Топки с цепными решетками

Топки с цепными решетками

Значительное распространение в промышленности имеют механические слоевые топки с цепными решетками. Характерной особенностью этих топок является непрерывное перемещение топлива вместе с колосниковой решеткой, представляющей собой транспортер, выполненный в виде бесконечного полотна. Применение находят механические топки с цепными решетками с колосниковыми решетками прямого и обратного хода (рис. 6 6). В топке с решеткой прямого хода полотно с топливом перемещается от фронта топки с цепными решетками к задней стенке (рис 6 6, а), а в топке с решеткой обратного хода - от задней стенки к фронту (рис. 6 6,б). Применяемые колосниковые полотна бывают чешуйчатого и ленточного типов.

В механической топке с чешуйчатой цепной решеткой прямого хода, показанной на рис. 6.6, а, полотно решетки 1 состоит из отдельных колосников, укрепленных на бесконечных шарнирных цепях, надетых на две пары звездочек. Передняя пара, являющаяся ведущей, приводится во вращение электродвигателем через редуктор. Скорость движения решетки можно изменять в широких пределах (1-18 м/ч). Топливо из загрузочного ящика 3 поступаетна движущуюся решетку. Желаемую толщину слоя топлива устанавливают шибером 4, который может перемещаться по вертикали. Необходимый для горения воздух подводится под решетку (между полотнами) и поступает в слой через зазоры между колосниками. По мере продвижения решетки топливо выгорает. Образующийся шлак сбрасывается с решетки шлакоснимателем 5 в шлаковый бункер 6.

Чешуйчатая цепная решетка прямого хода типа ТЧ, выпускаемая взамен изготавливавшихся ранее у нас цепных беспровальных решеток типа БЦР, ЧЦР, показана на рис. 6.7, а. Чешуйчатое колосниковое полотно выполняют из наклонно расположенных беспровальных колосников (рис.6.7,6). Кусочки провала собираются в карманах нижней части колосников. При сходе цепи вниз колосники опрокидываются и уловленный провал сбрасывается в бункер. Воздух проходит в слой через узкие щели в местах прилегания колосников друг к другу. Чешуйчатые цепные решетки прямого хода имеют длину 5600- 8030 мм при ширине 2700-3700 мм. Топки с цепными решетками обратного хода (рис 6 6, б) применяют цепные решетки типа ТЧЗ (чешуйчатые, с забрасывателем топлива) и ТЧЗМ (чешуйчатые моноблочные с забрасывателем), а также типа ТЛЗМ (ленточные моноблочные с забрасывателем), набираемые из ребристых колосников. Чешуйчатые цепные решетки обратного хода имеют длину 4000-8000 мм при ширине 2700-4900 мм. Ленточные цепные решетки обратного хода имеют длину 2400-4000 мм при ширине 1870-2700 мм.

Секционное дутье. Процесс горения в топке с цепной решеткой в отличие от топки с цепными решетками с периодической загрузкой топлива протекает непрерывно. Однако по длине решетки процесс горения разделяется на следующие этапы: подготовка топлива (прогрев, подсушка, выделение летучих); горение кокса и летучих; выжиг (догорание топлива) и удаление шлака. Так как для различных этапов горения требуется различное количество воздуха, применяют позонное (секционное) дутье. На рис. 6.8 кривая 1 характеризует потребное количество воздуха для горения топлива по длине решетки прямого хода. При отсутствии позонного дутья поступление воздуха в топку характеризуется штриховой линией 2, а при секционном дутье - ломаной линией 3. Через последнюю, шлаковую зону, имеющую слой малой толщины, воздух подают в большем количестве, чем это необходимо для догорания топлива, чтобы обеспечить охлаждение шлака и решетки. Позонное дутье улучшает горение топлива. Одновременно снижается и потеря теплоты с уходящими газами в связи с понижением общего для всей топки с цепными решетками коэффициента избытка воздуха. Позонное дутье осуществляют и в топках с решетками обратного хода.

Зажигание слоя. Особенностью горения топлива в топке с цепной решеткой прямого хода является одностороннее верхнее его зажигание, так как свежее топливо из загрузочного ящика ложится на относительно холодные колосники. В данном случае получается схема поперечного движения топливного и газовоздушных потоков. Схема зажигания слоя на цепной решетке показана на рис. 6.9. Основным источником теплоты, определяющим прогрев и воспламенение свежего топлива, является излучение газов из топочного объема. Скорость распространения в слое горения кУр,г направлена поперечно движению слоя, перемещающегося со скоростью движения решетки шреш. Поэтому фронт начала выхода летучих и фронт воспламенения располагаются с наклоном в сторону движения решетки.

Зажигание топлива от непосредственного его соприкосновения с горящими частицами играет небольшую роль в общем процессе воспламенения топлива. Так, скорость распространения горения от непосредственного контакта частиц составляет всего 0,2-0,5 м/ч, в то время как перемещение слоя вместе с решеткой имеет скорость, в десятки раз большую. В связи с указанной особенностью прогрева н воспламенения топлива при сжигании малореакционных и влажных топлив значительная часть цепной решетки может оказаться занятой предварительной подготовкой топлива. При сжигании таких топлив на цепной решетке приходится принимать меры для интенсификации подготовительных этапов.

Так, для интенсификации зажигания антрацита - топлива с малым выходом летучих применяют топочную камеру с сильно развитым и низко расположенным задним сводом, благодаря чему горячие газы, образующиеся в зоне наиболее активного горения, направляются к начальному участку слоя, способствуя зажиганию свежего топлива. Кроме того, имеющийся после шлаковой зоны избыточный горячий воздух при таком расположении свода направляется в зону наиболее активного горения. Свод выполняют из кирпича, раскаляющегося во время работы, что также способствует более полному выгоранию горючих из шлака.

При сжигании кускового торфа, имеющего значительную влажность (W_p = 40/50 %), для интенсификации подготовительных этапов применяют специальные предтопки с цепными решетками. В этом случае торф подается в кирпичную шахту предтопок, где частично подсушивается и затем поступает на цепную решетку. Подсушка торфа происходит благодаря очагам горения, образующимся на ступеньках предтопка, куда подается часть воздуха, идущего на горение торфа.

Характерной особенностью горения топлива в топке с цепной решеткой обратного хода (рис. 6.6, б) является нижнее неограниченное зажигание топлива. Топливо подается на решетку при помощи пневмомеханических забрасывателей. Более крупные фракции топлива, попадая на дальнюю от фронта топки с цепными решетками часть решетки, падают на горящий слой. Мелкие частицы, сгорая в значительной степени во взвешенном состоянии в объеме топки с цепными решетками, ложатся на горящий слой ближе к фронту.

«Острое дутье» в слоевых топках. Газы, выходящие из горящего на цепной решетке слоя топлива, наряду с инертными продуктами полного горения содержат горючие составляющие, а также кислород.Во избежание значительных потерь теплоты от химического недожога продукты горения, содержащие горючие компоненты и кислород, необходимо в топочной камере хорошо перемешать для завершения горения. Весьма эффективным способом интенсификации процесса перемешивания газов в топке является применение «острого» дутья, т. е. ввод в топочную камеру с большой скоростью (50-70 м/с) относительно тонких струй воздуха. Расход воздуха на острое (вторичное) дутье составляет 5-10 % общего количества воздуха.

Выжиг и удаление шлака. Для уменьшения потери химически связанной теплоты догорающего топлива необходимо всемерно интенсифицировать его выжиг на шлаковом участке решетки. Эффективными в этом отношении являются низко расположенные горячие кирпичные своды. При налаженном процессе горение на решетке должно полностью заканчиваться примерно на расстоянии 0,3-0,5 м от места сброса шлака с решетки. В месте схода шлака устанавливают шлакосниматель (рис. 6.6, а), который несколько замедляет движение шлака, способствуя его выжигу, а также защищает решетку от оголения. Чтобы избежать образования наростов шлака на боковых стенах топочной камеры, на уровне верхнего полотна цепной решетки с боковых ее сторон устанавливают водоохлаждаемые панели, представляющие собой круглые коллекторы, включенные в систему циркуляции котла.

Применение горячего дутьевого воздуха способствует интенсификации горения топлива в слое. Предел подогрева воздуха лимитируется условиями работы решетки. Так, при сжигании на решетке антрацита - топлива с малым выходом летучих, для которого тепловыделение происходит в основном в слое, подогрев воздуха применяют до 150-170 °С. При сжигании топлив с большим выходом летучих, для которых тепловыделение в значительной степени переносится в топочный объем, применяют воздух, подогретый до 200-250 °С.
Слоевые топки с цепными решетками прямого хода могут применяться для сжигания сортированных антрацитов (АС и AM), древесных отходов и др. Работа топки с цепными решетками характеризуется следующими показателями: q_R = 0,93ч-1,16 МВт/м²; q_v = 0,29/0,465 МВт/м³; а_т = 1,5/1,6; давление воздуха под решеткой 980 Па.

Для сжигания грохоченых и рядовых бурых и каменных углей с содержанием мелочи 0-6 мм до 60 % и максимальном размере куска 50 мм могут применяться топки с цепными решетками обратного хода с забрасывателями топлива. Показатели работы этих топок: q_R = 1,16/1,63 МВт/м²; q_v= 0,29/0,465 МВт/м³; а_т = 1,3/1,5; давление воздуха под решеткой 490 Па.