Потери тепла со шлаком

Потери тепла со шлаком

Для оценки потери тепла со шлаком при сжигании различных углей в механических топках воспользуемся характеристикой, показывающей степень выгорания углерода кокса в очаговых остатках, которая предложена С. А. Тагером:

где С_к^с  - начальное весовое количество углерода кокса на1 кг сухого топлива, кг/кг; С_к^сгор  - весовое количество сгоревшего углерода кокса на 1 кг сухого топлива, кг/кг.

Потери тепла со шлаком выражаются через эту характеристику следующим образом;

где А^с - зольность сухого топлива, %; V^с_полн  - полный (высоко температурный) выход летучих на сухую массу топлива, %; x_шл - степень выгорания углерода кокса в шлаке.

Решая это уравнение относительно х_шл получим:

Где V^г_полн  - полный выход летучих на горючую массу топлива.

Величины V^г_полн  и V^с_полн согласно рекомендации Тагера могут быть приняты равными:

Формула для подсчета потери тепла со шлаком:

где α_шл - доля золы топлива в шлаке, %; А^р - зольность топлива на рабочую массу, %; Q^р_н - теплота сгорания топлива рабочая низшая, Г_шл - содержание горючих в шлаке ( %).

На рис. 8-11 показаны зависимости хш_л от  А^с для топок с механическими забрасывателями.

Рис. 8-11. Степень выгорания углерода кокса в шлаке в зависимости от зольности топлива для топок с механическими забрасывателями при сжигании каменных и бурых углей c R₂₀^тл≤5%. а - неподвижная решетка при Q/R=900 тыс. ккал/(м²Xч); б - цепная рештка при Q/R=1200 тыс. ккал/(м²Xч). • - каменные угли; ο - бурые угли.

Графики справедливы для различных каменных и бурых углей, содержащих не более 5% кусков крупнее 20 мм. Как видно, с увеличением зольности топлива степень выгорания углерода кокса в шлаке значительно снижается. Так, в пределах А^с=8÷38% значения  изменяются при неподвижной решетке от 0,97 до 0,87, а при цепной решетке обратного хода от 0,98 до 0,9. Зависимости имеют линейный характер и могут быть выражены уравнениями:

для топок с неподвижной решеткой при Q/R = 900 тыс. ккал/( м²Xч)

для топок с цепной решеткой обратного хода при Q/R =1200 тыс. ккал/(m²Xч)

Характерно, что кокс каменных и бурых углей, имеющих равную зольность А^с, выгорает одинаково (в пределах точности промышленных испытаний). Это объясняется отсутствием шлакования в топках данного вида, если только зола топлива не легкоплавка.

Худшие результаты при неподвижной решетке связаны с тем, что в моменты ее посекционных чисток в шлак попадает некоторое количество свежего топлива от остающихся в работе забрасывателей. Кроме того, по мере нарастания шлаковой подушки нарушается равномерность распределения воздуха в слое.

В случаях легкоплавкой золы топлива приходится для предупреждения шлакования работать с более частыми чистками неподвижной решетки и с увеличенными скоростями цепной решетки обратного хода (чтобы уменьшить потери тепла со шлаком). Вследствие этого значения х_шл получаются ниже и могут приближенно оцениваться по формулам:

для топок с неподвижной решеткой

для топок с цепной решеткой обратного хода

На рис. 8-12 показаны зависимости содержания горючих в шлаке от зольности и выхода летучих топлива. Следует обратить внимание, что при постоянных А^с и x_шл значения Г_шл получаются тем больше, чем ниже V^г. Например, если два угля имеют одинаковую зольность А^с=16%, но разный выход летучих V^г=40 и 10%, то содержание горючих в шлаке для топок с цепной решеткой обратного хода составит соответственно Г_шл = 10.6 и 15,3%  хотя в обоих случаях x_шл=0,96. Характерно, что Г_шл довольно велико в области малой зольности топлива и затем снижается по мере увеличения. Это справедливо до тех пор, пока зависимость х_шл от А^с сохраняет линейный характер.

При сжигании антрацитов в топках ПМЗ-РПК зависимость xш_л от А^с (рис. 8-13, а) является криволинейной, причем выжиг шлака резко ухудшается в области А^с>16%. Значения Г_шл (рис. 8-13, б) при увеличении зольности сначала снижаются, а потом начинают возрастать. Для смесей антрацитов с каменными углями остаются правильными формулы (8-19) и (8-20).

Значительно отражается на выжиге шлака крупность кусков угля, что можно видеть из графиков рис. 8-14. В пределах R^тл₂₀=5÷40% значения Г_шл возростают примерно в 2 раза.

Рис. 8-12. Влияние зольности и выхода летучих топлива на содержание горючих в шлаке: а - зависимость Г_шл от А^с; б - зависимость Г_шл от V^г.

Это показывает, насколько важно обеспечивать надлежащее дробление топлива. Необходимо, чтобы содержание кусков крупнее 20 мм было не выше R^тл₂₀=5%.

Рис. 8-13. Характеристики потери тепла со шлаком в зависимости от зольности антрацита для топок ПМЗ-РПК: а - степень выгорания углерода кокса в шлаке; б - содержание горючих в шлаке.

Из рис. 8-14, б видно также существенное ухудшение выжига шлака при увеличении скорости цепной решетки обратного хода. Дело в том, что последние порции топлива, упавшие на слой, должны догорать на участке длиной 605 мм под передним сводом топки. Чем выше скорость движения колосникового полотна, тем меньше времени остается для догорания. Соотношения между кривыми на рис. 8-14, б, однако, нельзя воспринимать как абсолютные, здесь показана только тенденция изменения Г_шл. Влияние скорости решетки может быть в известной мере компенсировано за счет увеличения дальности механического заброса топлива и усиления подачи воздуха на пневмозаброс, в результате чего уменьшится загрузка топливом передней части решетки. График 8-14, б соответствует постоянным условиям в этом отношении.

Рис. 8-14. Содержание горючих в шлаке в зависимости от крупности кусков угля для топок с механическими забрасывателями: а - неподвижная решетка; б - цепная решетка обратного хода __________ - каменные угли; _ _ _ _ _ _ - бурый уголь.

На рис. 8-15 показаны зависимости потерь со шлаком от теплонапряжения решетки по данным испытаний топок с механическими забрасывателями на различных углях.

Рис. 8-15. Потери тепла со шлаком в зависимости от тепло напряжения решетки для топок с механическими забрасывателями. _ _ _ _ _ _ - неподвижная решетка; ________ - цепная решетка обратного хода.

Можно видеть что изменение q_4шл в области Q/R =400÷900 тыс. ккал/(м²Xч) незначительно (в ряде случаев оно вообще не было отмечено). При Q/R>900 тыс. ккал/(м²Xч) проявляется явная тенденция к увеличению потерь со шлаком, поскольку требуется слишком часто чистить неподвижную решетку и устанавливать большие скорости цепной решетки обратного хода. Для учета нагрузки рекомендуется умножать значения Г_шл и q_4шл, вычисленные по формулам (8-18) и (8-17), на коэффициент:

где Q/R - действительное расчетное тепло напряжение решетки; (Q/R)_н - номинальное теплонапряженные решетки 900 тыс. ккал/(м²Xч) - для топок с неподвижной решеткой, и 1200 тыс. ккал/(м²Xч) -  для топок с цепной решеткой обратного хода.

Рис 8.16 Степень выгорания углерода кокса в шлаке в зависимости от зольности топлива для топок с цепной решеткой (по данным Тайгера). 1 - бурые угли; 2 - каменные угли Д и Г; 3 - донецкие антрациты.

На рис. 8-16 показаны зависимости Х_шл от А^с;  для обычных топок с цепной решеткой прямого хода. Здесь получаются разные кривые для бурых углей, каменных углей и антрацитов (лучше всего выгорают бурые угли и хуже всего антрациты). Можно отметить резкое снижение х ш л для каменных углей и антрацитов при А^с> 16 - 18% и для бурых углей при А^с >28 - 30%.Очевидно, те же условия выгорания углерода кокса в шлаке будут иметь место и в топках с низконапорным пневмозабросом на цепную решетку прямого хода.