Eng Ru
Отправить письмо

Дымососы, циклоны, золоуловители для обеспечения экологической чистоты при функционировании твердотопливных котлов. Циклонные топки водогрейных котлов

$direct1

Циклоны для котлов

Функционирование котельных на твердом топливе в соответствии с нормативными документами невозможно без установки системы золоулавливания. В качестве оборудования, используемого для очистки газов от содержащихся в них механических примесей, широкое распространение получили циклоны, они составляют 90% от всех установленных систем.

Принцип действия циклона основан на совокупности взаимодействия инерционных сил, центробежной силы и силы тяжести. Циклон был изобретен в 1880 году, за 150 лет существования его конструкция мало видоизменилась, хотя возникли различные усовершенствования и модификации.

Циклоны для котлов состоят из цилиндрической и конической частей. В верхней части цилиндра устанавливается входной патрубок для загрязненного воздуха. Воздух в циклон подводится разными способами: тангенциально или спирально. В нижней части конуса по вертикальной оси находится выходное отверстие для оседающих частиц.

Поступая в цилиндрическую часть со скоростью 15-20 м/сек, загрязненный газ совершает сложное вращательное движение. В результате этого движения частицы золы отбрасываются к стенкам под воздействием центробежной силы и под действием силы тяжести опускаются по конической части вниз, в сборный золоприемник, откуда затем удаляются с другими золошлакоматериалами за пределы котельной. Очищенный воздух поднимается вверх и уходит по дымовой трубе в атмосферу.

Циклоны для котлов марки ЦН, разработанные НИИОГАЗ, являются очень распространенными в теплоэнергетике. Их модификация ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 определяется углом развертки подвода воздуха в верхней части циклона. Так, в циклоне ЦН-15 угол наклона входного патрубка по отношению к горизонтали составляет 15°. Конструкция циклона ЦН-15 рассчитана на работу при температуре газов до 400 °С, запыленность до 1000 гм/м3 для слабо-слипающихся газов, до 250 гм/м3 для средне-слипающихся газов.

В котельных для очистки дымовых газов также широко используются золоуловители типа ЗУ. Конструктивно они относятся к типу горизонтальных циклонов по расположению оси потока входящего загрязненного газа. Золоуловители ЗУ предназначены для очистки газов от частиц золы более 50 мкм при температуре до 260 °С.

Для более эффективной очистки дымовых газов циклоны для котлов объединяют в группы, так как циклон большого диаметра менее эффективен, чем несколько объединенных в группу циклонов меньшего диаметра. Частицы золы, проходя больший путь в большом цилиндре, теряют свою инерцию и наоборот.

Помимо групповых широко используются батарейные циклоны для котлов. Они отличаются тем, что объединены в общий кожух, имеют общие бункер, подвод и отвод газа. Батарейные циклоны для котлов могут состоять из десятков или даже сотен циклонов малого диаметра, параллельно соединенных между собой.

Наибольшее распространение получили батарейные циклоны для котлов типа БЦ-2, БЦ-259, БЦ-512, а также циклоны серии ЦБ. Их производительность может составлять от 12000 до 480000 м3/час. Циклонные элементы батареи могут быть прямоточного, возвратно-поточного и вихревого типа и иметь тангенциальный, осевой или спиральный ввод газового потока.

Направление закручивания поступающего газопылевого потока должно быть одинаковым для всех элементов циклонной батареи. Диаметр отдельного циклона не должен быть менее 250 мм, иначе возникает опасность перетока газа между элементами через циклонный бункер и снижение производительности батареи. Более эффективными показали себя циклонные батареи со спиральным закручиванием. Однако вследствие малого диаметра элементов батарейные циклоны БЦ подвержены абразивному износу, что является их недостатком.

kotel-kv.com

Циклоны для котлов

Функционирование котельных на твердом топливе в соответствии с нормативными документами невозможно без установки системы золоулавливания. В качестве оборудования, используемого для очистки газов от содержащихся в них механических примесей, широкое распространение получили циклоны, они составляют 90% от всех установленных систем.

Принцип действия циклона основан на совокупности взаимодействия инерционных сил, центробежной силы и силы тяжести. Циклон был изобретен в 1880 году, за 150 лет существования его конструкция мало видоизменилась, хотя возникли различные усовершенствования и модификации.

Циклоны для котлов состоят из цилиндрической и конической частей. В верхней части цилиндра устанавливается входной патрубок для загрязненного воздуха. Воздух в циклон подводится разными способами: тангенциально или спирально. В нижней части конуса по вертикальной оси находится выходное отверстие для оседающих частиц.

Поступая в цилиндрическую часть со скоростью 15-20 м/сек, загрязненный газ совершает сложное вращательное движение. В результате этого движения частицы золы отбрасываются к стенкам под воздействием центробежной силы и под действием силы тяжести опускаются по конической части вниз, в сборный золоприемник, откуда затем удаляются с другими золошлакоматериалами за пределы котельной. Очищенный воздух поднимается вверх и уходит по дымовой трубе в атмосферу.

Циклоны для котлов марки ЦН, разработанные НИИОГАЗ, являются очень распространенными в теплоэнергетике. Их модификация ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 определяется углом развертки подвода воздуха в верхней части циклона. Так, в циклоне ЦН-15 угол наклона входного патрубка по отношению к горизонтали составляет 15°. Конструкция циклона ЦН-15 рассчитана на работу при температуре газов до 400 °С, запыленность до 1000 гм/м3 для слабо-слипающихся газов, до 250 гм/м3 для средне-слипающихся газов.

В котельных для очистки дымовых газов также широко используются золоуловители типа ЗУ. Конструктивно они относятся к типу горизонтальных циклонов по расположению оси потока входящего загрязненного газа. Золоуловители ЗУ предназначены для очистки газов от частиц золы более 50 мкм при температуре до 260 °С.

Для более эффективной очистки дымовых газов циклоны для котлов объединяют в группы, так как циклон большого диаметра менее эффективен, чем несколько объединенных в группу циклонов меньшего диаметра. Частицы золы, проходя больший путь в большом цилиндре, теряют свою инерцию и наоборот.

Помимо групповых широко используются батарейные циклоны для котлов. Они отличаются тем, что объединены в общий кожух, имеют общие бункер, подвод и отвод газа. Батарейные циклоны для котлов могут состоять из десятков или даже сотен циклонов малого диаметра, параллельно соединенных между собой.

Наибольшее распространение получили батарейные циклоны для котлов типа БЦ-2, БЦ-259, БЦ-512, а также циклоны серии ЦБ. Их производительность может составлять от 12000 до 480000 м3/час. Циклонные элементы батареи могут быть прямоточного, возвратно-поточного и вихревого типа и иметь тангенциальный, осевой или спиральный ввод газового потока.

Направление закручивания поступающего газопылевого потока должно быть одинаковым для всех элементов циклонной батареи. Диаметр отдельного циклона не должен быть менее 250 мм, иначе возникает опасность перетока газа между элементами через циклонный бункер и снижение производительности батареи. Более эффективными показали себя циклонные батареи со спиральным закручиванием. Однако вследствие малого диаметра элементов батарейные циклоны БЦ подвержены абразивному износу, что является их недостатком.

kotel-m.ru

Дымососы, циклоны, золоуловители для обеспечения экологической чистоты при функционировании твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы применяются для автономного отопления.

Они имеют простую конструкцию, доступную цену и дешевое топливо.

Многие твердотопливные котлы способны работать на отходах деревообрабатывающей промышленности, но при сжигании твердого горючего выделяются вредные вещества.

Экологические требования к эксплуатации твердотопливных котлов

Все агрегаты, сжигающие твердое топливо, должны соответствовать требованиям «Правила технической эксплуатации тепловых установок» от 01.10.2003 года:

  • Лица, касающиеся эксплуатации промышленных твердотопливных котлов, должны пройти подготовку по экологической безопасности.
  • Количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, не должно превышать установленных норм.
  • Должен быть разработан план по снижению вредных влияний на окружающую среду.
  • Если в процессе работы энергоустановки выделяются токсичные вещества, то необходимо принять своевременные меры по их утилизации.
  • Очистные сооружения должны быть установлены до пусконаладочных работ.

Устройства для обслуживания газоходов и топки котла

Твердотопливные котлы бывают различных типов. Некоторые из них работают на принципе естественной тяги или оснащены дополнительными вентиляторами – дымососами. Они вытягивают дымовые газы из котла и направляют в дымоход, создавая принудительную тягу.

Различные режимы горения требуют наличия тяги определенной интенсивности. Для этого дымоход котла оборудуется регулировочным шибером (заслонкой).

Для обеспечения очистки дымовых газов, твердотопливные котлы оборудуются очистными сооружениями: циклоны и золоуловители. Их наличие создает дополнительное сопротивление для вывода продуктов сгорания на улицу, поэтому и требуется установка бытовых дымососов для котлов.

Виды дымососов для котлов

Дымосос – это вентилятор, создающий принудительную тягу в топке котла.

Главные характеристики дымососов:

  • Электроэнергия: напряжение 220 или 380 В, частота 50 Hz, мощность 0,06-3 кВт.
  • Температура окружающей среды до 450С.
  • Температура транспортируемых газов до 3500С.
  • Скорость вращения рабочего колеса 1500-2700 об/мин.
  • Производительность 110-800 м3/ч.
  • Уровень шума 65 дб.

Маркировка дымососов

Дымосос относится к тягодутьевому оборудованию и обозначается буквой Д. Обозначение рабочих колес тоже маркируется буквами: Н – лопатки рабочего колеса загнуты назад, О – осевое расположение.

Дымосос не препятствует удалению дымовых газов, поэтому возможно создание естественной тяги.

Посадка рабочего колеса бывает, когда:

  • Рабочее колесо дымососа установлено на валу ходовой части двигателя. Такие дымососы более эффективнее и долговечнее.
1336805946foto1_big

Рабочее колесо промышленного дымососа

l_1373602415_5

 

  • Рабочее колесо установлено на валу мотора — менее эффективная, но компактная конструкция.

kryltsatka_ful

dymosos_ful

Газоочистное оборудование

Золоуловители – это устройства, предназначенные для удаления золы из продуктов сгорания. Они бывают пяти видов:

  • Скрубберы.
  • Тканевые фильтры.
  • Жалюзийные золоуловители.
  • Электрофильтры.
  • Циклоны.

Циклон – это газоочистное оборудование, предназначенное для подготовки продуктов сгорания к выбросу в атмосферу. Циклоны используются в металлургии, нефтяной промышленности и энергетике.

Принцип работы циклонов

Существуют различные типы циклонов, но все они работают за счет центробежных сил. Его корпус устроен таким образом, что поток дымовых газов завихряется и за счет центробежных сил крупные частицы выпадают из воздушного потока. Помимо завихрения также происходит резкое изменение направления потока дымовых газов, что способствует удалению частиц золы.

Простейший_циклонный_пылеуловитель

Отсепарированная зола скапливается в бункере, а очищенный поток дымовых газов собирается в коробе чистого газа, после чего вытягивается дымососом в дымовую трубу.

Виды циклонов котла:

  • Осевые и прямоточные.
  • Высокоэффективные (малопроизводительные) и высокопроизводительные (малоэффективные).
  • Цилиндрические и конические.
  • Групповые и батарейные.

Основной характеристикой циклона является его степень очистки. Она напрямую зависит от размера очищаемых частиц и диаметром циклона (чем меньше диаметр, тем лучше очистка). Степень очистки варьируется в пределах 83-99,5%.

Марки циклонов

ОАО «Энергомаш» — отечественный производитель пылеулавливающего и газоочистного оборудования.

Технические характеристики циклонов ЦВП с водяной пленкой

 Наименование Производительность по воздуху, м3/ч Диаметр, мм Высота,мм Масса, кг
 ЦВП-3  1250-2000 300 2431 64
ЦВП-4  2000-3200 400 3014 107
 ЦВП-5 3100-5000 500 3684 161
ЦВП-6 4900-7800 630 4554 237
ЦВП-8 7700-13000 800 5699 370
ЦВП-10 12500-20000 1000 7044 570

???????????????????????????????

Твердотопливные котлы являются самыми крупными источниками загрязнения окружающей среды, поэтому установка очистных сооружений обязательна.

otoplenie-pro.com

Циклонный предтопок

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы, может найти применение в промышленной энергетике и обеспечивает при его использовании повышение полноты выгорания топлива при одновременном снижении образования оксидов горения. Указанный технический результат достигается в циклонном предтопке, содержащем циклонную камеру, снабженную тангенциальными соплами первичного воздуха и патрубком для аксиального ввода топлива, камеру дожигания крупных фракций, расположенную под циклонной, коническую колосниковую решетку с подводом вторичного воздуха под нее, установленную в нижней части камеры дожигания, на боковой поверхности которой расположен выходной патрубок, при этом камера дожигания и циклонная камера разделены между собой пережимом с проходным отверстием квадратного поперечного сечения, образованным четырьмя шиберами, позволяющими изменять размеры проходного отверстия. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы и может найти применение в промышленной теплоэнергетике.

Известен вертикальный циклонный предтопок, в котором организована схема двухступенчатого сжигания топлива, содержащий колосниковую решетку, расположенную в основании конической части внутреннего корпуса, и цилиндрическую циклонную камеру дожигания продуктов газификации и несгоревших частиц топлива. Подвод воздуха осуществляется тангенциально к конической части предтопка (патент Франции №2142281, МПК F23C 5/00, 1971).

Недостатком данной конструкции циклонного предтопка является верхний торцевой выход дымовых газов, что создает дополнительные трудности при компоновке устройства с котельным агрегатом, а также не позволяет использовать весь рабочий объем топочной камеры котла.

Известен вертикальный циклонный предтопок [патент на изобретение РФ №2196273, авт. изобр. Сабуров Э.Н., Любов В.К., Горохов С.Г.], содержащий циклонную камеру, камеру дожигания, колосниковую решетку и тангенциальные сопла, камера дожигания смонтирована под циклонной камерой, между камерами установлен круглый пережим с буртиком, колосниковая решетка выполнена конической и расположена в камере дожигания, выходной патрубок размещен на боковой поверхности камеры дожигания.

Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.

Недостатком прототипа является фиксированное значение диаметра проходного отверстия пережима - площади проходного сечения отверстия, связывающего циклонную камеру и камеру дожигания, что не позволяет регулировать полноту выгорания топлива и образование оксида азота в процессе горения в зависимости от гранулометрического состава древесного топлива (отходов) и его теплотехнических характеристик.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение полноты выгорания топлива, снижение образования оксида азота в процессе горения, расширение диапазона эффективного сжигания древесных отходов различной влажности и гранулометрического состава.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем циклонную камеру, снабженную тангенциальными соплами первичного воздуха и патрубком для аксиального ввода топлива, камеру дожигания крупных фракций топлива, расположенную под циклонной, коническую колосниковую решетку с подводом вторичного воздуха под нее, установленную в нижней части камеры дожигания, на боковой поверхности которой расположен выходной патрубок, камера дожигания и циклонная камера разделены между собой пережимом с отверстием квадратного поперечного сечения, образованным четырьмя шиберами, позволяющими изменять размеры проходного отверстия.

На фиг.1 изображен общий вид, совмещенный с продольным разрезом циклонного предтопка; на фиг.2 - горизонтальный разрез А-А; на фиг.3 - горизонтальный разрез В-В.

Циклонный предтопок содержит две камеры: циклонную 1 и камеру дожигания крупных фракций 2 с конической колосниковой решеткой 3, патрубок 4 для подачи вторичного воздуха, патрубок 5 для подачи топлива, пережим 6 квадратного проходного сечения, четыре тангенциальных шлица 7 для подвода первичного воздуха и выходной патрубок 8.

Работа циклонного предтопка осуществляется следующим образом.

Подача топлива производится аксиально через патрубок 5. Через четыре тангенциальных шлица 7 в рабочий объем камеры 1, где осуществляется основной процесс горения, вводится первичный воздух. Здесь происходит взаимодействие топлива с закрученным потоком. Для увеличения времени пребывания топливных частиц в объеме циклонной камеры, повышения надежности воспламенения и выгорания топлива предусмотрен пережим 6 с отверстием квадратного поперечного сечения, образованный четырьмя шиберами, позволяющими изменять размеры проходного отверстия. Продукты газификации и несгоревшие частицы топлива через отверстие в пережиме попадают в камеру дожигания, где поток также является закрученным, но в значительно меньшей степени. Осевой обратный ток, формирующийся в камере дожигания и проникающий обратно в циклонную камеру через проходное отверстие пережима, благоприятствует горению топлива и перемешиванию продуктов сгорания. Для завершения процесса горения крупных фракций организован процесс их слоевого сжигания на колосниковой решетке 3 конического типа, под которую через патрубок 4 подается вторичный воздух. Отверстия колосниковой решетки выполнены таким образом, чтобы обеспечить дополнительную подкрутку газов по направлению основного вращения и повысить полноту и скорость выгорания горючих компонентов. Возможность изменять площадь проходного сечения отверстия пережима позволяет регулировать время пребывания топлива в циклонной камере, мощность осевого обратного тока, интенсивность перемешивания продуктов сгорания в зависимости от гранулометрического состава и влажности топлива, т.е. регулировать процесс горения как в циклонной камере, так и в камере дожигания. Отвод продуктов сгорания в объем топочной камеры котлоагрегата осуществляется через выходной патрубок 8.

В ходе работы проведены аэродинамические исследования модели циклонного предтопка и определены оптимальные размеры проходного отверстия пережима.

Предлагаемый циклонный предтопок хорошо компонуется с существующими котельными агрегатами, наличие пережима с квадратным проходным отверстием и регулируемой площадью проходного сечения позволит повысить полноту выгорания топлива, снизить образование оксида азота в процессе горения топлива в широком диапазоне изменения его гранулометрических и теплотехнических характеристик.

Циклонный предтопок, содержащий циклонную камеру, снабженную тангенциальными соплами первичного воздуха и патрубком для аксиального ввода топлива, камеру дожигания крупных фракций, расположенную под циклонной, коническую колосниковую решетку с подводом вторичного воздуха под нее, установленную в нижней части камеры дожигания, на боковой поверхности которой расположен выходной патрубок, при этом камера дожигания и циклонная камера разделены между собой пережимом с проходным отверстием квадратного поперечного сечения, образованным четырьмя шиберами, позволяющими изменять размеры проходного отверстия.

www.findpatent.ru

Диссертация на тему «Модернизация и исследование паровых и водогрейных котлов с циклонными предтопками ДВГТУ» автореферат по специальности ВАК 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

1. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. -М.: Энергоиздат. 1988.-528 с.

2. Белосельский Б.С. Какое топливо будет сжигаться на электростанциях России в XXI веке? Энергосбережение и водоподготовка,№4,1999, с. 1619.

3. Авдеев В.А., Огнев А.Ю., Гамоля Н.Д., Филатова А.Д. Основные положения развития «Схемы развития ОЭС Востока на период до 2010г.» и важнейшие стратегические задачи по стабилизации работы ТЭК региона. -Электрические станции, №9, 1999, с.61-65.

4. Канамори Хисао, Вада Дзюн. Япония мировая экономическая держава. М.: Наука, 1986, 240 с.

5. Кнорре Г.Ф. Топочные процессы. -М.-Л.: Госэнергоиздат. 1959. -396 с.

6. Кнорре Г.Ф., Наджаров М.А. Циклонные топки. -М.-Л.: Госэнергоиздат. 1958.-217 с.

7. Сидельковский Л.Н., Шурыгин А.П. Циклонные энерготехнолоические установки. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1962. -80 с.

8. Маршак Ю.Л. Топочные устройства с вертикальными циклонными предтопками. -М.-Л.: Энергия. 1966. -320 с.

9. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзинш Э.Я. Производственные и отопительные котельные. -М.: Энергоатомиздат. 1984.-248 с.

10. Исследование и наладка работы вихревых горелок на промышленно-эксперементальной установке / Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 76012042, Владивосток, 1976. -86 с.

11. П.Серант Ф.А. Разработка и исследование кольцевой топки, ее промышленное внедрение и испытания на котле паропроизводительностью 820 т/ч. Докт.дис. Новосибирск, 1999.

12. Штым А.Н., Рудницкий В.А. Топка котла. Авт.свидетельство.№ 1298481 СССР,1987.

13. Штым А.Н., Рудницкий В. А. Циклонный предтопок. Авт.свидетельство.№1508048 СССР, 1989.

14. Разработка и внедрение воздухоохлаждаемых циклонных предтопков ДВПИ по заданию 01.09 (СЭВ-И) (программы 0.01.11 ГКНТ и Госплана СССР) / Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 01840001053, Владивосток, 1985. -103 с.

15. Штым А.Н., Пинькевич В.В. Исследование котла Шухова-Берлина А-7 после модернизации. -В кн.: Теплоэнергетик. Труды ДВПИ, т.71,вып№2, Владивосток, 1971,с. 11-15.

16. Исследование термо-газодинамики закрученных потоков./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, Владивосток, 1972. -92с.

17. Штым А.Н. Аэродинамика Циклонно-вихревых камер. Владивосток. Издательство Дальневосточного университета. 1984. -200 с.

18. Штым А.Н., Рудницкий В.А., Штым К.А., Дорогов Е.Ю. Модернизация котла КВГМ 100 переводом на циклонную технологию сжигания мазута. В сб. «Труды ДВГТУ № 122» Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1999 г. С. 7882.

19. Штым К.А. Оптимизация работы циклонно-вихревых предтопков на котле ДЕ 25-24/380 АО «Приморский сахар». В сб. «Труды ДВГТУ № 120» Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1998 г. С. 80-84.

20. Штым К.А. Анализ снижения срока службы поверхностей нагрева на котлоагрегатах ПТС АО Дальэнерго. В сб. «Вологдинские чтения» Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1998 г. С.31-33.

21. Штым К.А. Снижение вредных выбросов при циклонно-вихревой технологии сжигания топлива. В сб. «Фундаментальные проблемы окружающей среды» Владивосток: Изд-во дальневосточного университета, 1997 г. -С.105-107.

22. Штым К.А., Штым А.Н. Вопросы надежной работы циклонно-вихревых предтопков на жидком топливе. В сб. «Молодежь и научно-технический прогресс» Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1998 г. -С. 134-135.

23. Штым К.А. Разработка и внедрение системы очистки конвективных поверхностей нагрева котлов с циклонной технологией сжигания мазута. В сб. «XXXVII научно-техническая конференция» ДВГТУ, Владивосток, 1997 г. -С.47-49.

24. Штым К.А Модернизация паровых и водогрейных котлов на основе циклонного сжигания мазута. В сб. «Подготовка кадров и экологические проблемы энергетики» Екатеринбург: Изд-во УГТУ,1997 г.- С.91-93.

25. Пономаренко О.Ю., Штым К.А. Особенности аэродинамики циклонного предтопка котла ДЕ 25-24/380. В сб. «Материалы межвузовской научной конференции» СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999 г. С. 89-90.

26. Штым К.А. Торцевая вихревая камера циклонного предтопка и воздухоподающий узел. Свидетельство на полезную модель №12215. 1999.

27. Кулагин JI.B., Морошкин М.Я. Форсунки для распыливания тяжелых топлив. -М.: Машиностроение. 1973.-200 с.

28. Дитякин Ю.Ф., Клячко JI.A., Новиков Б.В., Ягодкин В.И. Распыливание жидкостей. -М.: Машиностроение. 1977.-208 с.

29. Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. -М.: Наука. 1971.-358 с.

30. Карабин А.И., Раменская Е.С., Энно И.К. Сжигание жидкого топлива в промышленных установках. -М.: Металлургия. 1966. 232 с.

31. Кулагин Л.В., Охотников С.С. Сжигание тяжелых жидких топливю -М.: Недра. 1967.

32. Нарежный Э.Г., Сударев A.B. Камеры сгорания судовых газотурбинных установок. -JL: Судостроение. 1973,- 232 с.

33. Льюис Б., Пиз Р.Н., Тэйлор Х.С. Процессы горения. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1961. 551 с.

34. Лядно И.М. Сжигание топочного мазута и газа в промышленных котельных. -М.: Госэнергоиздат. 1963.-208 с.

35. Канторович Б.В., Миткалинный В.И., Делягин Г.Н., Иванов В.М. Гидродинамика и теория горения потока топлив. -М.: Металлургия. 1971.594 с.

36. Верховский H.H., КрасноСелов Г.К., Машилов Е.В., Цирульников Л.М. Сжигание высокосернистого мазута на электростанциях. -М.: Энергия. 1970. 448 с.

37. Горбаненко А.Д., Енякин Ю.П., Чупров В.В. Топочные устройства для сжигания мазута. -М.: Энергия. 1971. С.48-53.

38. Спейшер В. А. Горбаненко А. Д. Повышение эффективности использования газа и мазута в энергетических установках. -М.: Энергоиздат. 1982,- 240 с.

39. Витман Л.А., Кацнельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкости форсунками. -М.-Л.: Госэнергоиздат. 1962,- 264 с.

40. Волынский М.С. О дроблениии капель жидкости в потоке воздуха. -«ДАН АН СССР».: 1948, т. 62, № 3, с. 301-304.

41. Каталог «Котлы малой и средней мощности и топочные устройства НИИЭинформ. -М.: 1978. 42 с.

42. Тасс O.A., Стужин Ю.В. Промышленные исследования мазутных форсунок. Сборник «Вопросы исследования и расчета газомазутных топочных и горелочных устройств». Изд. ЦКТИ. JL: 1967. № 76.

43. Циклонный принцип и его применение к технологическим процессам.-Алма-Ата: Изд.АН КазССР,1962, 304с.

44. Сидельковский J1.H., Шурыгин А.П. Циклонные энергетические установки.-М.: ГЭИ,1962.-80с.

45. Резняков А.Б., Устименко Б.П., Вещенский В.В., Курмангалиев М.Р. Теплотехнические основы циклонных топочных и технологических процессов,-Алма-Ата, Наука, 1974,-374с.

46. Тагер С.А., Талумаа Р.Ю., Калмару A.M., Казакова H.A. Исследование духступенчатого циклонного сжигания высокосернистого мазута с подавлением образования N02 и S02.- «Теплоэнергетика». 1976. № 7 с. 34-39.

47. Зыков А.К. Паровые и водогрейные котлы,- М. Энергоатомиздат. 1987,128 с.

48. Роддатис К.Ф., Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой производительности. / Под редакцией Роддатиса. Изд. 2-е, перераб. М.: Энергия 1975.

49. Круглов Б.И., Кацнельсон J1.M. Испытания головного газомазутного котла ТГМП 314-ц с циклонными предтопками,- Электрические станции, 1979. №45, с. 19-42.

50. Штым А.Н. Аэродинамика циклонно-вихревых камер и их применение в промышленной энергетике.-Докт.дис.-Владивосток, 1985.

51. Ахмедов Р.Б. Аэродинамика закрученных струй.-М.: Энергия, 1977.-240с.

52. Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки.-М.: Мир. 1987.-588с.

53. Халатов A.A. Теория и практика закрученных потоков.-Киев.: Наук, думка, 1989- 192с.

54. Штым А.Н. Исследование аэродинамики циклонно-вихревых камер на основе существующих экспериментальных данных. Канд. дис. -Д., 1965.

55. Сабуров Э.Н. Исследование аэродинамики и конвективного теплообмена в вихревых нагревательных устройствах. Канд.дис.-Л.,1966.

56. Сабуров Э.Н. Исследование аэродинамики и конвективного теплообмена в вихревых нагревательных устройствах. Л.: ЛГУ, 1982. -239 с.

57. Деветерикова М.И. Исследование влияния шероховатости внутренней поверхности и торцевых перетечек на аэродинамику циклонно-вихревых камер. Канд. дис. -Л., 1971.

58. Лукьянович Т.К. Исследование аэродинамики периферийной зоны циклонно-вихревых камер. -Канд.дис. -Л., 1974.

59. Карпов C.B. Исследование аэродинамики и конвективного теплообмена в вертикальных циклонно-вихревых загруженных камерах. -Автореф.канд.дис,-Л., 1976.

60. Карпов C.B., Сабуров Э.Н. Методика расчета аэродинамических характеристик циклонно-вихревых камер. -Химическое и нефтяное машиностроение, 1977, №7, с.20-22.

61. Рудницкий В.А. Исследование аэродинамики пристенной зоны циклонно-вихревых камер. Канд. дис. - Владивосток, 1982.

62. Пинькевич В.В. Исследование циклонного предтопка с комбинированным вводом воздуха. Канд. дисс. 05.14.04. -Владивосток. 1975. -167 с.

63. Исследование и наладка работы вихревых горелок на промышленно-экспериментальной установке / Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 76012042, Владивосток, 1977. -86 с.

64. Исследование и разработка циклонно-вихревых устройств для усовершенствования и автоматизации котельно-компрессорного оборудования предприятия. / Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 78003378, Владивосток, 1978. -108 с.

65. Исследование и разработка циклонно-вихревых устройств для усовершенствования и автоматизации котельно-компрессорного оборудования предприятия./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 79003553, Владивосток, 1979. - 49с.

66. Исследование работы мазутных парогенераторов при пониженных нагрузках./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 76000148, Владивосток, 1977. -143с.

67. Повышение эффективности работы теплоэнергетического оборудования Дальэнерго./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. Б730217, Владивосток, 1978. - 111с.

68. Исследование вопросов повышения эффективности теплоэнергетического оборудования. / Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 01840001053, Владивосток, 1988. -93 с.

69. Модернизация котельного оборудования ТЭС и ТЦ «Дальэнерго»./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, № Гос. Per. 01840003053, Владивосток, 1989. -134с.

70. Информационный отчет по договорам на передачу технических разработок кафедры./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, Владивосток, 1982. - 40с.

71. Информационный отчет по договорам на передачу технических разработок кафедры./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, Владивосток, 1983. - 20с.

72. Информационный отчет по договорам на передачу технических разработок кафедры./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, Владивосток, 1984. - 33с.

73. Информационный отчет по договорам на передачу технических разработок кафедры./ Научн. Рук. Штым А.Н. Отчет по НИР ДВПИ, Владивосток, 1987. - 34с.

74. Lewellen W.S. Linearised vortex flow. A.J.A.A.Journ., 1965, vol.3, p.91-98

75. Roland M.S., George L. Mellor. Experiment on curvature effects in turbulent boundary layer. G. Fluid Mech., 1973, 60, № 1, p.43-62

76. Гольдштик M.A. Вихревые потоки. Новосибирск.: Наука. 1981. -364 с.

77. Гринспенн X. Теория вращающихся жидкостей. -JL: Гидрометеоиздат, 1975.-303 с.

78. Коваль В.Н., Михайлов C.JI. Распределение скоростей и давления жидкости в вихревых камерах. Теплоэнергетика, 1972, №2, с.25-28.

79. Устименко Б.П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях. Алма-Ата: Наука, 1977. -228 с.

80. Упский В.А. Исследование вихревого эффекта в адиабатных условиях и некоторые вопросы его применения в судовых энергетических установках. -Канд.дис. -Владивосток, 1980.

81. Рощин В.М. Исследование и техническое использование особенностей аэродинамики приосевой зоны вихревых камер. Канд.дис,- Владивосток, 1987.

82. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М. Машиностроение, 1975, 532 с.

83. Рабочий проект перевода котла ДЕ 25-24/380 на циклонно-вихревую технологию сжигания мазута. Центр «МЕСТ». Владивосток, 1996.

84. Рабочий проект увеличения мощности котла ДЕ 25-24/380 с расширением топки при переводе на циклонно-вихревую технологию сжигания мазута. Центр «МКТ». Владивосток, 1998.

85. Рабочий проект перевода котла КВ-ГМ 100 на циклонно-вихревую технологию сжигания мазута. Центр «МКТ». Владивосток, 1995.

86. Рабочий проект перевода котла БКЗ 120-100 на циклонно-вихревую технологию сжигания мазута и газа. Центр «МКТ». Владивосток, 1996.

87. Отчет по результатам пусконаладки и комплексных испытаний котла ДЕ 25-24/380. Научн. Рук. Штым А.Н. Центр «МКТ», Владивосток, 1996. -99с.

88. Отчет по результатам пусконаладки и комплексных испытаний котла БКЗ 120-100. Научн. Рук. Штым А.Н. Центр «МКТ», Владивосток, 1999. -30с.

89. Суслов А.Д., Иванов С.В., Мурашкин A.B., Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты. -М. Машиностроение, 1985.-256 с.

90. Ахмедов Р.Б., Балагула Т.Б., Рашидов Ф.К., Сакаев А.Ю. Аэродинамика закрученной струи. М., «Энергия», 1977.

91. Рихтер JI.A., Волков Э.П., Покровский В.Н. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС. М.: Энергоиздат, 1981 .-296 с.

92. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлив. Л.: Недра, 1977.

93. Отчет по результатам пусконаладки и комплексных испытаний системы термообезвреживания котла КВГМ-20. Научн. Рук. Штым А.Н. Центр «МКТ», Владивосток, 1999. - 34с.

94. Технический проект модернизации котла БКЗ-120-100 ГМ,- Центр «МКТ», Владивосток. 1997.

95. Технический проект модернизации котла ПТВМ-180,- Центр «МКТ», Владивосток. 1983.

96. Мирошниченко Г.Г. Предварительное заключение по испытаниям котлоагрегата КВГМ-100 ст.№3 ТЦ «Северная». РЭУ ДЭ, Владивосток, 1987.

97. Заключение по пусконаладочным работам на котлоагрегатах КВГМ-100 котельной «Северная». Владивосток, ВПНУ тр. «Примтехмонтаж», 1986.

98. Мирошниченко Г.Г. Технический отчет по испытаниям котлоагрегата КВГМ-100 ст.№4 ТЦ «Северная». РЭУ ДЭ, Владивосток, 1988.

99. Рабочий проект модернизации котла КВ-ГМ 100 с переводом на циклонно-вихревую технологию сжигания мазута. ДВПИ Каф.ТОТ. Владивосток, 1987.

100. Поздняк A.M., Киосов А.Д. Технический отчет по тепловым испытаниям котла КВ-ГМ-100-150 ст.№1 ТЦ «Северная» при циклонном сжигании мазута. РЭУ ДТЭ,№ К-1201, Владивосток, 1993, 30 с.

101. Дюков В.М. Тепловые испытания котла КВГМ-100 ст.№1 котельной «Северная» ПТС Дальэнерго, Техотчет Дальтехэнерго К-870, Влативосток, 1989, 36 с.

102. Рабочий проект пневмоимпульсной установки к котлу КВГМ-ЮОМЦ. Центр MKT, Владивосток, 1995.

103. Зыков А.К. Паровые и водогрейные котлы.-М.: Энергоатомиздат, 1987. 128 с.

104. Технический отчет по режимно-наладочным и теплохимическим испытаниям котлоагрегатов ДЕ-25-24/380 ТЭЦ Приморкого сахарного комбината. Средне-Азиатское специализированное пусконаладочное управление. Алма-Ата, 1989.194

105. Штым А.Н. К определению касательного напряжения трения во вращающемся потоке газа. В кн.: Некоторые вопросы исследования вихревого эффекта и его промышленное применения. - Куйбышев, 1974. С. 201-205.

106. Методика определения тонкости распыливания механическими центробежными форсунками. ВТИ, ЦКТИ, ОРГРЭС. Южное отделение.: Львов, 1962. 27 с.

107. Кислых В.И., Смульский И.И. К гидродинамике вихревой камеры. -ИФЖ, 1978, т.35, №3, с. 543-544.

108. Модернизированные котлы с циклонными предтопками ДВГТУ. Приложение №1

109. ТИПЫ КОТЛОВ год модерн. Мощность котла Кол-во ЦП шт. Компоновка ЦП ПРЕДПРИЯТИЕ

110. До мод. Гкал/ч(т/ч) После мод. Гкал/ч(т/ч)

111. Шух.-Берл. № 1 1972 20 20 1 AAA Котельная "Дальзавода" г. Владивосток

112. Шух.-Берл. № 2 1973 20 20 1 AAA Котельная "Дальзавода" г. Владивосток

113. Шух.-Берл. № 3 1974 20 20 1 AAA Котельная "Дальзавода" г. Владивосток

114. Шух.-Берл. № 4 1975 20 20 AAA Котельная "Дальзавода" г. Владивосток

115. Шух.-Берл. № 5 1976 20 20 1 AAA Котельная "Дальзавода" г. Владивосток

116. ДКВР-20-13 1979 20 20 1 AAA Котельная "БОР"

117. ДКВР-13-13 1980 10 20 1 AAA Котельная Арсеньевского рудника

118. ЭЧМ-25/35 № 7 1982 35 50 AAA ПТС г. Владивосток котельная "2 Речка"

119. ДКВР-4-13 1982 4 4 1 AAA Котельная "Дальхимснабсбыт" п. Угловая

120. ДКВР-20-13 1982 20 20 1 AAA Котельная ЖБИ-3 п. Заводской

121. ДКВР-10-13 1982 10 20 1 AAA Котельная "Хрустальнинский ГОК"

122. БКЗ-75 № 2 1984 75 100 2 A ПТС г. Владивосток ВТЭЦ-1

123. ДКВР-20-13 № 1 1984 20 28 1 AAA ПТС г. Владивосток котельная "2 Речка"и ДКВР-6,5-13 1984 6,5 9,5 1 А А А Котельная НСРЗ, г. Находка

124. ДКВР-20-13 № 2 1985 20 28 1 АА А ПТС г. Владивосток котельная "2 Речка"

125. ДКВР-20-13 № 3 1985 20 28 1 А А А ПТС г. Владивосток котельная "2 Речка"

126. ЭЧМ-25/35 № 6 1986 35 48 1 А А А ПТС г. Владивосток котельная "2 Речка"

127. БКЗ-75 № 3 1986 75 100 2 А ПТС г. Владивосток ВТЭЦ-1

128. БКЗ-75 № 4 1986 75 100 2 А ПТС г. Владивосток ВТЭЦ-1

129. Вапс1\У№ 1А 1986 20 30 1 А А А ПТС г. Владивосток ВТЭЦ-1и Вапс№№ 1Б 1986 20 30 1 А АА ПТС г. Владивосток ВТЭЦ-1

130. ТП-20М № 1 1986 20 35 1 АА А ПТС г. Владивосток ВПЦБ "Снеговая" .

131. ТП-20М № 2 1986 20 35 1 АА А ПТС г. Владивосток ВПЦБ "Снеговая"

132. ТС-35 № 1 1986 35 45 2 А Котельная ОАО "Спасскцемент"

133. ТП-20М № з 1987 20 35 1 АА А ПТС г. Владивосток ВПЦБ "Снеговая"

134. ТС-35 № 2 1987 35 45 2 А Котельная ОАО "Спасскцемент"

135. ТС-35 № 3 1987 35 45 2 А Котельная ОАО "Спасскцемент"и КВГМ-100 № 1 1988 100 116 2 А ПТС г. Владивосток котельная "Северная"

136. ПТВМ-100 № 5 1988 100 100 2 А НТЭЦ г. Новосибирск1. ПТВМ-100 № 619881001001. НТЭЦ г. Новосибирск1. ПТВМ-30 № 51988301. ПТВМ-301988301. КВГМ 501988501. КВГМ-100 № 21989100112

137. ПТС г. Владивосток котельная "Северная"1. ЭЧМ-25/35 № 8198935

138. ПТС г. Владивосток котельная "Северная"1. ПТВМ-180 № 319931802041. А АА А1. ХТЭЦ-3 г. Хабаровск1. КВГМ-100 № 41994100114

139. ПТС г. Владивосток котельная "Северная"1. КВГМ-20 № 3199520

www.dissercat.com

Топки циклонные — РосТепло Энциклопедия теплоснабжения

Материал из РосТепло Энциклопедия теплоснабжении

Содержание раздела

Одним из наиболее характерных отличительных свойств циклонных топок является то, что на интенсивность горения топлива в первую очередь оказывает влияние продолжительность пребывания частиц топлива в камере сгорания и для циклонных топок чем дольше, тем интенсивней (в определенных пределах разумеется).

Геометрические особенности циклонной камеры (тангенциальная подача всего или большей части воздуха в камеру с большими скоростями при центральном выходе газов через обратное сопло, образующего пазуху) обусловливают структуру циклонного пространственного потока. Вектор скорости в циклонном потоке можно разложить на три характерные составляющие: осевую скорость Wx, вращательную (тангенциальную) скорость Wt, и радиальную скорость Wr. Из них для циклонного метода сжигания наибольшее значение имеет вращательная скорость. Соотношение Wt / Wx характеризует степень отклонения винтового потока от прямого течения – крутку потока. В горизонтальных циклонах вихревой поток совершает не больше одного оборота.

На рис. 4.35 приведено распределение вращательных скоростей в диаметральном сечении камеры; Wt вдоль по радиусу сильно изменяется. В общем виде ее изменение описывается уравнением:

Wt rn= const,

где r – текущий радиус, м; n – показатель степени, изменяется от +1 до –1.

Вектор максимальной скорости Wt макс с местоположением в точке, лежащей на окружности с радиусом, примерно равным rмакс = 1/3 Rц, делит эпюру скоростей на две части, имеющие различный закон изменения Wt от радиуса. В периферийной части потока от r = Rц до r = rмакс с уменьшением r скорость вращения увеличивается. В этой области показатель степени n переменный и изменяется в пределах 1–0; участок с n = 1 соответствует потенциальному вращению.

В центральной части потока от r = rω до r = 0 вращательное движение газов близко к квазитвердому, т.е. вращательная скорость уменьшается до нуля на оси вращения согласно закону:

Wt / r =ω = const

где ω – угловая частота вращения.

Область на участке rω – rмакс является переходной.

Соответственно распределению вращательных скоростей статическое давление максимально у стенки камеры и уменьшается к ее центру. При сильной крутке в центре циклона давление может понизиться настолько, что из камеры дожигания в циклон устремятся горячие газы, создавая обратный осевой поток. Глубина проникновения этого потока зависит от интенсивности крутки. При горении из-за увеличения объема газов и повышения вязкости глубина проникновения обратного потока в глубь циклона уменьшается.

По выходе из сопл струя газов испытывает сопротивление, в связи с чем по мере перемещения газов в циклоне начальный момент количества движения их уменьшается. Имеет место соотношение:

WвхRц > Wt r.

 

Отношение моментов количества движения газов называется коэффициентом сохранения тангенциальной скорости\[ ε = \frac{W_t * r }{W_{вх} * R}< 1 \]

При тангенциальном подводе вторичного воздуха величина ε зависит также от соотношения площадей сопл и поперечного сечения циклона.

Основными типами циклонных топок являются топки:

- с горизонтальными циклонами;

- с вертикальными цилиндрическими предтопками;

- с вертикальными циклонами.

Указанные основные типы циклонных топок первоначально разрабатывались для твердых дробленых или пылевидных топлив, но при установке соответствующих горелок (форсунок) успешно могут работать на газообразном и жидких видах топлив.

Топки с горизонтальными циклонами[править]

Топки с горизонтальными циклонами (рис. 4.36.) – трехкамерные, состоят из камер сгорания 1, дожигания 2 и охлаждения 3. Камера сгорания выполнена в виде цилиндра из кипятильных труб ∅ 38 мм и устанавливается горизонтально, с внутренней стороны футерована пластичной хромитовой массой, набитой на шипы ∅ 10 и длиной 15 мм. Шипы приварены к трубам в шахматном порядке с шагом 25 мм. С наружной стороны камеру покрывают металлической обшивкой с термоизоляцией.

Рис. 4.36. Топка с горизонтальными циклонами: 1 – циклонная камера сгорания; 2 – камера дожигания; 3 – камера охлаждения; 4 – вихревая горелка

В циклонных камерах сжигают угрубленную пыль и дробленку, получаемую дроблением угля в молотковых мельницах до остатка R5 = 5 ÷ 10%. В дробленке основную массу составляют частицы размером 0,5–1 мм.

Для котлов небольшой мощности применяют индивидуальную систему дробления, а для мощных – центральную систему дробления, откуда дробленка подается в бункера котла.

Для сжигания дробленки применяют вихревую горелку 4, которую в циклоне устанавливают в центре передней стены, имеющей слабоконическую форму. Плоская задняя стена переходит в коническое сопло-ловушку.

Дробленка угля через горелку подается аксиально первичным воздухом со скоростью 30–35 м/с. Количество первичного воздуха составляет 15–20% от всего воздуха, подаваемого для горения. Вторичный воздух вводится в камеру тангенциально со скоростью, доходящей до 150 м/с, через сопла с индивидуальным регулированием. Сопла расположены на верхней образующей циклона и занимают 2/3 его длины.

При наличии шлакоулавливающего пучка в циклонной топке в жидком виде улавливается до 85–90% золы; а при отсутствии – 80%, унос не превышает 15–20%. В связи с высоким шлакоулавливанием в этих топках встает вопрос об использовании физического тепла жидкого шлака.

Интенсивность и экономичность топок с горизонтальными циклонами при сжигании каменных углей характеризуются следующими показателями. Тепловое напряжение камеры сгорания достигает 2–6 МВт/м3 [2–5 Гкал/(м3⋅ч)]. Однако из-за необходимости иметь развитые камеры охлаждения общее тепловое напряжение топок с горизонтальными циклонами не превышает Q/V = 0,23 МВт/м3 [200×103 ккал/( м3⋅ч)]. Форсировка поперечного сечения циклонной камеры составляет Q/F = 14 ÷ 21 МВт/м2 [10–12 Гкал/(м2⋅ч)]. Тепловые потери q3 + q4 не превышают 1–1,3%. Благодаря низким тепловым потерям и малым избыткам воздуха к.п.д. котлов с циклонными топками составляет 93,5–95%. Сжигание топлива в виде дробленки или грубой пыли одновременно позволяет уменьшить расход электроэнергии на размол.

Нормальная работа циклонной топки в пределах от 40 до 100% номинальной нагрузки котла может вестись изменением нагрузки циклонов или выключением части их. Регулирование выключением части циклонов позволяет вести работу остающихся циклонов с высокой форсировкой, а следовательно, при высоких температурах и высокой текучести жидкого шлака независимо от нагрузки котла.

Циклонные камеры выполняют диаметром от 1,8 до 4 м, единичная производительность по пару составляет от 10 до 60 кг/с (35–210 т/ч).

Ниже приводятся рекомендации по конструктивным размерам горизонтальных циклонных камер. Эти размеры даны в отношении к диаметру циклона Dц, который принят за определяющий размер (рис. 4.37).

Рис. 4.37. Основные конструктивные соотношения для горизонтальных циклонных камер
  • Длина циклонаLц = 1,25 Dц
  • Длина сопла lс = 0,25 Dц
  • Длина участка установки сопл вторичного воздухаl = 0,75 Dц
  • Диаметр соплаdс = 0,44 Dц
  • Выступ h равен высоте сопл вторичного воздуха, угол раскрытия передней стены á = 130°.

По режимным параметрам даются следующие рекомендации: температура подогрева воздуха 350–400 °С; избыток воздуха áц = 1,05÷1,1.

Расход первичного воздуха принимается равным 15% общего расхода воздуха на горение при нормальной производительности независимо от нагрузки для поддержания постоянной скорости на выходе из горелок.

Так как скорость вторичного воздуха на входе в камеру составляет W2 = 130÷150 м/с, то эти топки снабжаются высоконапорными вентиляторами с напором 10–20 кПа. Поэтому расход энергии на 10–12% выше, чем у обычных пылеугольных котлов.

Преимуществом горизонтальных циклонных топок по сравнению с другими типами циклонных предтопков является возможность сжигания дробленки, а недостатком – высокое гидравлическое сопротивление.

Применение циклонных топок позволяет получить компактные топочные устройства.

По условиям общей компоновки горизонтальные циклонные камеры удобно располагать со стороны фронтовой стены котла в один или два яруса в количестве до 5 шт. На котлах мощностью свыше 200 кг/с (700 т/ч) циклонные камеры устанавливают в один ярус на фронтовой и задней стенах топки до 6–7 шт. на каждой стене.

Топки с горизонтальными циклонами рекомендуются для сжигания маловлажных бурых углей и каменных углей с выходом летучих на горючую массу не менее 18–20%, с приведенной зольностью до 1,5% × кг/МДж, температурой плавления золы 1450–1500 °С и вязкостью шлака при 1430 °С не выше 250 П.

Топки с горизонтальными циклонами могут применяться также для сжигания мазута и газов.

Для сжигания углей АШ, ПА и Т топки с горизонтальными циклонами не могут быть использованы из-за недостаточно устойчивого зажигания.

 

Топка с вертикальным цилиндрическим предтопком[править]

Вертикальный циклонный предтопок ВТИ (рис. 4.38) выполняется цилиндрическим Dц = 2,25÷3,25 м и высотой (3,5÷5) Dц. Экранные трубы предтопка ошипованы и футерованы карборундом.

Рис. 4.38. Топка с вертикальным цилиндрическим предтопком ВТИ: 1 – циклонный предтопок; 2 – горелка; 3 – воздухопровод; 4 – шлакоулавливающий пучок; 5 – камера охлаждения; 6 – сброс отработанного сушильного агента

Производительность циклона по пару 16–20 кг/с. Для котла D = 700 кг/с (2500 т/ч) блока 500 МВт принято 12 предтопков с производительностью каждого 58 кг/с (208 т/ч). При производительности котлов до 66 кг/с (240 т/ч) предтопки располагают перед фронтом, а при большей – встречно со стороны боковых или фронтовой и задней стен, в ряде случаев вписанными в общую камеру охлаждения.

К нижней части предтопка, примыкающей к камере охлаждения, трубы разведены в четырехрядный шлакоулавливающий пучок. Летка ∅ 500 мм на дне предтопка образована его экранными трубами.

Топка в вертикальным предтопком предназначена для сжигания пыли угрубленного размола АШ, ПА, каменных и бурых углей, имеющих благоприятные температурные и вязкостные характеристики золы и шлака.

Особенностями вертикальных цилиндрических предтопков являются большее развитие их высоты и отсутствие на выходе обратного сопла с пазухой. Последнее обстоятельство исключает образование обратного кольцевого вихря и циркуляционного движения в районе выходного отверстия. В связи с увеличенной высотой получается более умеренное объемное тепловое напряжение предтопка Q/Vц = (1,1÷1,8) МВт/м3 по сравнению с горизонтальными циклонами.

В вертикальном цилиндрическом предтопке, так же как в горизонтальных циклонах, горение организуется в вихревом потоке. Для этого применяются вихревые горелки с лопаточными завихрителями. Горелки размещаются аксиально по одной штуке на потолке каждого предтопка. Вторичный воздух полностью или частично подается через горелки. Во втором случае остальная часть вторичного воздуха подается через сопла, расположенные на боковой поверхности предтопка в его верхней части.

Вертикальные цилиндрические предтопки отличаются высокой экономичностью работы, выгорание топлива достигает 97–98% при сжигании бурых и каменных углей и 90% при сжигании АШ. Коксовый остаток догорает в футерованной части камеры охлаждения. Суммарные топочные потери при сжигании бурых и каменных углей составляют q3 + q4 ≈ 0,5%, а при сжигании АШ – q4 ≈ 3%. Характеристики циклонных и двухкамерных топок приведены в табл. 4.10.

Топка вертикальная циклонная[править]

Топка вертикальная циклонная (рис. 4.39) предназначена для сжигания угрубленной угольной пыли (R90 ≤ 30 ÷ 40 %). Камера сгорания выполнена в виде вертикального циклона и расположена под камерой охлаждения. Циклонная камера и присоединительная горловина 1, в нижней части которой размещается шлакоулавливающая решетка, а верхняя – служит камерой дожигания, экранированы и футерованы. Камера охлаждения выполнена с открытыми экранами.

Прямоточные щелевые горелки 2 расположены тангенциально на боковых стенах в верхней части камеры сгорания. Первичный воздух с угольной пылью подается через горелки со скоростью 25–35, а вторичный – 40–60 м/с. Продукты сгорания из циклонной камеры выходят через горловину 1 вверх, переходя последовательно в камеру дожигания и охлаждения. Горловина в виде центрально установленного цилиндра, низко опущенного в камеру сгорания, выполняется из экранных труб, включенных в контур циркуляции котла.

Углублением внутреннего цилиндра в циклон достигается ввод вращающегося факела в него так, чтобы и при малых нагрузках горячие продукты сгорания омывали дно циклона, обеспечивая высокий нагрев и текучесть удаляемого жидкого шлака. Это мероприятие также увеличивает улавливание золы в циклоне.

Рис. 4.39. Вертикальная циклонная топка

В результате осуществления тангенциального ввода струи пылевоздушной смеси и аксиального выхода продуктов сгорания в этой циклонной камере достигается высокое шлакоулавливание. Даже без шлакоулавливающей решетки до входа продуктов сгорания в горловину улавливается 75–80% шлака.

По имеющимся эксплуатационным данным примерно 90% пыли сгорает в непосредственной близости от горелок. Оставшиеся 10% наиболее грубой пыли догорают в камере дожигания. Более крупные частицы удерживаются в камере сгорания и выгорают при большей скорости омывания потоком газов. Тепловое напряжение объема вертикального циклона составляет Q/V = 1 ÷ 1,4 МВт/м3, а сечения Q/F = 3,5 ÷ 4 МВт/м2.

Котлы с вертикальными циклонами выполняют паропроизводительностью до 125 кг/с (450 т/ч) с числом циклонов от одного до четырех и одной камерой охлаждения.

www.rosteplo.ru

Топка водогрейного котла

 

Использование: для сжигания топлива в газомазутных водогрейных котлах. Сущность изобретения: топка водогрейного котла содержит призматическую камеру сгорания с горелками. Горелки выполнены вихревыми с одинаковым направлением вращения воздуха, расположены по одной на фронтальной и боковых стенах на расстоянии 1,5 от пода и на расстоянии 4,7 м от ребра камеры сгорания. Оси горелок отклонены вниз и в сторону вращения воздуха, а углы между нормалью к внутренней поверхности стены и осью горелки в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляют соответственно 40 и 10o. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к газомазутным водогрейным котлам.

Известны конструкции топок котлов, в которых горелки размещены тангенциально условной окружности или условной поверхности цилиндра. Наиболее близким техническим решением является существующая конструкция топки водогрейного котла КВГМ-100, взятая за прототип, в которой на фронтальной стене призматической камеры сгорания симметрично расположены три роторные газомазутные горелки (РГМГ), образующие треугольник с одной горелкой сверху. Недостатком известной конструкции является частый выход горелок из строя и значительная неравномерность тепловосприятия труб верхнего конвективного пучка, обусловленная забрасыванием факела верхней горелки в конвективный пучок и приводящая к пережогу труб при возникновении поверхностного кипения воды. По этой причине котел в основном режиме надежно работает только на 70-80% проектной мощности. В предлагаемой конструкции топки установлены вихревые горелки с одинаковым направлением вращения воздуха, которые размещены по одной на фронтальной и боковых стенах камеры сгорания на расстоянии 1,5 м от пода и на расстоянии 4,7 м от правого ребра соответствующей стены для горелок правого вращения и от левого ребра для горелок левого вращения. Горелки расположены таким образом, что их оси отклонены вправо и вниз в случае правого вращения воздуха и влево и вниз при левом вращении, а углы между осью горелки и нормально и внутренней поверхностью стенки в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляют соответственно 40 и 10о. Предлагаемое техническое решение позволяет интенсифицировать теплообмен в топке и уменьшить неравномерность тепловосприятия экранных труб и конвективного пучка за счет конвективной теплоотдачи от дымовых газов к экранным трубам при горизонтальном закручивании потока дымовых газов. Кроме того, в топке такой конструкции возникают условия для более полного сжигания топлива. Сравнительный анализ предлагаемой конструкции и прототипа позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "новизна". Тангенциальное расположение горелок по отношению к условной окружности известно в ряде конструкций, наклон горелок вниз на угол 10о также известен, но в совокупности с другими отличиями предлагаемой конструкции данные признаки позволяют достигнуть указанный результат. Предлагаемые значения угла между осью горелки и нормалью к внутренней поверхности 40о и расстояние от соответствующего ребра до горелки 4,7 м не выявлены в известных конструкциях и найдены экспериментально для котла типа КВГМ-100, это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень". На фиг. 1 схематически представлена топка, разрез в плане для случая использования вихревых горелок правого вращения; на фиг.2 схематически продольный разрез топки в вертикальной плоскости, параллельной фронтальной стене. Топка содержит камеру сгорания, образованную фронтальной стеной 1, боковыми стенами 2, промежуточным экраном 3 и подом 4, и горелки 5. Топка работает следующим образом. Факелы отдельных горелок 5 перемешиваются в нижней части топки и формируют топочный вихревой факел, отличающийся повышенными скоростями дымовых газов в пристенной области. Это обеспечивает увеличение тепловосприятия фронтального и боковых экранов, расположенных на соответствующих стенах 1,2 и промежуточного экрана за счет конвективной теплоотдачи, вследствие чего увеличивается мощность топки и снижается температура газов на входе в конвективный пучок. Соответственно исключается заброс факела отдельной горелки в конвективный пучок и улучшаются условия работы верхнего конвективного пакета. Сочетание закрученных факелов горелок 5 и общего вихревого факела обеспечивает снижение недожога и рециркуляцию дымовых газов из нижней части топки в корень факела горелки, что способствует уменьшению концентрации оксидов азота. Экспериментальные исследования различных вариантов расположения горелок на изотермической модели котла КВГМ-100 показали, что только предлагаемая конструкция топки обеспечивает достаточно равномерное распределение топочного вихря по сечению, причем, поток практически касателен экранов, и скорость газа в пристеночной области выше, чем в средней части. При этом наблюдается интенсивное подъемно-вихревое движение воздуха в углах топки, что позволяет компенсировать недостаточное лучевое тепловосприятие конвективным и снизить неравномерность тепловосприятия экранных поверхностей в целом. Кроме того, отмечено, что слияние вращающихся факелов горелок приводит к образованию топочного вихря с направлением, противоположным направлению горелок. Такая структура факела способствует лучшему перемешиванию продуктов сгорания, более полному сгоранию топлива и снижению концентрации оксидов азота. Результаты теплового расчета натурного котла КВГМ-100 с учетом экспериментальных данных показывают, что при производительности котла 100% коэффициент теплоотдачи конвекцией к= 88,4 Вт/(м2. К), а суммарный коэффициент теплоотдачи увеличивается примерно до 280 Вт/(м2.К) по сравнению с 204 Вт/(м2.К) для существующей конструкции. За счет этого, в основном режиме мощность топки возрастает на 12,5% а КПД котла увеличивается на 0,15% Для пикового режима соответствующие значения составляют 11,5% и 1,05% Пример конкретного применения позволяет сделать вывод о промышленной применимости предлагаемого технического решения. Использование предлагаемой конструкции топки обеспечивает следующие преимущества: 1. Интенсификация теплообмена в топке за счет конвективной теплоотдачи. 2. Улучшение условий работы конвективного пучка котла КВГМ-100 за счет снижения его мощности при увеличении тепловосприятия в топке и вследствие уменьшения тепловой неравномерности верхнего конвективного пакета. 3. Уменьшение неравномерности тепловосприятия экранных поверхностей. 4. Более полное сгорание топлива и лучшее перемешивание продуктов сгорания, способствующее снижению недожога и концентрации оксидов азота.

Формула изобретения

ТОПКА ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА, содержащая призматическую камеру сгорания, образованную фронтовым, задним, левым и правым боковыми экранами, сводом и подом, и три горелки, по меньшей мере две из которых установлены на расстоянии 1,5 м от пода, отличающаяся тем, что каждая из горелок выполнена вихревой и установлена соответственно на фронтальном, левом и правом боковых экранах под углом вниз 10o от нормали к экрану и под углом 40o от нормали к экрану в сторону направления вращения воздуха в горелке и на расстоянии 4,7 м от вертикального ребра камеры сгорания, противоположного наклону горелки на соответствующем экране.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Похожие патенты:

Изобретение относится к области топочной и сушильной технике на основе систем и устройств с циркулирующим кипящим слоем и может быть использовано в теплопарогенераторах, сушильных установках различных мощностей и назначения, удовлетворяющих требованиям экологии, экономичности, надежности и малогабаритности, с целью повышения эксплуатационной надежности

Изобретение относится к теплоэнергетике и служит для получения энергетического пара

Изобретение относится к сжиганию топлива и позволяет повысить качество сжигания, снизить выбросы оксида азота и предотвратить шлакование стенок

Изобретение относится к области сжигания топлива и позволяет повысить качество сжигания и надежность

Изобретение относится к устройствам для одновременного или попеременного сжигания жидкого и газообразного топлива

Изобретение относится к области котельной техники, в частности к способам подогрева воздуха, подаваемого в топку

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в вихревых камерах

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к устройствам, регулирующим систему нижнего дутья при сжигании измельченного твердого топлива в вертикальных вихревых топках

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в промышленных и энергетических котлах сжигающих лузгу, измельченные растительные, горючие и древесные отходы или твердое топливо

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании легкого и тяжелого жидкого топлива, а также различных видов газообразного топлива в топках котлов и печей, в частности в конструкциях блочных горелок теплофикационных водогрейных котлов

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано в других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность дожигания выпадающих в холодную воронку частиц несгоревшего топлива, а также уменьшить уровень выбросов оксидов азота и снизить шлакование скатов холодной воронки, что приводит к повышению надежности и экономичности

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы, может найти применение в промышленной энергетике и обеспечивает при его использовании повышение полноты выгорания топлива при одновременном снижении образования оксидов горения

Изобретение относится к устройствам для сжигания отходов переработки древесной биомассы, может найти применение в промышленной энергетике и обеспечивает при своем использовании повышение полноты выгорания топлива, расширение диапазона эффективного сжигания древесных отходов с повышенной влажностью до 65%

Изобретение относится к энергетике, в частности к газомазутным водогрейным котлам

www.findpatent.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта