Топки сушильных установок
Конструкции топок сушильных установок обусловливаются характером сжигания топлива и его видом. Кусковое топливо (уголь, сланец) сжигают в слое. Для этой цели применяют слоевые топки. Газообразное и жидкое топливо, а также твердое топливо в пылеобразном состоянии сжигают в виде факела. В этом случае применяют факельные топки.
Общие требования к топкам независимо от их вида состоят в том, чтобы они были экономичны, т. е. имели высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.). Он равен отношению количества полезно используемого тепла ко всему количеству тепла, содержащемуся в топливе:
250—300 тыс.; мазута — 250—300 тыс.; природного газа — 200— 250 тыс. ккал/м3/ч.
По величине теплового напряжения топки можно установить потребный объем количества топлива или проверить эффективность работы обслуживаемой топки, зная ее объем. Если объемное тепловое напряжение топки оказывается низким, то следует принять соответствующие меры для повышения интенсивности работы топки, рассмотренные далее.
Давление дутьевого воздуха выбирается в зависимости от площади колосниковой решетки и толщины слоя горящего на ней топлива. Горение топлива в них происходит на колосниковой решетке. По конструкции .решетка может быть горизонтальной или наклонной, неподвижной или подвижной (переталкивающей), с ручной или механической загрузкой топлива.
Топки с горизонтальной решеткой. В таких топках процесс горения топлива протекает в результате периодической загрузки вручную большого количества топлива в топочную камеру. .Ручная загрузка топлива не только трудоемкий и вредный в санитарном отношении процесс, но она не обеспечивает высокого к. п. д. топки. Большие порции загружаемого угля несколько заглушают процесс горения. В открытую дверку топки при ее загрузке поступает значительный объем холодного воздуха, снижающий качество и нарушающий процесс горения топлива.
Улучшается работа топок с горизонтальной решеткой применением механической загрузки.
Воздух на горение топлива подается центробежным дутьевым вентилятором по коробу и подводится к слою топлива с низу колосниковой решетки. Напор (давление) дутьевого воздуха в топках с горизонтальной решеткой принимается в зависимости от вида топлива: при сжигании каменных углей — 50— 80 мм вод. ст., бурых углей —100—150 мм вод. ст.
Раскаленные дымовые газы отводятся из топки по каналу // при помощи вентилятора сушильного барабана или другой сушильной установки, обслуживаемой данной топкой. Зола проваливается через решетку, ссыпается в бункер, а затем удаляется.
Шуровка (перемешивание) топлива на колосниковой решетке осуществляется перемещением (опрокидыванием или качанием) колосников при помощи рукоятки, соединенной тягами с колосниками. Пространство топки в области наиболее высокой температуры футеруется огнеупорным материалом. Для осмотра топки предусмотрен лаз.
Непрерывная загрузка топлива в топку небольшими порциями и полная герметизация при этом создает благоприятные условия работы этой топки.
Однако подача топлива на горизонтальную решетку сверху все же несколько нарушает процесс горения. Этот недостаток исключается в топках с подачей топлива с низу горящего слоя посредством винтового подавателя. Принцип работы его такой же, как и шнекового питателя.
Топки с горизонтальной механической решеткой цепного типа представляют собой две ветви бесконечной цепи с установленными на них колосниками, образующими пластинчатую (колосниковую) ленту. Лента опирается на ролики и приводится в движение от привода.
Из бункера по течке в приемную воронку топки подается уголь. Подача угля из бункера регулируется шиберным затвором. В приемной воронке имеется питатель, посредством которого топливо подается на решетку и в результате ее движения ровным слоем распределяется на решетке.
Скорость движения решетки выбирается из такого расчета, чтобы уголь полностью сгорал за время его продвижения от места загрузки до звездочки.
Образующийся шлак при огибании лентой звездочки ссыпается в шлаковую вагонетку или другой вид транспорта и удаляется из топки. Раскаленные дымовые газы отбираются из топочного пространства и поступают в сушильный барабан. Подача газов изменяется боковой заслонкой в канале.
Работа топки регулируется скоростью движения решетки, величиной дутья и подачей топлива. Разрежение в топке при максимальной загрузке 6—8 мм вод. ст.
При подаче дутья от специального дутьевого вентилятора решетка по длине делится на несколько зон, отличающихся величиной напора и соответственно количеством подаваемого
воздуха на горение топлива. Подачу дутья в каждую зону регулируют отдельным специальным рычагом. При обслуживании топки рекомендуется каждые 3—4 ч открывать донные шиберы. При использовании крупнокускового угля с содержанием летучих не менее 25% топки с цепной решеткой могут работать без дутья.
Нормальная работа топки протекает только при условии равномерной подачи топлива и равномерном его распределении по ширине решетки. Это обеспечивается правильной работой питателя и постоянной степенью дробления топлива до определенной крупности. Для розжига топка снабжается специальной трубой.
Топки с наклонной переталкивающей решеткой.
Наклонная решетка состоит из отдельных колосников, расположенных друг над другом ступенями. Каждая вторая ступень имеет гидравлический привод и совершает возвратно-поступательное движение. Топливо поступает на верхние колосники решетки из шахты, пройдя заслонку, регулирующую количество подаваемого на решетку топлива. При возвратно-поступательном движении колосников топливо с верхних колосников переталкивается на нижние, постепенно сползает к шлаковой части решетки и сваливается в зольный бункер.
Топка имеет два зольных бункера; в левый из них поступает шлак, образовавшийся при горении топлива в процессе движения его по колосникам, а в правый — образовавшийся на шлаковой части решетки. Основная же масса шлака сбрасывается в шахту.
Воздушное дутье подается под колосники вентилятором через воздуховоды, снабженные шиберами для регулирования подачи воздуха в зависимости от количества топлива на решетке.
На фронтальной части топки установлен гидравлический привод колосников. Масло к нему из бака подается насосом.
Факельные топки. Эти топки в основном применяют на новых цементных заводах.
Пылеугольные топки используют для сжигания в них угля в тонкоизмельченном пылеобразном виде. Топливо при таком способе сжигания дает наибольший тепловой эффект в результате полного сгорания.
Подается пылеугольное топливо в топку форсунками. Форсунка представляет собой трубу диаметром 100—150 мм, по которой вентилятором нагнетается в топку пылевоздушная смесь со скоростью 50—70 м/сек. Пыль, попадая в раскаленное пространство, воспламеняется, образуя факел. Длина факела горения зависит от качества топлива.
Для изменения положения факела и его величины пылеугольные форсунки делают поворотными и выдвижными. Процесс горения регулируют также, изменяя количество воздуха, смешиваемого с угольной пылью при ее подаче в топку.
Для сжигания в пылеобразном состоянии применяют низкозольные угли, иначе топка забивается шлаком.
Топки для сжигания газа и жидкого топлива по конструкции принципиально не отличаются от рассмотренной факельной топки для сжигания пылеугольного топлива. Отличительную особенность имеют аппараты для подачи топлива — газовые горелки или мазутные форсунки.
Воздух в смеситель засасывается под действием большой скорости газа, выходящего из сопла, в результате в камере смесителя образуется разрежение. Подача воздуха регулируется шайбой, посредством которой можно менять величину щели в смесителе.
Окончательное смешивание газа с воздухом происходит в цилиндрической части горелки и смесь через диффузор и смесепровод поступает в выхлопное отверстие горелки, а затем — в камеру топки.
Работа горелки регулируется подачей газа. Оптимальное соотношение газа и воздуха в смеси устанавливается самопроизвольно в результате инжекции.