Слоевые топки котлов
Ручная решетка с поворотными колосниками РПК (рис. 4.10) выпускается четырех типоразмеров и предназначена для установки в малых паровых и водогрейных котлах для слоевого сжигания каменных, бурых углей и антрацитов марок AM и АС. Основными частями слоевой топки являются колосниковая решетка и фронтовая плита с дверцами.
Рис. 4.10. Колосниковая решетка РПК.
Колосники набираются на колосниковых балках, связанных тягой с рычажным механизмом поворота колосников, привод которого располагается на фронте. Решетка по длине разделена на две группы с самостоятельными приводами для облегчения очистки от шлака.
В конце решетки на поперечной балке устанавливаются неподвижные колосники, предотвращающие налипание шлака на обмуровку задней стенки топки. Передняя часть решетки перекрыта неподвижными чугунными плитами с отверстиями для прохода воздуха. Живое сечение колосникового полотна составляет 4 - 5%. Топливо загружается на решетку периодически вручную через загрузочную дверцу. Шлак удаляется поочередно с передней и задней секций поворотом колосников, после чего горящий уголь разравнивается и загружается свежее топливо.
Техническая характеристика топок представлена в табл. 4.6.
Таблица 4.6. Техническая характеристика слоевых топок котлов с решетками РПК.
Полумеханические слоевые топки котлов с забрасывателями имеют особое устройство, предназначенное для непрерывного механизированного заброса топлива в топку и распределения его по всей площади колосниковой решетки. Забрасыватели могут быть механическими, когда топливо вводится в топку ударами вращающихся лопастей забрасывающего механизма, пневматическими, при которых топливо подается в топку струей воздуха или пара, и пневмомеханическими, в которых объединены оба названных принципа.
Механические и пневматические забрасыватели обладают существенными недостатками. Так, при применении механических забрасывателей крупные куски топлива падают дальше, чем мелкие, а при пневматических забрасывателях, наоборот, крупные куски выпадают из струи раньше мелких. При пневмомеханических забрасывателях удается достигнуть значительно более равномерного распределения различных фракций топлива по длине решетки.
В настоящее время в СССР выпускаются слоевые топки котлов с пневмомеханическими забрасывателями.
Полумеханические слоевые топки котлов ЗП-РПК (рис. 4.11) выпускаются трех типоразмеров и предназначены для установки в небольших паровых котлах. В топках могут сжигаться грохоченые и рядовые каменные и бурые угли различных марок, а также антрациты марок AM и АС.
Рис. 4.11. Полумеханические слоевые топки котлов ЗП-РПК.
Эксплуатация решетки сильно усложняется, если приведенная зольность используемого топлива превышает следующие значения: для каменных углей Ап=3,2 %, для бурых Ап=4,2%. Для обеспечения надежного зажигания не рекомендуется применение топлива с приведенной влажностью более 8,8%. Содержание мелочи (0 - 6 мм) в угле не должно превышать 60%, максимальный размер куска - 50 мм.
Основными элементами топки ЗП РПК являются решетки с поворотными колосниками, аналогичные решетке типа РПК, и забрасыватели с угольными ящиками.
Пневмомеханический забрасыватель состоит из пластинчатого питателя, забрасывающего механизма ротационного типа и каскадно-лоткового угольного ящика. Ротор забрасывателя вращается от электродвигателя через клиноременную передачу, обеспечивающую в зависимости от качества топлива или длины решетки частоты вращения: 470, 600 и 910 об/мин. От вала ротора через двухступенчатый редуктор и храповой механизм приводится в движение пластинчатый питатель. Подача топлива в топку регулируется изменением скорости движения пластинчатой цепи. Имеется вал группового управления забрасывателя, к которому может быть подключена система автоматического регулирования или дистанционного управления процессом горения.
Под лотком забрасывателя устанавливаются фурменные колосники системы пневмозаброса. Воздух к фурмам подводится от главного воздушного короба по чугунным стоякам, установленным в обмуровке фронтовой стены топочной камеры. Уголь из угольного ящика поступает на питатель пневмомеханического забрасывателя, который непрерывно подает топливо на вращающийся ротор. Крупные фракции равномерно разбрасываются по всей площади решетки, а мелкие отвеиваются в топочный объем воздухом, поступающим из системы пневмозаброса. Горение на решетке происходит в тонком слое, толщина которого устанавливается в зависимости от сорта топлива и форсировки топки.
Продувка слоя воздухом устраняет спекание угля и сплавление шлака, а интенсивное нижнее зажигание - обеспечивает устойчивую работу на высоко влажных бурых и трудно - воспламеняющихся топливах. Слоевые топки котлов могут работать как на холодном дутье, так и на горячем воздухе. Подогрев воздуха обязателен при сжигании высоко влажных бурых углей. По условиям надежности работы элементов решетки температура горячего воздуха не должна превышать 250 °С. Шлак удаляется с колосниковой решетки периодически вручную. Для этого выключается подача топлива на одну секцию и слой дожигается. Затем выключается подача воздуха, колосники решетки поворачиваются и шлак проваливается в шлаковый бункер, после чего на колосники вручную нагребается горящий уголь с работающей секции и включается подача топлива и воздуха. Толщина слоя шлака перед чисткой в зависимости от вида топлива составляет 150 - 250 мм.
В табл. 4.7 приведена техническая характеристика слоевых топок котлов ЗП-РПК.
Таблица 4.7. Техническая характеристика топок ЗП-РПК.
Котлы с достаточно большой теплопроизводительностью часто оборудуются механическими топками с решеткой прямого хода. Эти решетки предъявляют определенные требования к качеству топлива. Перемещение топлива вместе с подвижным полотном затрудняет сжигание мелкого и неоднородного топлива. При сжигании подобных топлив на решетке образуются кратеры, приводящие к появлению больших избытков воздуха, что вызывает повышенный механический недожог и резкое снижение нагрузки. В связи с этим максимальный размер кусков не должен превышать 40 мм, содержание мелочи с размером 0 - 6 мм не должно быть выше 50 - 55 %. Замена рядового топлива сортированным значительно улучшает процесс горения.
На рис. 4.12 представлена решетка прямого хода ТЧ, предназначенная для сжигания грохоченных антрацитов марок АС и AM. В комплект цепной решетки входят привод, шлакосниматель, опоры нижней ветви и ящик с регулятором толщины слоя.
Рис. 4.12. Решетка прямого хода ТЧ.
Колосниковое полотно решетки чешуйчатого типа состоит из ведущих цепей, на которых закреплены держатели колосников. Колосники вставляются в держатели так, что при движении полотна поворачиваются вокруг ведущей звездочки для очистки от шлака. Верхняя ветвь полотна катится по настилу рамы на роликах, а нижняя скользит по опорным рамам. В конце решетки на отдельной опоре устанавливается шлакосниматель, который служит для очистки полотна от шлака и препятствует перетечке воздуха из под решёточного пространства в топочную камеру.
Живое сечение колосникового полотна составляет 5 - 7 %. На подводящих воздушных патрубках устанавливаются клапаны, при помощи которых можно регулировать количество воздуха отдельно по каждой зоне. Воздух подводится под решетку шириной 2700 мм с одной стороны, шириной 3070 мм - с двух сторон. Привод состоит из четырёхскоростного электродвигателя и червячного редуктора с двухступенчатой коробкой скоростей. Привод решетки может быть установлен как с правой, так и с левой стороны.
В угольном ящике располагаются охлаждаемый водой регулятор слоя и секторный затвор с их приводами.
Толщина слоя на решетке устанавливается зависимости от сорта топлива в пределах 150 - 250 мм.
В передней части решетки топливо подсушивается и воспламеняется, на средней части располагается зона активного горения, в конце решетки дожигаются остатки горючего в шлаке. Топки ТЧ могут работать на холодном дутье, но с целью интенсификации подготовки и воспламенения угля рекомендуется подогревать дутьевой воздух до температуры не выше 200. °С (по условиям надежности работы элементов колосникового полотна).
Техническая характеристика топок ТЧ приведена в табл. 4.8.
Таблица 4.8. Техническая характеристика топок с решетками прямого хода ТЧ для донецкого антрацита марок АС и AM.
Таблица 4.9. Техническая характеристика механических топок ТЛЗМ для каменных и бурых углей.
При сжигании спекающихся каменных углей на решетках прямого хода такие угли либо спекаются в крупные комья, либо покрываются коркой, которая препятствует горению. В том и другом случае для поддержания горения требуется интенсивная ручная шуровка слоя.
Широкое распространение для котлов относительно небольшой теплопроизводительности получили механические слоевые топки с забрасывателями и цепной решеткой обратного хода. В этих топках удачно используется неравномерность распределения топлива по длине полотна при подаче его пневмомеханическим ротационным забрасывателем; при таких забрасывателях куски топлива, пролетая через все топочное пространство над раскаленным слоем, прогреваются и укладываются на решетку таким образом, что самые крупные куски располагаются в конце решетки, а остальные ближе к фронту.
Решетки TЛ3M изготавливаются трех типоразмеров (табл. 4.9), с длиной до 3000 мм. Колосниковое ленточное полотно решетки имеет пять типов колосников-звеньев, соединенных поперечными штырями. Ведущие колосники являются тяговыми элементами и находятся в зацеплении со звездочками, а крайние колосники выполняют роль бокового уплотнения. Промежутки между ведущими колосниками заполнены основными колосниками, которые не подвергаются растягивающий усилиям. Живое сечение решетки составляет 3 - 5 %.
Колосниковое полотно смонтировано в жесткой сварной раме на салазках для удобства транспортировки. Боковые коллекторы котлов опираются на продольные балки рамы решетки. На передней части рамы устанавливается пред топок, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом (рис. 4.13).
Рис. 4.13. Ленточная цепная решетка обратного хода ТЛЗМ.
Под верхней ветвью полотна располагается дутьевой короб, разделенный на две воздушные зоны. Подвод воздуха под решетку односторонний. Привод решетки состоит из четырехскоростного электродвигателя, червячного редуктора и двухступенчатой коробки скоростей.
Пневмомеханический забрасыватель состоит из пластинчатого питателя, забрасывающего механизма ротационного типа и каскадно-лоткового угольного ящика. Под лотком ротора устанавливаются фурменные колосники, к которым от главного воздушного короба подводится воздух давлением 50 кг/м2.
Горение на решетке происходит в тонком слое, толщина которого устанавливается в зависимости от сорта топлива и форсировки.
Интенсивное нижнее зажигание обеспечивает устойчивость работы на высоко влажных бурых углях. Топка может работать как на холодном дутье, так и на горячем воздухе. Подогрев воздуха обязателен при сжигании влажных бурых углей. В зависимости от сорта топлива и форсировки топочного устройства толщина слоя шлака в конце решетки поддерживается в пределах 50 - 100 мм изменением скорости ее движения.
Для более крупных котлов применяются цепные решетки обратного хода, снабженные колосниковым полотном чешуйчатого типа. Живое сечение колосникового полотна составляет 5 - 7%. Воздух подводится под решетку с одной стороны. Привод решетки может быть установлен как с правой, так и с левой стороны. Общий вид решетки типа ТЧЗ изображен на рис. 4.14.
Рис. 4.14. Чешуйчатая цепная решетка обратного хода ТЧЗ.
Техническая характеристика решеток ТЧЗ приведена в табл. 4.10.
Таблица 4-10. Технические характеристики топок с решетками обратного хода с чешуйчатыми колосниковыми колосниками ТЧЗ.
