Камерные топки с жидким шлакоудалением
В топках с жидким шлакоудалением различают три зоны различного состояния шлака и золы (рис. 4.8). В зо- н е I шлак находится в расплавленном состоянии и, заполняя нижнюю часть топки, образует легкоподвижный, текущий слой. Верхней границей этой зоны является область, в которой температура выше температуры жидкоплавкого состояния золы. Жидкий шлак стекает по стенкам на под топки. Наличие этой зоны обеспечивается ошиновкой с закрытием экранов огнеупорной массой и соответствующим расположением горелок. Выше этой зоны температура снижается и вязкость шлака возрастает — начинается зона II. Шлак теряет текучесть и становится липким. Большие отложения шлака на топочных экранах ухудшают их тепловосприятие и понижают надежность работы топки. Удаление шлака требует затраты больших усилий и времени, затрудняет эксплуатацию парогенераторной установки. Для нормальной работы топки желательно, чтобы зона II (зона перехода) отсутствовала или была сокращена до минимальных размеров. Зона III (зона охлаждения) характеризуется умеренной температурой, обеспечивающей грануляцию золы, которая частично может отлагаться на топочных экранах, но сравнительно легко удаляется обдувкой.
Наличие зоны II является недостатком открытых однокамерных топок с жидким шлакоудалением, в которых зона плавления не отделена от зоны охлаждения. Этот недостаток ослаблен в полуоткрытых однокамерных топках — топках с пережимом (см. рис. 4.8,6).
В топках с пережимом топочные экраны камеры горения полностью ошипованы и закрыты огнеупорной массой, что создает стабильные условия для воспламенения топлива, защищает трубы от высокотемпературной коррозии и позволяет более равномерно распределить лучистую теплоту между трубами экрана и по поверхности самих труб. Под топки имеет небольшой уклон и утеплен. В нижней части пода выполнена летка с выходным отверстием (примерно 500X800 мм) для выпуска шлака. Во избежание размыва края летки окантованы змеевиковым холодильником.
Горелки располагают в камере горения, имеющей сравнительно ограниченные габариты; при этом необходимо, чтобы сжигание пыли было полным (полнота сгорания 90—95 %), благодаря чему достигают высокой температуры (1600—1700°С), высокого энерговыделения У = 500—1000 кВт/м3) и высокой степени улавливания шлака (до 30—40 %)- Однако- чрезмерно высокие энерговыделение и температура приводят к усилению образования оксидов азота и понижению надежности. Форма камеры горения должна обеспечивать наименьшее охлаждение (минимальная поверхность экранов) при данном объеме. Этому условию лучше удовлетворяет кубическая форма или цилиндр небольшой высоты.
Камера охлаждения полностью экранирована открытыми трубами. В ней завершаются сжигание недогоревшей части топлива и охлаждение продуктов сгорания до температуры на выходе, при которой гранулируется вся зола. В топках с жидким шлакоудалением благодаря более высокой температуре горения улучшается выгорание топлива и несколько снижается величина q4. Вместе с тем вследствие большого количества удаляемого через летку шлака и более высокой его температуры возрастает потеря с физической теплотой шлака, т.е. величина q6. Высокий процент улавливания золы позволяет по условиям износа повысить скорость продуктов сгора- ния в конвективных газоходах, что интенсифицирует теплопередачу и уменьшает габариты, а следовательно, и затрату металла на поверхности нагрева. Основной недостаток топок с жидким шлакоудалением заключается в опасности застывания шлака при пониженной нагрузке котельного агрегата.
Топки с жидким шлакоудалением применяют в основном при сжигании слабореакционных топлив с умеренными значениями температуры плавления золы (/.51300—1350°С), влажности (Wr20 %) и зольности топлива (Аг=25%). Жидкое шлакоудаление целесообразно также при сжигании топлива с низкой температурой плавления золы, которая в топках с твердым шлакоудалением может вызвать шлакование. Жидкое шлакоудаление улучшает показатели топочных устройств, организует более рациональное удаление золы и интенсифицирует теплопередачу в конвективных поверхностях нагрева вследствие возможности повышения скорости продуктов сгорания. Однако основным недостатком является низкое энерговыделение в топочной камере,
