ТОПКИ ДЛЯ СЛОЕВОГО СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Котельные агрегаты производительностью до 35 т/ч для сжигания грохоченых (сортированных) и рядовых углей (со­держащих не более 60 % фракций 0—6 мм), сортированных ан­трацитов и полуантрацитов, кускового торфа, сланца и древес­ных отходов оборудуются топками для слоевого сжигания. До последнего времени в топках котлов производительностью до 10 т/ч для сжигания каменных и бурых углей, а также сорти­рованных антрацитов применялись полумеханические топки типа ПМЗ-РПК. Однако прогресс отечественной энергетики предъявляет сейчас более высокие требования к слоевым топочным устройствам в отношении механизации и автоматиза­ции топочного процесса. Для полной механизации топочного процесса ЦКТИ имени И. И. Ползунова совместно с Бийским котельным и Кусинским машиностроительным заводами разра­ботали топки, механизирующие не только заброс топлива, но и удаление шлака. Полумеханические топки ПМЗ-РПК, сняты с серийного производства,

Для сжигания сортированных антрацитов марок АС и AM применяется топка с чешуйчатой цепной решеткой прямого хода, показанная на рис. 3-2. Регулирование форсировки топки производится изменением скорости цепной решетки, подачи воздуха в зоны горения и поддержанием заданного разреже­ния в верхней части топки. Толщина слоя топлива устанавли­вается регулятором слоя в зависимости от качества сжигае­мого топлива. С повышением влажности топлива толщину слоя увеличивают.

В процессе эксплуатации необходимо следить за равномер­ным поступлением топлива по всей ширине решетки, отсутст­вием завалов и прогаров по всей ее длине. Исследования по­казали, что основная масса летучих выделяется и сгорает до начала горения кокса. Процесс горения кокса протекает на задней половине решетки и заканчивается превращением кокса в шлак на некотором расстоянии от шлакоснимателя. Однако из-за неоднородности даже сортированных топлив зоны горе­ния могут накладываться одна на другую и около шлакосни­мателя может продолжаться выгорание горючих из кокса. В соответствии с описанным развитием процесса горения необ­ходимо регулировать количество воздуха, поступающего в каж­дую зону, в зависимости от фракционного состава и качества топлива (зольность, влажность, температура плавления золы), а также форсировки топки. В первую зону (по направлению движения решетки) воздух подается в небольшом количестве (около 10%) или совсем не подается. В последнюю зону при, пониженных форсировках топки подается 5—10 % воздуха, а при повышенных — до 20 %• Основное количество воздуха (70—80%) подается в зоны активного горения (2-я и 3-я зоны).

Скорость движения полотна решетки следует выбирать с таким расчетом, чтобы активное горение заканчивалось в на­чале последней шлаковой зоны. Скорость движения решетки и распределение воздуха по зонам устанавливаются на осно­вании наладочных испытаний и указываются в режимной, карте. Разрежение в верхней части топки поддерживается по­стоянным, равным 20—30 Па, давление воздуха под решет­кой— около 1000 Па.

В процессе эксплуатации цепных решеток встречаются сле­дующие неполадки: задевание подвижной частью решетки не­подвижных частей, перегрев колосников, повреждение нижних коллекторов экранов, являющихся панелями решетки, повреж­дение подшипников и шеек валов решетки, обгорание контакт­ных уплотнений и боковых держателей, коробление передней части решетки.

Для сжигания топлив с большим содержанием мелочи (до 60 % частиц размером 0—6 мм) применяются цепные решетки прямого (решетка движется от фронтовой к задней стене топки) или обратного (решетка движется от задней к фронто­вой стене топки) хода с пневмомеханическими забрасывателями.

При этом лучшие результаты Получены в топках с пнев­момеханическими забрасывателями и ленточными цепными ре­шетками обратного хода.

На рис. 3-3 показана компоновка котла Е-4-14 (заводское обозначение КЕ-4-14С) с топкой ТЛЗМ (топка с ленточной цеп-

ной решеткой обратного хода и пневмомеханическим забрасы­вателем). Для обеспечения надежной работы пневмомеханиче­ского забрасывателя и цепной решетки необходимо один раз в смену заполнять консистентной смазкой колпачковые масленки, добавлять (при остановленном забрасывателе и решетке) ма­шинное масло в редукторы, периодически производить его пол­ную замену и проверять зазор между лопастями ротора забра-

сывателя и корпусом (зазор не Должен Превышать 3—4 мм). Во время работы топки необходимо проверять нагрев электро­двигателей забрасывателя и решетки, нагрев подшипников при­водного вала забрасывателей. При остановке топки у забрасы­вателя проверяется крепление лопастей ротора и производится очистка воздушных каналов от отложений пыли. Если при ра­боте забрасывателя происходит срезание предохранительного штифта, то перед пуском электродвигателя следует прокрутить ротор вручную и убедиться в свободном его вращении.

Привод решетки осуществляется четырехскоростным элек­тродвигателем через редуктор с двумя скоростями. Это позво­ляет иметь восемь скоростей в пределах от 2 до 14 м/ч.

Совмещение пневмомеханического заброса с движением слоя вместе с цепной решеткой обеспечивает полную поточность про­цесса горения, улучшает условия воспламенения топлива, позво­ляет удовлетворительно сжигать спекающиеся каменные и бу­рые несортированные угли без ручного вмешательства обслу­живающего персонала.

На начальном участке (вблизи задней стены топки) происхо­дит верхнее зажигание топлива. Однако на заднюю часть ре­шетки попадает только небольшая часть всего забрасываемого топлива, и тем облегчается его подготовка для горения. Основ­ная часть топлива забрасывается на всю решетку, где протекает активный процесс горения. При этом чем меньше скорость дви­жения решетки, тем меньше начальный участок, на котором происходит верхнее зажигание.

Опыт показывает, что при нормальных скоростях решетки в пределах 2—7 м/ч зажигание топлива в большинстве случаев достаточно надежное. Толщина активного слоя на начальном участке решетки около 50 мм, а в части интенсивного горения около 25 мм. При этом повышение влажности топлива, как пра­вило, приводит к утолщению слоя и ухудшению выжига шлака, что особенно заметно при влажности рабочей массы угля бо­лее 30 %.

Топка котла перед пуском должна быть очищена, а работа цепной решетки проверена на холостом ходу. Необходимо также произвести внутренний осмотр обмуровки топки, колосникового полотна, проверить легкость хода всех шиберов, наличие масла в редукторах забрасывателя и решетки, заправку масленок кон­систентной смазкой.

Топку растапливают дровами при естественной тяге, если удается создать разрежение в верхней части топки 10—20 Па. При недостаточной тяге пускается дымосос и устанавливается указанное разрежение в верхней части топки. Затем пускаются забрасыватели и решетка покрывается слоем угля толщиной 30—40 мм. На слой угля забрасываются расколотые дрова и масляные концы, которые затем поджигаются. Как только дрова прогорят, их следует расшуровать и затем при полностью закрытом направляющем аппарате включить дутьевой вентиля-

тор. После разгорания угля на решетке следует включить в ра­боту забрасыватели с минимальной подачей топлива. Для этого при работающих забрасывателях постепенно отвинчивают винты накидных собачек, устанавливая необходимую подачу топлива. Одновременно с забросом топлива открывается подача воздуха на пневмозаброс. Для действия пневмозаброса давление в об­щем воздушном коробе поддерживается равным 500—600 Па. Регулирование дальности заброса производят изменением поло­жения разгонной передвижной плиты. Давление воздуха под ре­шеткой в период растопки поддерживается равным 70—100 Па. Периодически следует контролировать дальность заброса топ­лива. По мере разгорания угля на решетке следует включить электродвигатель редуктора и установить минимальную ско­рость движения колосникового полотна. По мере повышения форсировки топки постепенно увеличивают скорость движения цепной решетки с таким расчетом, чтобы топливо на решетке успевало прогорать и не сбрасывалось в шлаковый бункер.

При нормальной работе обслуживание топки заключается в регулировании подачи топлива, правильном распределении воздуха по зонам и поддержании разрежения в верхней части топки в пределах 20—30 Па. Скорость движения колосникового полотна решетки следует установить с таким расчетом, чтобы толщина слоя сбрасываемого шлака составляла 80—120 мм. Меньшая толщина слоя шлака рекомендуется при работе на углях спекающихся или с легкоплавкой золой, большая—при сжигании бурых углей.

Для ликвидации потери теплоты от химической неполноты сгорания и уменьшения потери с уносом топки с пневмомехани­ческими забрасывателями оборудуются устройствами острого дутья. Острым дутьем называют поток (воздуха, продуктов сго­рания или пара), подаваемый в топочную камеру с большой скоростью через систему сопл.

Большое содержание горючих в уносе из слоевых топок (40—90 % в крупных фракциях уноса) делает целесообразным возврат в топку частиц уноса, оседающих в газоходах котлоагрегата, а также улавливаемых в золоуловителе первой ступени. Топки ТЛЗ оборудуются устройством для возврата уноса, осе­дающего в золовых бункерах котла. Наибольшие трудности при эксплуатации вызывает устройство возврата уноса, установ­ленное под низкопосаженными котлоагрегатами, так как эжек­торы здесь находятся внутри закрытых зольников, где за ними

трудно наблюдать.

На рис. 3-4 показано устройство возврата уноса для низко-посаженного котла ДКВР-6,5-14. Оно состоит из высоконапор­ного вентилятора, раздающего воздушного коллектора и четы­рех ветвей трубопровода с эжекторами. Нагнетательные трубы от эжекторов направляют унос к соплам, которые расположены в задней стене топки на высоте 500 мм над решеткой. Сопла на­правлены вниз и расположены под углом 10° для того, чтобы 35

исключить попадание в них крупных кусков топлива, вылетаю­щих из забрасывателей.

Возврат уноса на серийных котлах горизонтальной ориента­ции обычно совмещают с острым дутьем. В качестве примера на рис. 3-5 показано устройство возврата уноса и острого дутья

для котла ДК.ВР-10-14. Всего установлено 10 сопл (из них 6 ост­рого дутья). Сопла установлены на высоте примерно 800 мм от решетки и наклонены относительно полотна решетки на 20°. Сопла острого дутья установлены вперемежку с четырьмя соп­лами возврата уноса. Давление в коллекторе раздачи воздуха по соплам 2000 Па, что обеспечивает скорость на выходе из сопл около 46 м/с.

Опыт эксплуатации и испытаний острого дутья показал, что оно необходимо для снижения химической неполноты горения и количества уноса. Для снижения потери теплоты от механиче­ского недожога с уносом необходимо сочетать острое дутье с возвратом уноса. В качестве примера эффективности применения

острого дутья и устройства возврата уноса на рис. 3-6 по­казаны результаты испытания топки ПМЗ-РПК, выполненные

цкти.

При эксплуатации устройств возврата уноса необходимо сле­дить за забиванием эжекторов и смесительных труб. Причинами

этого являются: образование шлаковин в зольниках вследствие слипания и горения отложившегося уноса; засорение эжекторов осколками рассыпавшейся обмуровки; перекрытие сопл кусками топлива при слишком большой дальности заброса; несоответ­ствие размеров эжектора и его производительности количеству

выпадающего уноса.

Устройство возврата уноса при работе котла должно нахо­диться в непрерывном действии. Установка шиберов в воздуш-

ном тракте возврата уноса или регулирование воздуха, подавае­мого вентилятором, недопустимы. Зольники следует* оборудо­вать удобными дверцами для доступа к эжекторам, чтобы не реже одного раза в сутки проверять их работу. Следует учиты­вать, что эжектор не отсасывает полностью уноса из зольника с горизонтальным подом, выполняемого у котлов с низкой ком­поновкой. Отсос в этом случае начинается только после некото­рого накопления уноса и образования вокруг эжектора естест­венной воронки. Поэтому не следует считать, что эжектор не работает, если зольник заполняется по краям уносом. Важно, чтобы образовывалась всасывающая воронка.

Для сжигания куско­вого торфа, дров или дре­весных отходов применя­ются шахтные топки и бо­лее современные топки
скоростного горения ЦКТИ системы В. В. По­меранцева. На рис. 3-7 показана шахтная топка для кускового торфа. При эксплуатации топки необ­ходимо следить за тем, чтобы горловина шахты всегда была заполнена топливом при плотно за­ крытом шибере загрузоч­ной воронки. Прогар топлива в горловине или неплотное закры­тие шибера может привести к загоранию топлива в шахте или выбросу продуктов горения через загрузочную воронку. В верх­ней части топки обычно поддерживается повышенное разреже­ние 40—60 Па. Давление воздуха под решеткой при сжигании кускового торфа составляет примерно 600 Па, а при сжигании дров поступление воздуха осуществляется за счет тяги, созда­ваемой дымовой трубой. Обслуживание топки, связанное с шу­ровкой слоя и удалением шлака, требует осторожности из-за возможного выброса пламени и должно производиться при за­крытом дутье и повышенном разрежении в топке.

При сжигании древесных отходов (опилки, кора, щепа) хо­рошо зарекомендовала себя топка скоростного горения ЦКТИ системы В. В. Померанцева, показанная на рис. 3-8. Особен­ностью топки является наличие зажимающей решетки, которая, препятствуя выносу мелких фракций топлива, обеспечивает вы­сокую форсировку процесса горения. Зажимающая решетка вы­полнена из таких же труб, что и экранные поверхности котла. К трубам приварены шипы. При эксплуатации топки весьма важно правильно распределять воздух. Около 70 % воздуха, не­обходимого для горения, должно подаваться в качестве первич­ного в нижнюю часть шахты, остальной воздух является вто-

ричным и подается в топочную камеру через нижние и верхние сопла. Во избежание выброса продуктов горения через топлив­ный рукав необходимо следить, чтобы он всегда был заполнен достаточным количеством топлива.

ПЫЛЕУГОЛЬНЫЕ ТОПКИ

Пылеугольные топки применяются для паровых и водогрей­ных котлоагрегатов мощностью более 20 МВт при сжигании фрезерного торфа, бурых и каменных углей, а также антрацита. В промышленных и отопительных котельных чаще всего сжига­ются бурые и каменные угли с выходом летучих У^г^28 % (на горючую массу). Для сжигания этих углей и фрезерного торфа, как правило, устанавливаются пылеугольные топки с молотко­выми мельницами. Молотковые мельницы тоже широко исполь­зуются для установки в пылеугольных топках энергетических

котлоагрегатов, Почти половина топлива, используемого в на­стоящее время на электростанциях, размалывается молотко­выми мельницами в схемах прямого вдувания.

Отделение крупных частиц пыли от мелких, готовых для сжигания, производится в сепараторах, являющихся неотъемле-

мой частью системы пылеприготовления. С молотковыми мель­ницами в зависимости от свойств сжигаемого топлива применя­ются гравитационные, инерционные или центробежные сепара­торы.

Наиболее распространенным типом питателей сырого топ­лива является скребковый питатель различного конструктивного

исполнения. В настоящее время выпускаются скребковые пита­тели по ГОСТ 8332—71. Питатель прост в изготовлении и об­служивании, может работать в системах под давлением как большим, так и меньшим атмосферного, обладает необходимой герметичностью. Корпус питателя в соответствии с правилами взрывобезопасности рассчитан на повышение внутреннего дав­ления до 0,04 МПа.

Схема пылеугольной топки с молотковыми мельницами по­казана на рис. 3-9. При эксплуатации этих топок основное вни-

мание должно быть обращено на устойчивость процесса горе­ния, предотвращение выхода температуры аэросмеси- в сепара­торе за допустимые пределы, загрузку молотковых мельниц топ­ливом, регулирование работы питателей топлива и тонкости по­мола пыли, правильное распределение первичного и вторичного воздуха, своевременную замену бил и билодержателей мельниц.

Производительность мельницы определенного типоразмера при постоянной скорости вращения ротора зависит от коэффи­циента размолоспособности топлива, тонкости помола, крупно­сти исходного топлива и его влажности, расхода сушильного агента и его температуры. Наибольшее влияние на работу мо­лотковой мельницы оказывает тонкость помола и коэффициент размолоспособности топлива.

Под оптимальной производительностью мельницы понимают такую производительность, при которой расход электроэнергии на размол минимален. Увеличение или уменьшение производи­тельности мельницы по сравнению с оптимальной вызывает по­вышение удельного расхода электроэнергии на размол. Опти­мальная производительность обусловливается большим числом конструктивных и технологических факторов. Паспортная про­изводительность мельницы принимается обычно за оптимальную.

Под максимальной производительностью мельницы пони­мают такую производительность, при которой еще сохраняется баланс между подачей на мельницу топлива и выдачей готовой пыли, т. е. мельница может устойчиво работать достаточно дол­гое время.

Коэффициент размолоспособности характеризует сопротивле­ние углей размолу. По мере увеличения твердости топлива ко­эффициент размолоспособности уменьшается; для большинства топлив он больше единицы. Однако встречаются отдельные топ­лива (например, артемовские и тавричанские бурые угли), имеющие коэффициент размолоспособности меньше единицы.

Одним из важнейших показателей, характеризующих эконо­мичность работы молотковых мельниц и их пригодность для размола различных углей, является абразивный износ мелющих органов — бил. Износ бил зависит от многих факторов, глав­ными из которых являются: абразивность размалываемого топ­лива, износостойкость металла бил, удельная производитель­ность мельницы, тонкость помола пыли, конструкция бил.

Износ бил мельницы заметно влияет на ее производитель­ность. Так, по данным ЦКТИ износ бил на 40 мм при испыта­нии мельницы на канском буром угле снизил ее производитель­ность на 10—15 % по сравнению с производительностью при но­вых билах. В молотковых мельницах, выпускаемых в СССР, радиальный зазор равен 25—30 мм, причем считается, что этот зазор оптимален с точки зрения экономичности работы мель­ницы.

На рис. 3-10 показаны распространенные типы бил, устанав­ливаемые на молотковых мельницах. Основным недостатком

П-образных бил (рис. 3-Ю, а) является небольшая степень ис­пользования металла (0,25—0,30) и значительное снижение про­изводительности мельницы по мере износа бил. Под степенью использования металла бил понимают отношение массы изно­шенного металла к массе нового била.

Отличительной особенностью С-образных бил является тон­кая (толщиной 20—40 мм) длинная лопасть (рис. 3-10,6). Сте­пень использования металла у С-образных бил составляет 0,40—0,45, что объясняется большой допустимой высотой износа

бил. Основным недостатком этих бил, как показал опыт их эксплуатации, является более низкая прочность. При попадании металла

в мельницу вместе с углем

происходят частые поломки бил, что снижает надежность ра­боты мельниц. Для увеличения прочности С-образных бил тре­стом ОРГРЭС предложена конструкция с двумя ребрами же­сткости, расположенными с задней стороны била (рис. 3-10,б). Установка ребер жесткости заметно повысила прочность бил, но при этом несколько увеличился их износ.

В настоящее время наиболее распространенным методом по­вышения износостойкости металла бил является наплавка их сплавом Т-620 или сормайтом. В зависимости от способа и тол­щины наплавки износостойкость наплавленных бил по сравне­нию с износостойкостью бил, выполненных из стали СтЗ, увели­чивается в 1,5—4,5 раза. Била следует наплавлять с лобовой плоскости. Наплавка сплавом Т-620 или сормайтом дает наи­лучшие результаты при использовании бил, изготовленных из стали 20Л или ЗОГЛ. 43

Наблюдения за характером износа бил показали, что форма изнашиваемой поверхности не зависит от сорта размалываемого топлива и металла бил. На форму изнашиваемой поверхности влияет конструкция била, линейная скорость и число бил по окружности.

При эксплуатации мельниц необходимо систематически сле­дить за ^состоянием бил и билодержателей, заменяя изношенные. При замене бил противоположные била должны иметь одинако­вую массу.

Отделение крупных частиц пыли от мелких, готовых для сжигания, производится в сепараторах, являющихся неотъемле­мой частью системы пылеприготовления. С молотковыми мель­ницами в зависимости от свойств сжигаемого топлива применя­ются гравитационные, инерционные или центробежные сепара­торы.

Гравитационные сепараторы применяются с молотковыми мельницами производительностью до 20 т/ч (по подмосковному углю) для получения грубой пыли (Яэо^45%) при размоле бурых углей, сланцев и фрезерного торфа. Средняя скорость в шахте гравитационного сепаратора для бурых углей состав­ляет 1,6—3,3 м/с, для сланцев 2,2—3,4 м/с и фрезерного торфа 3,5—4,5 м/с. Изменение тонкости помола в гравитационном се­параторе достигается регулированием количества воздуха, по­ступающего в мельницу. Увеличение количества воздуха, пода­ваемого в мельницу (первичный воздух), при неизменной по­даче топлива приводит к возрастанию скорости в шахте и угрублению помола. Соответственно при уменьшении количества воздуха, подаваемого в мельницу, сепаратор выдает более мел­кую пыль. Однако производительность мельницы при этом уменьшается.

Инерционные сепараторы применяются с молотковыми мель­ницами производительностью более 20 т/ч (по подмосковному углю) для грубого размола бурых углей, сланцев и фрезерного торфа. Регулирование тонкости пыли, выдаваемой сепаратором, в пределах 10—15 % остатка на сите 90 мкм производится по­воротным шибером, который может устанавливаться под раз­личными углами.

В молотковых мельницах с центробежными сепараторами получается пыль с тонкостью помола, характеризуемой остат­ком 20—40 % на сите 90 мкм, что позволяет удовлетворительно сжигать каменные угли с выходом летучих выше 28 %.

При эксплуатации мельниц и сепараторов серьезное внима­ние должно быть обращено на обеспечение плотности всего пы­левого тракта. Люки и дверцы уплотняют асбестовым шнуром, заменяя его при износе. Сепараторы мельниц должны быть плотно проварены, всякое появление в них неплотностей должно своевременно ликвидироваться. Надо следить за отсутствием по­вреждений воздушного уплотнения в месте прохода вала мель­ницы через корпус. Следует помнить, что отложения пыли на

(

строительных конструкциях и оборудовании создают опасность пожара и взрыва. Температура воспламенения пыли зависит от тонкости ее помола, количества летучих в топливе, влажности пыли, содержания свободного кислорода, зольности топлива и от других факторов. Так, по данным Всесоюзного теплотехни­ческого института им. Ф. Э. Дзержинского (ВТИ), температура воспламенения бурых углей различных месторождений состав­ляет 565—665 °С.

Взрыв пыли происходит только при определенных концен­трациях ее в потоке. По данным лабораторных исследований ЦКТИ, при минимальной концентрации пыли украинского бу­рого угля в потоке, равной 0,124 кг/м³, кизиловского — 0,245 кг/м³, торфа — 0,150 кг/м³, взрыв не происходил. Также не происходил взрыв при максимальной концентрации пыли торфа, равной 13—16 кг/м³, и подмосковского угля — 5—6 кг/м³. Для разных топлив минимальная и максимальная концентрация в потоке, при которых происходит взрыв, различны. При содер­жании свободного кислорода в смеси 16 % и менее взрыв не

происходит.

Уборку пыли с оборудования следует производить только после заливки ее водой. При этом недопустимо взрыхление пыли, так как может произойти ее вспышка или взрыв. Эксплуа­тация шахтно-мельничных топок должна производиться в стро­гом соответствии с «Правилами взрывобезопасности установок для приготовления и сжигания топлив в пылевидном со­стоянии».

При обслуживании топок необходимо внимательно следить за температурой аэросмеси в сепараторе во избежание загора­ния или взрыва пыли. В соответствии с «Правилами взрывобез­опасности установок для приготовления и сжигания топлив в пылевидном состоянии» температура аэропыли на выходе из мельницы при сушке горячим воздухом и размоле каменных углей не должна превышать 130 °С, бурых углей —100 °С и фрезерного торфа —80 °С, а при сушке смесью дымовых газов с воздухом — соответственно 170, 140 и 120 °С. Если темпера­тура аэросмеси превысит указанные значения, обслуживающий персонал должен увеличить подачу топлива в мельницу или по­дать насыщенный пар. При появлении признаков горения аэро­смеси и невозможности ликвидации его указанными средствами останавливают питатель топлива и мельницу. В мельницу и шахту (только при сжигании бурых углей и торфа) подают распыленную в форсунках воду.

Повышение температуры и загорание аэросмеси обычно про­исходит при неустойчивой работе топки вследствие пониженных нагрузок, пульсации факела, сжигания сухого топлива в летний период и других нарушений топочного режима.

При замене изношенных бил или в других случаях остановки мельницы, связанных с ее вскрытием, необходимо проявлять ос­торожность. Перед остановкой мельницы сначала останавли вают питатель топлива и вентилируют мельницу воздухом до полной разгрузки электродвигателя (нагрузка электродвига-тедя по амперметру должна соответствовать его холостому J ходу). Вентиляцию мельницы производят воздухом пониженной температуры. Это достигается присадкой холодного воздуха к горячему. В период вентиляции мельницы температура аэро-смесй не должна превышать допустимую. Затем мельницу оста­навливают и в нее подают насыщенный пар, отключая шахту от топки шибером. Открывают двери мельницы осторожно, при­открыв одну из дверей и находясь в стороне, убеждаются в от­сутствии тлеющих очагов пыли. Если обнаружены тлеющие очаги, двери мельницы снова закрывают и подают в нее насы­щенный пар или распыленную воду. Излишнюю подачу пара или заливку мельницы водой производить не следует, так как это усложняет удаление из нее остатков пыли и работу ремонт­ного персонала. Допускать ремонтный персонал можно только после охлаждения мельницы и при устойчивой работе топки. При ремонте мельницы на работающем котле не следует про­изводить удаление шлака, обдувку поверхностей нагрева и дру­гие операции, которые могут нарушить устойчивость топочного процесса.

Экономичность работы пылеугольных топок зависит от по­терь теплоты с химическим и механическим недожогом, наруж­ного охлаждения и от расхода электроэнергии на размол топ­лива. Потеря тепла от химической неполноты сгорания при нор­мальных коэффициентах избытка воздуха и правильном его распределении практически отсутствует или невелика. Потеря теплоты от наружного охлаждения также незначительна, не пре­вышает 0,6 %. Основной потерей тепла является потеря от ме­ханического недожога, которая зависит от коэффициента из­бытка воздуха, тонкости помола пыли и нагрузки объема топоч­ной камеры. В то же время утонение пыли ведет к увеличению расхода электроэнергии на ее приготовление.

При повышенных или пониженных нагрузках объема топоч­ной камеры наблюдается увеличение потери теплоты от механи­ческого недожога. Увеличение потери теплоты от механического недожога с ростом нагрузки топочного объема обусловлено уг-рублением пыли вследствие повышения скорости аэросмеси в шахте. При пониженных нагрузках топочного объема рост механического недожога происходит из-за снижения темпера­туры в топочной камере и увеличения времени, необходимого для сжигания пыли.

Как показали многочисленные испытания топок с молотко­выми мельницами, при сжигании топлив с малым выходом ле­тучих наблюдается заметное увеличение механического недо­жога при уменьшении коэффициента избытка воздуха от 1,25 до 1,05. Так, при сжигании карагандинского каменного угля потеря теплоты от механического недожога увеличилась от 6 до 9 % при уменьшении коэффициента избытка воздуха от 1,30 до

1,05 при тонкости помола пыли, характеризуемой остатком на сите i?go=30 %. Для топлив с большим выходом летучих (бурые угли, фрезерный торф) снижение коэффициента избытка воз­духа меньше сказывается на потере тепла с механическим не­дожогом.

В связи с тем что более тонкий помол топлива одновременно влияет на потерю теплоты от механического недожога и на рас­ход электроэнергии на привод мельниц, необходимо выбирать наивыгодную тонкость помола пыли. Под наивыгодной (опти­мальной) тонкостью помола понимают такой остаток на сите с размерами ячейки 90 мкм, при котором сумма потерь теплоты от химиче­ского и механического недо­жога и расхода электро­энергии на помол, выражен­ного в процентах низшей теплоты сгорания, мини­мальна. Расход электро­энергии в процентах низ­шей теплоты сгорания топ­лива может быть определен по формуле

где Ъ — удельный рас­ход условного топлива, кг/ (кВт • ч); Э — удельный расход электроэнергии на размол топлива, кВт-ч/т; Q_H^p —низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг.

Выбор оптимальной тонкости помола производится на осно­вании испытаний котельного агрегата. На рис. 3-11 показан вы­бор оптимальной тонкости помола по данным испытаний при сжигании бурого угля. Из графика видно, что минимальная сумма затрат энергии на помол и покрытие потерь теплоты от химической и механической неполноты горения будет при ос­татке на сите i?9o=55%. Испытания показали, что чем больше в топливе летучих, тем грубее может быть помол пыли.

Для экономичной эксплуатации топок с молотковыми мель­ницами необходимо правильно распределять первичный воздух, подаваемый в мельницу, и вторичный воздух, подаваемый в то­почную камеру. Опыт показывает, что количество первичного воздуха должно быть тем больше, чем выше содержание лету­чих в топливе. В табл. 3-2 приведены соотношения между коли­чеством первичного и вторичного воздуха в зависимости от вида

сжигаемого топлива. Эти данные в условиях эксплуатации уточняются при режимно-наладочных испытаниях. Воздушный режим топки влияет также на расположение факела в топочной камере. При открытых амбразурах вторичный воздух может подаваться через верхние и нижние шлицы (рис. 3-12,а). По­дача воздуха только в верхние шлицы отжимает факел в холод­ную, воронку, а только в нижние шлицы — поднимает факел выше оси амбразур; одновременная подача воздуха в верхние и нижние шлицы вытягивает факел и приближает его к заднему экрану. Практикуют подачу воздуха дополнительно в задние

сопла. Подача воздуха в задние сопла способствует лучшему перемешиванию и догоранию топлива в пределах топочной ка­меры. Регулированием подачи воздуха в верхние, нижние и зад­ние сопла выбирают такое расположение факела, при котором наиболее полно используется объем топочной камеры и не про­исходит местной тепловой перегрузки отдельных экранных по­верхностей нагрева. Кроме того, регулированием подачи вторич-

48

ного воздуха препятствуют сепарации крупных недогоревших частиц из факела в холодную воронку.

Для улучшения заполнения топки факелом иногда вместо от­крытых амбразур применяют амбразуры с горизонтальным рассекателем и поворотным шибером перед ними (рис. 3-2, б). Опыт эксплуатации рассекателей не выявил их особых пре­имуществ перед открытыми амбразурами. В отдельных установ­ках при сжигании каменных углей горизонтальные рассекатели способствовали шлакованию нижней части амбразур. Заметное улучшение в заполнении топочной камеры наблюдается при ис-

пользовании эжекционных амбразур ЦКТИ (рис. 3-12, в). В этих амбразурах сопла вторичного воздуха непосредственно введены в амбразуру и имеют две пряди: одну, направленную вверх, и другую — вниз. Это обеспечивает больший угол разноса факела, меньшую длину его и лучшее перемешивание вторич­ного воздуха в пределах топочной камеры.

Регулирование положения факела при установке горизон­тального рассекателя достигается изменением положения ши­бера. Для опускания факела в сторону холодной воронки шибер поворачивают вверх, уменьшая количество аэросмеси, проходя­щей через верхнюю часть амбразуры. Для подъема факела из холодной воронки шибер поворачивают немного вниз, увеличи­вая количество аэросмеси, проходящей через верхнюю часть амбразуры. В эжекционных амбразурах регулирование положе­ния факела в топке производится поворотными лопатками, ко­торые располагаются в нижней пряди сопл.

При сжигании каменных углей в топках с молотковыми мельницами применяются вихревые прямоточно-улиточные го­релки (рис. 3-13). Пылевоздушная смесь подается по централь­ной трубе, на конце которой установлен диффузор и конический 49

рассекатель, обеспечивающий большой угол раскрытия потока. Вторичный воздух получает закрутку в улиточном закручиателе и, выходя по кольцевому каналу в топку, перемешивается с потоком пылевоздушной смеси. Конус может перемещаться посредством вращения штурвала, что позволяет, изменяя пло­щадь выходного сечения, регулировать скорость выхода пылевоздущной смеси в зависимости от вида сжигаемого топлива. Скорость выхода пылевоздушной смеси составляет 14—22 м/с, причем меньшее значение относится к антрациту, а большее — к каменному углю. Соответственно скорость вторичного воздуха составляет 18—22 м/с. Выбор скорости пылевоздушной смеси уточняется на основе результатов режимно-наладочных испы­таний.

Пуск топки с молотковыми мельницами и гравитационным сепаратором (см. рис. 3-9) выполняется в следующей последо­вательности. Производится осмотр и опробование на холостом ходу питателя топлива, молотковых мельниц (проверяется из­нос бил и билодержателей, легкость хода шиберов и исправ­ность их привода), проверяется состояние пылеугольных горе­лок, экранных поверхностей нагрева, мазутных растопочных форсунок. После подготовки котла к пуску и завершения венти­ляции топки и газоходов (при работе дымососа и вентилятора) поочередно зажигают растопочные форсунки. Перед зажига­нием форсунки с паровым распыливанием мазута необходимо закрыть полностью лючки и гляделки, подачу воздуха на фор­сунку, отрегулировать разрежение в верхней части топки, уста­новив его равным 10—20 Па, и убедиться, что установилась требуемая температура мазута. Затем следует вставить в за­пальное отверстие мазутный растопочный факел. При устойчи­вом горении факела в форсунку сначала подается немного воз­духа и пара, а затем и мазут путем постепенного открытия ре­гулировочного вентиля. При воспламенении мазута необходимо отрегулировать горение, изменяя подачу мазута, пара и воз­духа. При устойчивом горении удаляется растопочный факел. В'се операции по изменению подачи пара, воздуха и мазута при регулировании работы форсунки следует производить"по­степенно, наблюдая за факелом и не допуская подтекания ма­зута. Факел должен быть устойчивым, ярким, без черных по­лос. Аналогично зажигается вторая растопочная мазутная форсунка. На растопочных мазутных форсунках производится постепенный прогрев топки и котла.

После включения котла в паровую магистраль полностью открывается шибер в шахте, отключающий одну из мельниц. Затем включается мельница и приоткрывается шибер, регули­рующий подачу воздуха в мельницу. В течение 2—3 мин про­изводится вентиляция мельницы и проверяется ее работа ^пра­вильность направления вращения, загрузка электродвигателя по амперметру). После этого на минимальной скорости включа­ется питатель угля и по амперметру контролируется загрузка

электродвигателя мельницы (перегрузка электродвигателя не. допускается). Если электродвигатель мельницы начнет перегру­жаться, надо немедленно отключить питатель топлива. Через гляделку, имеющуюся в топке, проверяют загорание пыли, вы­ходящей из горелки, и следят за тем, чтобы разрежение в верх­ней части топки составляло 10—20 Па. Незначительно увеличив подачу воздуха и топлива в мельницу, добиваются устойчивого горения пыли и следят за повышением нагрузки котла.

При устойчивом горении пыли форсировка соответствующей мазутной форсунки должна быть уменьшена. Пуск второй мо­лотковой мельницы производится аналогично описанному. При нагрузке котла около половины номинальной мазутные фор­сунки полностью отключаются.

Сжигание фрезерного торфа, имеющего V^r=70 %, без его предвари­тельного размола может с успехом производиться в топках ЦК.ТИ системы А. А. Шершнева. Принципиальная схема топки показана на рис. 3-14. В пневматических топках системы А. А. Шершнева топочная камера имеет специальную конфигурацию, а основной воздух, необходимый для горения, поступает из сопл 5 в нижнюю часть холодной воронки по ее переднему скату. Топливо подается питателем через щель или щелевую горелку на­встречу потоку воздуха. Встречаясь с воздухом, топливо как бы сортиру­ется по размерам фракции. Мелкие фракции сразу же подхватываются воз­духом и, воспламенившись, сгорают в верхней части топочной камеры во взвешенном состоянии. Крупные фракции скатываются по передней стенке воронки, но, дойдя до ее устья, подхватываются потоком воздуха и направ­ляются к порогу. Подсушенные более легкие частицы выбрасываются в сред­нюю часть топочной камеры и сгорают во взвешенном состоянии. Влажные, тяжелые частицы возвращаются к устью воронки и снова подхватываются потоком воздуха. Таким образом, крупные частицы многократно циркули­руют вверх и вниз, размельчаясь и подсыхая. Циркуляция этих частиц бу­дет происходить до тех пор, пока поток воздуха не выбросит их в среднюю часть топочной камеры, где они сгорят. Комочки и куски топлива, которые не были подхвачены потоком воздуха, догорают на решетке с поворотными колосниками, которая расположена под воронкой.

Растопка котла производится на кусковом торфе или дровах, которые укладываются на колосниковую решетку. Когда дрова или кусковой торф немного разгорятся, следует пустить дымосос, а затем, закрыв шлаковый за­твор, пустить дутьевой вентилятор, приоткрыв немного шибер, регулирующий подачу воздуха под колосниковую решетку. Затем, периодически пуская пи­татель с минимальной производительностью, подают в топку фрезерный торф. После разогрева обмуровки и уменьшения толщины прогорающего на решетке топлива открывают подачу воздуха в сопла воронки и на мини­мальной подаче топлива включают питатель фрезерного торфа, наблюдая за его горением. Отрегулировав подачу фрезерного торфа и воздуха, посте­пенно повышают форсировку топки.

При нормальной работе топки рекомендуется 60 % воздуха подавать в сопла воронки (скорость выхода воздуха из сопл 20—25 м/с), 10 % под колосниковую решетку воронки, 10 % под решетку камеры догорания, а ос­тальной воздух через сопла острого дутья (при наличии острого дутья). Для поддержания нормального режима горения питатель топлива должен непре­рывно работать. При этом необходимо следить, чтобы не происходил завал топливом сопл воронки. Один-два раза в смену производится чистка колос­никовой решетки. Для этого останавливают питатель, расположенный над очи­щаемой решеткой, в течение 3—5 мин прожигают шлак и, закрыв подачу воз­духа под решетку, приступают к удалению шлака. В период чистки решетки поддерживается повышенное разрежение в топке (40—50 Па).

При эксплуатации топки необходимо соблюдать осторожность, не допу­ская завала сопл воронки фрезерным торфом, повышенного разрежения в топке (более 30 Па), скопления золы в поддувалах, обрыва факела. Всегда необходимо соблюдать следующее правило: при пуске топки сначала

открывают подачу воздуха в сопла воронки и под решетку, а затем пус­кают питатель топлива, а при остановке топки сначала останавливают пи­татель топлива и только после этого прекращают подачу воздуха в сопла воронки и под решетку. При эксплуатации топки необходимо систематиче­ски следить за исправностью порога на переднем скате, колосников и при­вода решетки, шлаковых затворов, привода питателя.