Воздушные балансы топок

Воздушные балансы топок

Воздушные балансы топок складываются из: 1) количества первичного воздуха V_в^т проходящего через слой топлива на решетке; 2) количества вторичного воздуха V_в^пер , организованно подаваемого или подсасываемого в топочную камеру помимо слоя, 3) неорганизованного присоса воздуха снаружи через не плотности обмуровки и гарнитуры V_в^пр (если топка работает под разрежением). Воздушные балансы топок имеюет вид:

Количество вторичного воздуха для слоевой топки в общем случае представляет сумму следующих величин

где V_в^п.зб - количество воздуха, подаваемого через сопла пневмозаброса; V_в^в.ун. -  количество воздуха, вводимого через устройство возврата уноса; V _в^о.д - количество воздуха, подаваемого через сопла острого дутья; V_в^охл - количество воздуха, подаваемого или подсасываемого для охлаждения элементов топочного оборудования; V_в^ут - паразитная утечка воздуха из-под решетки в топочную камеру помимо слоя. Коэффициент избытка воздуха в конце топки равен:

или

где V⁰ - теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, нм³/кг; В - расход топлива, кг/ч; 4 - потеря от механического недожога, %; α_пер - коэффициент избытка первичного воздуха.

α_вт - коэффициент избытка вторичного воздуха

Δα_т - увеличение избытка воздуха в топке за счет присоса снаружи,

Для обеспечения работы топок с возможно более низкими избытками воздуха важно знать, какая минимальная подача воздуха необходима через слой и сколько воздуха допустимо подавать в топочный объем.

Опытными ЦКТИ установлено, что в топках с механическими забрасывателями коэффициент избытка первичного воздуха α_пер по условиям нормального горения слоя должен составлять не мене 0,9. При меньших его значениях наблюдаются ухудшение выжига шлака и сильное дымообразование; часто также на решетке появляются не прогорающие бугры топлива и слой зашлаковывается. Исключение представляют малозольные угли (А^с<15%) с тугоплавкой золой, для которых можно снижать α_пер до значения 0,8. В случае легкоплавкой золы топлива требуется, наоборот, увеличивать α_пер. То же самое необходимо при топливах с низким выходом летучих (тощих углях и антрацитах).

Сказанное относится к тепло напряжениям решетки более 1000 тыс.ккал/(м²Xч). При тепловых нагрузках ниже этого предела коэффициент избытка первичного воздуха возрастает (рис. 8-9, а), так как слой становится слишком породным, что обусловливает прорывы через него излишнего воздуха Подача вторичного воздуха в большинстве случаев сохраняется неизменной во всем диапазоне тепловых нагрузок. Учитывая это, целесообразно для сопоставления условий работы разных котлов ввести новое понятие: "удельное количество вторичного воздуха на 1 м² активной площади решетки" - V_в^вт/R, нм³/(м²Xч).

Рис. 8-9. Коэффициент избытка воздуха в топках с механическими забрасывателями в зависимости от теплонапряжения решетки и количества вторичного воздуха: а - значения α_пер, б - значения α_т

Выразим через указанную величину; а также через теплонапряженные решетки Q/R коэффициент избытка воздуха в топке α _т. Подставив в уравнение 8-6.

Пользуясь последней формулой и кривой изменения α_пер (рис. 8-9, а), можно определять значения α^т в зависимости от Q/R и V_в^вт/R. Соответствующий график показан на рис. 8-9, б (для донецкого угля марки Δ при q₄=6% и Δα_т=0,1).

Как видно из графика, если удельное количество вторичного воздуха не превосходит V_в^вт/R= 300 нм³/(м²Xч), то топки ПМЗ-РПК могут работать при Q/R>800 тыс.ккал/(м²Xч) с α_т≤1,4, а топки ПМЗ-ЛЦР и ПМЗ-ЧЦР при Q/R≥1100 тыс. ккал/(м²Xч) с α_т=1,25.

В табл. 8-1 приведены воздушные балансы топок ПМЗ-РПК, ПМЗ-ЛЦР и ПМЗ-ЧЦР в случаях компоновок их с разными котлами. Можно видеть, что фактические удельные количества вторичного воздуха составляют V_в^вт/R=242÷508 нм³/(м²Xч),. Для котлов ДКВ-2-8, ДКВР-2,5-13, ДКВ-6,5-13 с трех секционной топкой ПМЗ-РПК, ДКВР-4-13, ДКВР-6,5-13 с топкой ПМЗ-ЛЦР и котла энергопоезда паропроизводительностью 8,5 т/ч коэффициент избытка воздуха в топке получается слишком высоким (α_т=1,42÷1,8) из-за большой величины V_в^вт/R  и низкого расчетного значения Q/R. Когда проектировались эти котлы, правильные воздушные балансы топок с ротационными забрасывателями еще не были предавлены. Чтобы снизить избытки воздуха, целесообразно увеличить паропроизводительности котлов.

Таблица 8-1. Воздушные балансы топок ПМЗ-РПК, ПМЗ-ЛЦР и ПМЗ-ЧЦР под разными котлами.

Посмотрим теперь, при каких дутьевых форсировках слоя работают топки с механическими забрасывателями. Из формулы (8-5) после подстановки B=Q/R X R/Q_н^р будем иметь:

Рис. 8-10. Дутьевая форсировка слоя в топках с механическими забрасывателями в зависимости от тепло напряжения решетки (при α_пер=0,9).

Разделив это выражение на 3600 R, получим формулу для определения дутьевой форсировки слоя:

Изменение  w_в^сл в зависимости от Q_н^р при α_пер= 0,9 показано на рис. 8-10 (для донецкого угля марки Д при q₄ = 6%). В пределах Q/R=400÷1800 тыс. ккал/(м²Xч) дутьевая форсировка слоя составляет =0,16 -+- 0,47 нм3/ (м 2 • сек). При  Q/R> 1000 тыс. ккал/9(м2Xч) можно приближенно принять:

что нам пригодится в дальнейшем.

Имеющихся данных испытаний пока недостаточно, чтобы наметить определенную зависимость α_пер от выхода летучих топлива. Ориентировочно, α_пер увеличивается при сжигании тощих углей на 0,2, при сжигании грохочено антрацитов - на 0,2 - 0,3 при сжигании негрохоченых многозольных антрацитов - на 0,4 - 0,6

Топки с низконапорным пневмозабросом и цепной решеткой прямого хода системы ВТИ- Комега, как говорилось, считаются двухступенчатыми. Если исходить из этого положения, то они должны работать при низких значениях коэффициента первичного воздуха и большой подаче вторичного воздуха в топочный объем. Фактически, однако, получать α_пер<0,8 - 0,9 не удается по причине шлакования слоя  Воздушные балансы для небольших типоразмеров этих топок могут быть неблагоприятными, так как требуется подавать довольного много воздуха на пневмозаброс и на острое дутье. Удельное количество вторичного воздуха составляет в ряде случаев V_в^вт/R= 500÷600 нм³/(м²Xч).

В обычных топках с цепной решеткой коэффициент избытка первичного воздуха чаще всего имеет значения 1,1 - 1,2.