2 Устройства для сжигания твердого топлива. Системы приготовления твердого топлива 2.1 Топки
Топками называют технические устройства, в которых осуществляется сжигание топлива. В технике получили распространение топки различных конструкций в зависимости от свойств топлива и производительности агрегата. Основные требования, которым должно удовлетворять топочное устройство, - надежность в эксплуатации и высокая экономичность. Кроме того, топки должны иметь высокую производительность, универсальность при простоте конструкции, обслуживания и ремонта. По методу организации процесса сжигания топочные устройства делятся на слоевые и камерные. Слоевые топки применяются для сжигания твердого топлива. В топках этого типа процесс горения в основном происходит в слое топлива, лежащего на колосниковой решетке. В камерных топках можно эффективно сжигать различные виды топлива - твердое, жидкое, газообразное. Горение в таких топках происходит в топочной камере. В свою очередь, камерные топки в зависимости от аэродинамики потока делятся на факельные (прямоточные) и вихревые (циклонные).
При факельном способе сжигания мелкие частицы топлива легко транспортируются потоком воздуха и образующихся газов в сечении топочной камеры. Сгорание топлива происходит в этом случае в объеме топочной камеры за короткое время (1-2 с). Скорость сгорания и тепловыделения во времени определяются поверхностью горения.
При вихревом способе сжигания частицы топлива находятся в интенсивном вихревом движении. В отличие от факельного способа частицы топлива подвергаются интенсивному обдуванию потоком и быстро сгорают. Этот способ позволяет сжигать более крупную угольную пыль. В таких топках развивается более высокая температура, поэтому шлаки переходят в жидкое состояние.
В слоевой топке находящееся на решетке измельченное топливо с частицами размером 1-6 мм продувается потоком воздуха с такой скоростью, что частицы всплывают над решеткой и совершают возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. При этом скорость газовоздушного потока в пределах кипящего слоя больше, чем над ним. Более мелкие и частично выгоревшие частицы поднимаются в верхнюю часть кипящего слоя, где скорость потока снижается, и там сгорают. Кипящий слой увеличивается в объеме в 1,5-2 раза, его высота составляет 0,5-1 м.
Если размеры угольных кусочков большие, то эффективность его сгорания невелика. Для того чтобы твердое топливо сгорало с наибольшей эффективностью, производится его специальная подготовка к сгоранию. Основная идея такой подготовки - как можно более максимальное измельчение топлива (до 0,5 мм) и удаление влаги из топлива. Превращение кускового топлива в угольную пыль производится в два этапа: вначале сырое топливо подвергается дроблению до размера 15-25 мм. Затем измельченное топливо поступает в бункеры сырого угля, после чего подвергается размолу в углеразмольных мельницах до окончательного продукта - угольной пыли с размерами частиц до 0,5 мм. Одновременно с размолом топливо подсушивается для обеспечения хорошего сгорания пыли.
Системы приготовления топочной пыли - совокупность оборудования, необходимого для размола топлива, его сушки и подачи готовой пыли в горелки топочной камеры. Системы пылеприготовления бывают центральными и индивидуальными. В первом случае пыль приготовляется в одном месте и пылепроводами поступает к каждому из потребителей. Во втором случае пыль получают в оборудовании, находящемся непосредственно около потребителей.
Индивидуальные системы приготовления являются более простыми и надежными, чем центральные. Индивидуальные системы приготовления разделяют на: замкнутые (с прямым вдуванием пыли в топочную камеру или с промежуточным бункером пыли), разомкнутые (подача пыли с горячим воздухом).