Слоевое сжигание твердого топлива

Слоевые топки предназначены для сжигания твердого кускового топлива в котлах малой и средней мощности. Слоевые топки подразделяются на: топки с плотным слоем и топки с кипящим слоем.

1) Топки с плотным слоем

В зависимости от степени механизации указанных операций топочные устройства можно разделить на: немеханизированные (все операции выполняются вручную); полумехапическне (механизированы одна или две операции); механические (механизированы все операции). По режиму подачи топлива в плотный слой различают топочные устройства с периодической и непрерывной загрузкой топлива.

Немеханизированная топка (до D<2,5 т/ч) с ручной периодической подачей топлива на колосниковую решетку представлена на рисунке 7.2. Колосниковая решетка поддерживает сжигаемое топливо и одновременно служит для распределения воздуха, поступающего через нее в слой. Доля живого сечения немеханической топки составляет .

Достоинства: просты в эксплуатации, пригодны для различных сортов топлив, могут работать со значительными колебаниями тепловой нагрузки, отличаются относительно небольшим расходом энергии на собственные нужды, не требуют дорогостоящих пылеприготовительных устройств.

Недостатки: тяжелый физический труд; небольшая производительность, цикличность процесса; сложность регулирования топливо - воздух.

Полумеханические топки

(D=4¸6,5 т/ч). Частичная механизация ручной топки может быть достигнута установкой поворотных или качающихся колосников, а механизацией загрузки топлива на решетку с применением различных забрасывателей: механические, пневматические и пневмомеханические.

Достоинства: механизированный процесс подачи топлива Þ, возрастает производительность, топки пригодны для различных сортов топлив.

Недостатки: рост расхода энергии на собственные нужды, цикличность процесса; сложность регулирования топливо - воздух.

Механические топки (D=6,5 - 20 т/ч) применяются для сжигания углей марки АС и АМ. Применение находят механические топки с колосниковыми решетками прямого и обратного хода.

В топке с решеткой прямого хода полотно с топливом перемещается от фронта топки к задней стенке (см. рисунок 7.4), а в топке с решеткой обратного хода - от задней стенки к фронту.
Применяемые колосниковые полотна бывают чешуйчатого и ленточного типов.

Достоинства: механи-зированный процесс подачи топлива и удаления шлака приводит к увеличению производительности, такие топки пригодны для различных сортов топлив.

Недостатки: сложность регулирования системы топливо – воздух, рост расхода энергии на собственные нужды.

2) Топки с кипящим слоем

При достижении критической скорости дутья сила давления газового потока в слое становится равной силе тяжести частиц. Слой начинает расширяться, и при дальнейшем увеличении скорости воздуха частицы приходят в движение. Объем слоя увеличивается в 1,2¸1,8 раза.

Эффективное сжигание твердого мелкозернистого топлива (0¸20 мм) может быть достигнуто при использовании принципа кипящего (псевдоожиженного) слоя (см. рисунок 7.5). В отличие от плотного (неподвижного) слоя, аэродинамическое сопротивление которого с увеличением интенсивности дутья возрастает по степенному закону, в кипящем слое сопротивление от этого фактора не зависит. При малой скорости дутья слой остается неподвижным и работает как фильтрующий.

Сопротивление кипящего слоя с изменением интенсивности дутья не изменяется, т.к. увеличивается проходное сечение для газа. При чрезмерном увеличении скорости дутья весь слой переходит во взвешенное состояние и может быть вынесен из рабочей камеры.

1 –решетка; 2 – топливо; 3 – топка; 4 – бункер угля; 5 – бункер присадки;
6 – высокотемпературный циклон; 7 – погруженная поверхность нагрева; 8 – вентилятор.

Рисунок 7.5 - Топка для сжигания в кипящем слое