Механические топки для оптимально-производственных котельных установок средней теплопроизводительности

Главная » Статьи »  Механические топки для оптимально-производственных котельных установок средней теплопроизводительности

Механические топки для оптимально-производственных котельных установок средней теплопроизводительности

Котлы с поверхностями нагрева, изменяющимися в пределах 100-300 м2, в большинстве случаев оборудуют колосниковыми решетками с ручным обслуживанием. Переход на механические топки облегчает труд кочегаров, резко сокращает число последних. Одновременно улучшаются теплотехнические показатели работы котельных, главным образом за счет механизации процесса при снижении степени влияния на процесс квалификации обслуживающего персонала. В настоящее время в котельных средней мощности начинают получать распространение два типа механических топок:

  1. топки с верхней подачей топлива на полотно колосниковой решетки;
  2. топки с шурующей планкой.

Топки е забрасыванием топлива на полотно колосниковой решетки. В этих топках сохраняется основное достоинство простых колосниковых решеток- двойное зажигание - снизу и сверху - свежезаброшенного топлива.

Наилучшим способом забрасывания топлива на решетку следует признать использование энергии струй воздуха, нагнетаемого вентилятором. На рис. 73 приведена схема работы подобного устройства. Топливо при помощи скребкового питателя падает на направляющую плиту, с которой скатывается и попадает в сферу воздействия воздушных струй, которые разбрасывают его по решетке, причем мелочь, по своим размерам приближающаяся к пыли, выносится в топочный объем, где и сгорает.

Рис. 73

Как уже указывалось при описании двухступенчатой топки ВТИ, распределение различных по размерам кусочков топлива по длине решетки получается неравномерным, что до некоторой степени может быть исправлено путем изменения угла наклона воздушных струй и скоростью выхода воздуха. Во всяком случае в первую очередь такие топки могут быть рекомендованы для углей, имеющих повышенный выход летучих веществ, - бурых и каменных мелочь которых будет скорее сгорать в топочном объеме.

Спекающиеся каменные угли также будут удовлетворительно сжигаться в таких топках, так как кусок топлива, прежде чем он попадет на зеркало горения, подсохнет, начнет коксоваться и в значительной степени потеряет способность к спеканию. 

Сложнее решается вопрос о механизации сжигания несортированных сортов антрацитов (АРШ). Выносимая при их сжигании в топочное пространство мелочь, состоящая по существу из частиц кокса, не сможет в значительной степени сгореть в объеме топочного пространства даже при использовании вторичного воздуха, вводимого в топочное пространство для завихривания факела. В результате будет возрастать потеря от уноса.

При расчете топок с верхним забрасыванием топлива при сжигании каменных или бурых углей можно принимать следующие данные:

Формула

Забрасывание топлива с наличием мелочи ведет к значительному выносу несгоревших твердых частиц в газоходы. В связи с этим приходится принимать пониженные значения и увеличивать высоту топочного пространства.

Колосниковые решетки, как правило, применяются с покачивающимися колосниками, облегчающими удаление шлака. Это в данном случае существенно важно, так как чистку топки путем покачивания колосников приходится производить довольно часто - примерно через 2 часа.

Под колосниковое полотно вводится воздух позонно, причем зоны желательно располагать, как указано на рис. 74, чтобы иметь возможность производить регулировку подачи воздуха в соответствии с фракционным составом сжигаемого топлива. Количество воздуха, потребное для разбрасывания топлива, колеблется в пределах 10% от воздуха, идущего на горение. Напор этого воздуха перед сопловым аппаратом, главным образом в зависимости от конструкции аппарата, варьируется в пределах 130-400 мм вод. ст. Желательна разработка конструкций, всемерно сокращающих потери напора в сопловом аппарате, чтобы тем дать возможность использовать один вентилятор среднего давления для дутья под решетку и забрасывания топлива.

Рис. 74-75

На рис. 75 дан пример подачи топлива при отсутствии в котельном здании бункеров.

Завод "Комега" предлагает для сжигания бурых и каменных углей механическую топку при комбинированной подаче топлива путем ротационного забрасывания с пневмозабрасывателем (рис. 76).

Рис. 76

Опыт работы топок только с ротационным забрасывателем выявил следующее. Ротационный забрасыватель группирует крупные куски топлива в конце решетки, а мелочь располагается ближе к фронту. Поэтому ротационный забрасыватель не может удовлетворительно работать на сортированном топливе, для него требуется рядовой уголь с кусками, обычно не превышающими 35 мм.

Комбинируя два метода забрасывания топлива, дающих взаимно противоположную сортировку топлива по длине решетки, можно надеяться на возможность удовлетворительной работы подобной топки при обязательном использовании вторичного дутья с целью понижения потери от уноса.

Рассмотренные топочные конструкции по существу являются полумеханическими, так как часть операций, преимущественно по удалению шлака, производится вручную.

Топка с шурующей планкой. Колосниковая решетка описываемой топки состоит из неподвижных колосников, опирающихся на подколосниковые балки.

Топливо поступает на решетку из загрузочного бункера и постепенно передвигается по решетке за счет периодически двигающейся шурующей планки, причем длина пути движения планки может изменяться в зависимости от сорта топлива и условий работы топки Сама планка (рис. 77) выполняется в виде клипа, имеющего угол в 35° к горизонту со стороны, производящей перемещение вперед топлива и шлака, и угол в 15° с противоположной стороны Планка, двигаясь назад к фронту топки, производит шуровку слоя и, останавливаясь, располагается в месте, защищенном от возможности сильного нагревания планки.

На рис. 78 и 175 приведена топка системы Ю. Г. Васильева с дополнениями, заимствованными из конструкции шурующей планки ВТИ.

Рис. 77

Рис. 78

Характерными особенностями топки Васильева является привод планки при помощи двух цепей своеобразной формы, выгибающихся только в одном направлении (рис. 79), что достаточно хорошо обеспечивает постоянство прилегания планки к полотну решетки; к тому же планка своими концами примыкает при движении к нижним частям топочных панелей. Возможность беспрепятственного выгиба в другую сторону позволяет цепям при движении планки в направлении к фронту укладываться в вертикально стоящие трубы, чем устраняется загромождение фронта обслуживания котла.

Рис.79

Колосники системы Ю. Г. Васильева и М. К. Бражкина имеют свое образную форм у, обеспечивая отсутствие провала горючего через решетку (рис. 80); топка с шурующей планкой предназначается в основном для сжигания каменных и бурых углей при наличии мелочи, но при размере отдельных кусков не более 50 мм.

Рис. 80

Условия зажигания свежих порций топлива здесь не настолько хороши, как, например, у топок с верхним забрасыванием топлива, поэтому при сжигании влажных бурых углей требуется горячее дутье под решетку.

ВТИ предложил свой вариант топки с шурующей планкой конструкции проф. С. В. Татищева, инженеров В. Н. Михайловского и Л. И. Гладкова. Эта топка в передней своей части снабжается зажигательным очагом. Этот очаг применен в последней конструкции топки Ю. Г. Васильева (рис. 78 и 81). Боковые колосники зажигательного очага имеют своеобразно изогнутую форму; в своей нижней части они замыкаются поворотными колосниками, могущими в случае надобности покачиваться для сбрасывания шлака и золы. Топливо, продвигаясь от фронта, проходит над зажигательным очагом, чем обеспечивается устойчивая тепловая работа слоя. В некоторых случаях наличие зажигательного очага позволяет обойтись без применения горячего дутья.

Тепловое напряжение зеркала горения топок с шурующей планкой при сжигании бурых и каменных углей колеблется в пределах Q/R = 800-1100 тыс. ккал/м2 час. Тепловое напряжение объема топочного пространства Q/V = 200-250 тыс. ккал/мг3 час.

αт = 1,3-1,4; q3 = (при наличии острого дутья) - 1-2%; q4 = 8-5%. Давление дутья - до 100 мм вод. ст.

В топке Васильева управление движением шурующей планки в значительной степени автоматизировано.

3D - тур по модульной котельной

Механические топки для оптимально-производственных котельных установок средней теплопроизводительности

Котлы с поверхностями нагрева, изменяющимися в пределах 100-300 м2, в большинстве случаев оборудуют колосниковыми решетками с ручным обслуживанием. Переход на механические топки облегчает труд кочегаров, резко сокращает число последних. Одновременно улучшаются теплотехнические показатели работы котельных, главным образом за счет механизации процесса при снижении степени влияния на процесс квалификации обслуживающего персонала. В настоящее время в котельных средней мощности начинают получать распространение два типа механических топок:

  1. топки с верхней подачей топлива на полотно колосниковой решетки;
  2. топки с шурующей планкой.

Топки е забрасыванием топлива на полотно колосниковой решетки. В этих топках сохраняется основное достоинство простых колосниковых решеток- двойное зажигание - снизу и сверху - свежезаброшенного топлива.

Наилучшим способом забрасывания топлива на решетку следует признать использование энергии струй воздуха, нагнетаемого вентилятором. На рис. 73 приведена схема работы подобного устройства. Топливо при помощи скребкового питателя падает на направляющую плиту, с которой скатывается и попадает в сферу воздействия воздушных струй, которые разбрасывают его по решетке, причем мелочь, по своим размерам приближающаяся к пыли, выносится в топочный объем, где и сгорает.

Рис. 73

Как уже указывалось при описании двухступенчатой топки ВТИ, распределение различных по размерам кусочков топлива по длине решетки получается неравномерным, что до некоторой степени может быть исправлено путем изменения угла наклона воздушных струй и скоростью выхода воздуха. Во всяком случае в первую очередь такие топки могут быть рекомендованы для углей, имеющих повышенный выход летучих веществ, - бурых и каменных мелочь которых будет скорее сгорать в топочном объеме.

Спекающиеся каменные угли также будут удовлетворительно сжигаться в таких топках, так как кусок топлива, прежде чем он попадет на зеркало горения, подсохнет, начнет коксоваться и в значительной степени потеряет способность к спеканию. 

Сложнее решается вопрос о механизации сжигания несортированных сортов антрацитов (АРШ). Выносимая при их сжигании в топочное пространство мелочь, состоящая по существу из частиц кокса, не сможет в значительной степени сгореть в объеме топочного пространства даже при использовании вторичного воздуха, вводимого в топочное пространство для завихривания факела. В результате будет возрастать потеря от уноса.

При расчете топок с верхним забрасыванием топлива при сжигании каменных или бурых углей можно принимать следующие данные:

Формула

Забрасывание топлива с наличием мелочи ведет к значительному выносу несгоревших твердых частиц в газоходы. В связи с этим приходится принимать пониженные значения и увеличивать высоту топочного пространства.

Колосниковые решетки, как правило, применяются с покачивающимися колосниками, облегчающими удаление шлака. Это в данном случае существенно важно, так как чистку топки путем покачивания колосников приходится производить довольно часто - примерно через 2 часа.

Под колосниковое полотно вводится воздух позонно, причем зоны желательно располагать, как указано на рис. 74, чтобы иметь возможность производить регулировку подачи воздуха в соответствии с фракционным составом сжигаемого топлива. Количество воздуха, потребное для разбрасывания топлива, колеблется в пределах 10% от воздуха, идущего на горение. Напор этого воздуха перед сопловым аппаратом, главным образом в зависимости от конструкции аппарата, варьируется в пределах 130-400 мм вод. ст. Желательна разработка конструкций, всемерно сокращающих потери напора в сопловом аппарате, чтобы тем дать возможность использовать один вентилятор среднего давления для дутья под решетку и забрасывания топлива.

Рис. 74-75

На рис. 75 дан пример подачи топлива при отсутствии в котельном здании бункеров.

Завод "Комега" предлагает для сжигания бурых и каменных углей механическую топку при комбинированной подаче топлива путем ротационного забрасывания с пневмозабрасывателем (рис. 76).

Рис. 76

Опыт работы топок только с ротационным забрасывателем выявил следующее. Ротационный забрасыватель группирует крупные куски топлива в конце решетки, а мелочь располагается ближе к фронту. Поэтому ротационный забрасыватель не может удовлетворительно работать на сортированном топливе, для него требуется рядовой уголь с кусками, обычно не превышающими 35 мм.

Комбинируя два метода забрасывания топлива, дающих взаимно противоположную сортировку топлива по длине решетки, можно надеяться на возможность удовлетворительной работы подобной топки при обязательном использовании вторичного дутья с целью понижения потери от уноса.

Рассмотренные топочные конструкции по существу являются полумеханическими, так как часть операций, преимущественно по удалению шлака, производится вручную.

Топка с шурующей планкой. Колосниковая решетка описываемой топки состоит из неподвижных колосников, опирающихся на подколосниковые балки.

Топливо поступает на решетку из загрузочного бункера и постепенно передвигается по решетке за счет периодически двигающейся шурующей планки, причем длина пути движения планки может изменяться в зависимости от сорта топлива и условий работы топки Сама планка (рис. 77) выполняется в виде клипа, имеющего угол в 35° к горизонту со стороны, производящей перемещение вперед топлива и шлака, и угол в 15° с противоположной стороны Планка, двигаясь назад к фронту топки, производит шуровку слоя и, останавливаясь, располагается в месте, защищенном от возможности сильного нагревания планки.

На рис. 78 и 175 приведена топка системы Ю. Г. Васильева с дополнениями, заимствованными из конструкции шурующей планки ВТИ.

Рис. 77

Рис. 78

Характерными особенностями топки Васильева является привод планки при помощи двух цепей своеобразной формы, выгибающихся только в одном направлении (рис. 79), что достаточно хорошо обеспечивает постоянство прилегания планки к полотну решетки; к тому же планка своими концами примыкает при движении к нижним частям топочных панелей. Возможность беспрепятственного выгиба в другую сторону позволяет цепям при движении планки в направлении к фронту укладываться в вертикально стоящие трубы, чем устраняется загромождение фронта обслуживания котла.

Рис.79

Колосники системы Ю. Г. Васильева и М. К. Бражкина имеют свое образную форм у, обеспечивая отсутствие провала горючего через решетку (рис. 80); топка с шурующей планкой предназначается в основном для сжигания каменных и бурых углей при наличии мелочи, но при размере отдельных кусков не более 50 мм.

Рис. 80

Условия зажигания свежих порций топлива здесь не настолько хороши, как, например, у топок с верхним забрасыванием топлива, поэтому при сжигании влажных бурых углей требуется горячее дутье под решетку.

ВТИ предложил свой вариант топки с шурующей планкой конструкции проф. С. В. Татищева, инженеров В. Н. Михайловского и Л. И. Гладкова. Эта топка в передней своей части снабжается зажигательным очагом. Этот очаг применен в последней конструкции топки Ю. Г. Васильева (рис. 78 и 81). Боковые колосники зажигательного очага имеют своеобразно изогнутую форму; в своей нижней части они замыкаются поворотными колосниками, могущими в случае надобности покачиваться для сбрасывания шлака и золы. Топливо, продвигаясь от фронта, проходит над зажигательным очагом, чем обеспечивается устойчивая тепловая работа слоя. В некоторых случаях наличие зажигательного очага позволяет обойтись без применения горячего дутья.

Тепловое напряжение зеркала горения топок с шурующей планкой при сжигании бурых и каменных углей колеблется в пределах Q/R = 800-1100 тыс. ккал/м2 час. Тепловое напряжение объема топочного пространства Q/V = 200-250 тыс. ккал/мг3 час.

αт = 1,3-1,4; q3 = (при наличии острого дутья) - 1-2%; q4 = 8-5%. Давление дутья - до 100 мм вод. ст.

В топке Васильева управление движением шурующей планки в значительной степени автоматизировано.