с углами параллелепипеда, заглушённых вертикальными пластинами 14, через которые внутрь периферийной камеры 2 сгорания спутно потоку, вдоль углов заведены сопла 15 вторичного воздуха и растопочные мазутные форсунки 16. Широкое основание 17 рассекателя 9 лежит в плоскости широкого основания 12 диффузора 8, наружный диаметр которого равен диаметру вписанной в параллелепипед 11 окружности. На выходном торце периферийной камеры 2 сгорания размещены сопла 18 третичного воздуха.

Топка работает следующим образом: поджигается мазут в растопочных мазутных форсунках 16 с помощью газовой горелки с искровым запальником (не обозначена) и прогревается муфель периферийной камеры 2 сгорания. После прогрева муфеля в растопочном режиме внутрь муфеля через расширяющийся канал 10 подается пыль высокой концентрации (ПВК) из сопла 7 подачи ПВК с одновременной подачей первичного воздуха из сопла 6. В кольцевом расширяющемся канале 10 аэросмесь снижает концентрацию до растопочной за счёт расширения объёма и настилается на раскалённые стенки муфеля периферийной камеры 2 сгорания. При контакте с раскалённой поверхностью из частиц угля выделяются горючие летучие, которые вспыхивают в струях вторичного воздуха, подаваемого в периферийную камеру 2 сгорания из сопел 15, и поджигают коксовую основу, которая догорает в центральной камере 1 сгорания в струях третичного воздуха, подаваемого из воздушных сопел 18. После выхода на нормальный режим работы растопочные мазутные форсунки отключаются. Так как топливо настилается на раскалённый муфель периферийной камеры 2 сгорания, то оно быстро прогревается и воспламеняется, чего не наблюдается при подаче пыли по центру муфеля. В этом заключается преимущество предлагаемого устройства. Кроме того, по углам периферийной камеры 2 сгорания при настильной подаче происходит концентрация пыли при веерном её выходе из расширяющегося канала 10, и тут же пыль подхватывается соплами 15 вторичного воздуха, размещёнными также в углах, что обеспечивает дружное воспламенение пыли и её транспорт по углам в центральную камеру 1 сгорания для дожигания. Таким образом, топка разгружается от несвойственной ей функции – подготовки пыли к воспламенению, что повышает её маневренность за счёт запаса по производительности, так как часть нагрузки перераспределяется на периферийные камеры сгорания.

Выполнение периферийной камеры сгорания в виде равностороннего прямоугольного параллелепипеда с заведениемвыходного торца горелочного устройства внутрь параллелепипеда в плотном контакте с его стенками с образованием зазоров с углами параллелепипеда, в которые спутно потоку вдоль углов заведены сопла вторичного воздуха и растопочные горелки, а широкое основание рассекателя лежит в плоскости широкого основания диффузора, наружный диаметр которого равен диаметру вписанной в параллелепипед окружности, позволяет произвести настильную подачу пыли на раскалённые растопочными мазутными форсунками стенки муфеля, что увеличивает температуру пыли за счёт контактной теплопередачи, которая выше конвективной, когда пыль не касается стенок муфеля. Кроме того, раскалённый муфель обладает высокой тепловой инерцией и тепловой эммисией, что при контакте с частицей пыли обеспечивает в момент контакта выделение из частицы горючих летучих, которые воспламеняясь поджигают коксовую основу, что ускоряет процесс воспламенения и выгорания пыли, при этом объём центральной камеры сгорания используется только для горения, а не для подготовки топлива к горению, что происходит при подаче в топку сырого топлива. Так как стоимость неохлаждаемой периферийной камеры сгорания значительно дешевле, чем экранированной центральной камеры сгорания, то подготовка пыли к воспламенению в периферийной камере менее затратна и более экономически выгодна, чем в центральной камере сгорания. Это даёт значительный экономический эффект, потому что освободившийся объём центральной камеры сгорания от подготовки топлива к горению можно использоваться для увеличения паропроизводительности котла. Кроме того обеспечивается также растопочная концентрация пыли за счёт уменьшения её концентрации при проходе в расширяющемся кольцевом канале между диффузором и рассекателем, увеличивается поверхность взаимодействия с окислителем при выходе пыли из диффузора в муфель, так как пыль растекается по всей поверхности муфеля. На предварительно прогретых растопочными мазутными форсунками стенках пыль прогревается до температуры воспламенения и вспыхивает в струях вторичного воздуха, подаваемого в углы параллелепипеда, в которых происходит частичная концентрация пыли при выходе из диффузора. За счёт плоской поверхности широкого основания рассекателя, на его выходном торце образуется зона разрежения, в которую подтягиваются по центру периферийной камеры сгорания за счёт обратных токов горячие топочные газы из центральной камеры сгорания. Подогрев также происходит за счёт лучистой составляющей факела центральной камеры сгорания через перепускное окно, что ещё больше увеличивает температуру внутри муфеля (по произведённым замерам до 1200 ⁰С).

Рис. 4.24. Растопочное горелочное устройство для сжигания пыли высокой концентрации в топке котла: 1, 2 – центральная и периферийная камеры сгорания;

3 – экран; 4 – перепускное окно; 5 – горелочное устройство; 6 – сопло первичного воздуха; 7 – сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК); 8 – диффузор;

9 – рассекатель; 10 – кольцевой канал; 11 – равносторонний прямоугольный параллелепипед; 12 – широкое основание диффузора 8; 13 – зазоры; 14 – вертикальная пластина; 15 – сопла вторичного воздуха; 16 – растопочные мазутные форсунки;

17 – широкое основание рассекателя 9; 18 – сопла третичного воздух

На рис. 4.25 изображён продольный разрез усовершенствованного растопочного горелочного устройства для сжигания пыли высокой концентрации. Горелочное устройство содержит сопло 1 подачи пыли высокой концентрации (ПВК) с расширяющейся конической частью 2 на выходном торце 3 и коническим рассекателем 4 внутри её, заведённое внутрь циркуляционной трубы 5 с образованием кольцевого зазора 6 между ними, которая, в свою очередь, заведена в горелочный насадок 7 с кольцевым зазором 8 , пристыкованный выходным торцом 9 к амбразуре 10 топки 11 котла, а входным торцом 12 – к воздушному коробу 13 , соединённому с источником 14 горячего воздуха, при этом в циркуляционную трубу 5 дополнительно заведены сопла 15 подачи высоконапорного воздуха, подключённые к источнику 16 высоконапорного воздуха, и лопаточный завихритель17 с регулируемым поворотом лопаток, установленный в кольцевом зазоре 6 между выходным торцом 3 сопла 1 подачи пыли высокой концентрации (ПВК) и циркуляционной трубой 5, заглушённой с входного торца вертикальной кольцевой вставкой 18, соединённой с конической частью 2 сопла 1 подачи пыли высокой концентрации (ПВК) с образованием воздушного коллектора 19 внутри циркуляционной трубы 5, к которому со стороны входного торца циркуляционной трубы 5 введены сквозь воздушный короб 13 и кольцевую вставку 18 указанные сопла 15 подачи высоконапорного воздуха, выходные торцы которых расположены в плоскости входных торцов циркуляционной трубы 5 и горелочного насадка 7. Конический рассекатель 4 может быть зафиксирован в расширяющейся конической части 2 сопла 1 подачи ПВК с помощью плоских пластин 20 с образованием расширяющегося конусного канала 21, ограниченного плоскостью тупого торца 22 рассекателя 4.

Горелочное устройство работает следующим образом. Пыль высокой концентрации (ПВК) через сопло 1 поступает внутрь циркуляционной трубы 5, куда одновременно подаётся высоконапорный воздух через сопла 15 от источника 16 через воздушный коллектор 19 и регулируемые поворотные лопатки завихрителя 17. В циркуляционной трубе 5 компоненты горючей смеси смешиваются и воспламеняются за счёт подсоса внутрь циркуляционной трубы 5 горячих топочных газов из топки 11 и лучистой составляющей факела топки, проникающей в циркуляционную трубу 5 через амбразуру 10 топки 11. При этом температура внутри циркуляционной трубы 5 может достигать 1200 ⁰С . Подсос газов из топки происходит за счёт разрежения, создаваемого тупым торцом 22 рассекателя 4 при обтекании его ПВК по расширяющемуся конусному каналу 21, так как происходит срыв потока по всему периметру тупого торца 22 рассекателя 4. Оптимальная растопочная концентрация по воздуху создается за счёт поворота лопаток завихрителя 17, регулирующего поступление воздуха в циркуляционную трубу 5 из воздушного коллектора 19, а оптимальная растопочная концентрация по пыли создаётся за счёт падения концентрации ПВК до растопочной при движении ПВК внутри расширяющегося конусного канала 21 до поступления пыли в циркуляционную трубу 5, при этом воздух не примешивается к пыли. После воспламенения пыли она из циркуляционной трубы 5 поступает в горелочный насадок 7, где смешивается с вторичным воздухом, поступающим из воздушного короба 13 от источника 14 горячего воздуха по кольцевому зазору 8, и далее пыль поступает через амбразуру 10 в топку 11 котла. В результате чёткого расчёта оптимальной растопочной концентрации компонентов горючей смеси, которая достигается по воздуху регулируемым поворотом лопаток завихрителя 17 и по пыли – регулируемым падением концентрации ПВК до

Рис.4.25. Усовершенствованное растопочное горелочное устройство для пыли высокой концентрацией в топке котла: 1 – сопло подачи пыли высокой концентрации (ПВК): 2 – коническая часть сопла 1; 3 – выходной торец сопла 1; 4 – рассекатель; 5 – циркуляционная труба; 6, 8 – кольцевые зазоры; 7 – горелочный насадок; 9 – выходной торец горелочного насадка 7; 10 – амбразура; 11 – топка котла; 12 – входной торец горелочного насадка 7; 13 – воздушный короб; 14 – источник горячего воздуха; 15 – сопла подачи высоконапорного воздуха; 16 – источник высоконапорного воздуха; 17 – лопаточный завихритель; 18 – вертикальная кольцевая вставка; 19 – воздушный коллектор; 20 – плоские пластины; 21 – конусный канал; 22 – тупой торец рассекателя 4