Двухступенчатым сжиганием

/ — ДКВР-2,5; ДКВР-4 и ДКВР-6,5 с топкой ПМЗ-РПК; // —ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6.5 и ДКВР-10 с топкой для сжигания газа и мазута; III — ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 и ДКВР-10 с топкой Померанцева; IV — ДКВР-10 с топкой ПМЗ-ЧЦР, ПМЗ-ЛЦР; V —ДКВР-2,5- ДКВР-4; ДКВР-6,5 и ДКВР-10 с топкой Шершнева; VI — ДКВР-10 с решеткой ЧЦР; VII — ДКВР-20 с решеткой ЧЦР и ступенчатым испарением; VIII — ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 с облегченной обмуровкой и обшивкой с топкой для сжигания газа и мазута; IX — ДКВР-10 в облегченной обмуровке с топкой для сжигания газа и мазута с двухступенчатым испарением; X — ДкВР-10-39 с топкой Померанцева; XI — ДКВР-10-39 с топкой ПМЗ-РПК; XII — ДКВР-20 с решеткой ПМЗ-ЧЦР и ПМЗ-ЛЦР; XIII — ДКВР-20 и ДКВР-10 с топкой для сжигания газа и мазута; компоновки X, XI, XII и XIII с двухступенчатым испарением.

ДКВр-10-39-440 (рис. 1-17) с естественной циркуляцией и двухступенчатым испарением с топкой скоростного горения выполняют в низкой компоновке. Объем топки и камеры догорания составляет 28,5 м3. При сжигании древесных отходов в скоростной топке энерговыделение объема топки составляет gv = 340 кет/мя, а зажимающей решетки qR = 3900 квт/м21. Расчетная температура уходящих газов принята 212° С, а коэффициент полезного действия

Примечание. В котлах с двухступенчатым испарением в первой ступени солесодержание котловой воды не должно превышать 1500 мг/кг.

4. В котлах со ступенчатым испарением по данным контроля за качеством котловой воды из точек 4 и 5 (рис. 8-6) устанавливается факт отсутствия или наличия обратных перетоков котловой воды по водоперепускным линиям. При полностью отключенной продувке с проверкой герметичности всех точек производится определение фактической производительности солевых отсеков. Для котла с двухступенчатым испарением формула для расчета величины л, %, имеет при этом вид:

Барабанный вариант. Прежде всего следует отметить, что в настоящее время 'паропроизводитель-ность существующих барабанных котлов, выпускаемых нашими котельными заводами на давление 14 кгс/см2, ограничивается производительностью 50 т/ч. Такие котлы снабжаются одним сепарационным барабаном с внутренним диаметром 1500 мм и длиной около 6500 мм. Барабан снабжается внутрибара-банными циклонами и двухступенчатым испарением с установкой двух выносных циклонов 0 426 X Х12 мм. Барабан комбинированного котла, размещаемый на каркасе водогрейного котла КВ-ГМ-180, может соединяться с верхними коллекторами топочных экранов только с помощью отдельных труб, отводящих пароводяную смесь от верхних коллекторов экранов в барабан. Поскольку высота экранных труб котла КВ-ГМ-180 более чем в 2 раза превышает высоту экранов котла ГМ-50-14, увеличение кинетической энергии входных струй из подводящих труб от верхних коллекторов экранов комбинированного котла возрастает по сравнению

перепускной трубы вне зоны действия опускных труб и потоков воды. При схеме котла с двухступенчатым испарением расчетные уравнения, характеризующие баланс примесей внутри котла, вносимых с питательной водой, могут быть написаны следующим образом:

Установленные в котельной трехбарабанные котлы НЗЛ поверхностью нагрева 600 м2, давлением 17 ат и температурой перегретого пара 375° С работали на пыли тощего угля с производительностью 30 т/ч. Топки имели боковые экраны, а также задний и нижний гранулято-ры. Из-за плохого качества питательной воды котлы оборудовались двухступенчатым испарением с размещением соленых отсеков по торцам барабана и включением в этот контур боковых экранов. Вследствие малой мощности соленого контура боковых экранов ступенчатое испарение работало неэффективно: непрерывная продувка доходила до 13% при солесодержании продувочной воды в соленых отсеках 8 500—9 000 мг/кг. Солесодержание котловой воды в чистом отсеке составляло 3 500—4 000 мг/кг, что приводило к ухудшенному качеству пара и к пережогу труб пароперегревателя из-за заноса их солями. В связи с переводом на сжигание попутного нефтяного газа котлы были реконструированы. Пыль тощего угля была оставлена в качестве

пени испарения включены фронтовой экран, задний экран, задние секции боковых экранов и котельный пучок. Паросепарационное устройство барабана состоит из коробов, внутрибарабанных циклонов и дырчатого паро-приемного потолка. На рис. 8-7 представлен газомазутный котел ДКВР-20-13-250, поставляемый Бийским котельным заводом. Котел имеет короткий верхний барабан. Экранные трубы закрывают фронтовую, боковые стены и потолок топочной камеры. На наклонной части заднего экрана установлена шамотная перегородка, отделяющая топочную камеру от камеры догорания. Котел снабжен двухступенчатым испарением с двумя вы-

Расшифровка: котел конструкции Центрального кот-лотурбинното института (ЦКТИ) производительностью 75 т/час, давление пара 39 ати. Буква «Ф» означает, что котел предназначен для «факельного» сжигания топлива, т. е. пылевидного, газообразного и в случае надобности жидкого. Если бы котел был„ приспособлен для сжигания топлива на цепных решетках, т. е. слоевого сжигания, тогда в марке котла вместо «Ф» стояла бы буква «С». Котел запроектирован с двухступенчатым испарением, имеет один сварной барабан диаметром 1 380 мм, топка котла полностью экранирована. Фронтовой и задний экраны переходят в холодную воронку. Конвективного пучка нет. Задний экран против пароперегревателя разведен в три ряда, считая по ходу газов. Экраны выполнены -из труб диаметром 83/4 мм. Водяной экономайзер состоит из двух частей, расположенных в рассечку с воздухоподогревателем; выполнен из труб диаметром 38/3,5 мм.

Котел выполнен с П-образной компоновкой, естественной циркуляцией и двухступенчатым испарением (рис. 1).

Рис. 3-10. Внутрибарабанные сепарационные устройства с двухступенчатым испарением.

Оксиды серы, как и в стационарном кипящем слое, улавливаются содержащимся в золе топлива оксидом СаО и известняком, который подается наряду с топливом. Для резкого снижения выхода оксидов азота топливо в нижней зоне топки сжигают с недостатком воздуха, в результате чего топливный азот выделяется в этой зоне в виде N2. Половина и больше необходимого для горения воздуха подается в виде вторичного, а иногда и третичного. Во всех схемах с двухступенчатым сжиганием экраны в нижней части топки (если они там есть) торкретируют, чтобы защитить их от коррозии в среде продуктов неполного сгорания.

При проектировании топок необходимо учитывать не только механическую эрозию, но и химическую коррозию, точнее, их совместное действие. Выше указывалось, что предельная температура для стали 12Х18Н12Т в стационарном кипящем слое при сжигании угля снижается примерно на 50°С. Более существенной может быть коррозия в восстановительной зоне топок с двухступенчатым сжиганием в циркуляционном кипящем слое, где присутствуют СО, H2S и т.д. Это - одна из причин, по которой в этой зоне либо вовсе не размещают экранов, либо покрывают их торкретной массой до уровня подачи вторичного воздуха.

Рис. 4.17. Влияние температуры на степень связывания серы известняком в кипящем слое: а — по данным, обобщенным в докладе Эрлича [84], 1-3 — питсбургский уголь; 4 — или-нойский уголь; мольное отношение CsS - 4 (I), 2,8 (?), 2,2 0), 2,5 9)' Скорость псевдоожижения 0,915 м/с (1, 4), 1,22 м/с (3), 2,44 м/с (2); б-в опытной установке 0,24 (с расширением до 0,4) х 0,4 х 21 м с двухступенчатым сжиганием [19, доклад Ито и др.] (о^ = • 0,6+0,7), Ca/S = 2. Битуминозные угли с выходом летучих на воздушно-сухое состояние 27,1% (1) и К% (2), антрацит 11,3% (3), общее содержание серы в сухом топливе 0,6—0,8%. Концентрации пересчитаны на сухой газ с О3 = 6%

мьшленных топок с двухступенчатым сжиганием (рис. 4.24). Что касается предельно отощенных топлив (антрациты, нефтяной кокс и др.), то с ними вопрос не до конца выяснен.

Рис. 5.2. Циклонный предтопок с двухступенчатым сжиганием топлива и охлаждением обечаек воздухом.

На рис. 5.3 показан циклонный предтопок с двухступенчатым сжиганием топлива. При внутреннем диаметре циклона 2000 мм тепло-производительность такого предтопка может достигать 50,0 Гкал/ч. Длина предтопка L принимается равной (1,25-1-1,5) D. Расчеты показывают, что при вводе всего топлива в первый воздушный канал с количеством воздуха, составляющим 50—60% необходимого для сжигания воздуха, теоретическая температура горения на большей части длины предтопка уменьшается до 1700°С, и только в конце предтопка, где осуществляется ввод остального воздуха (50—40%), происходят догорание топлива и местное повышение температуры горения на самом выходе из предтопка в топочную камеру. Насколько эффективным может оказаться такой способ интенсифицированного сжигания топлива с растянутым процессом горения в части уменьшения выхода окислов азота, покажут экспериментальные исследования работы котлов, снабженных такими предтопками с двухступенчатым сжиганием топлива.

Рис. 5.3. Циклонный предтопок с двухступенчатым сжиганием топлива и охлаждением питательной водой.

Вторй вариант котла, представленный на рис. 6.8, -предусматривает создание комбинированной котельной установки на базе серийного водогрейного котла ПТВМ-30-М с коллекторами фронтового и заднего экранов, вынесенными за пределы боковых экранных панелей. Обеспечение максимальной тепло-производительности 40 Гкал/ч при сжигании как газа, так и мазута достигается тем, что котел снабжается двумя циклонными предтопка-ми с предварительной газификацией мазута и двухступенчатым сжиганием топлива. Такие циклонные предтопки могут обеспечить сжигание газа и мазута с минимальным образованием окислов азота, так как процесс горения растягивается и происходит на значительной длине предтопка при сравнительно низких температурах горения. Первичный ввод воздуха составляет 40 — 50% всего количества. Вторичный вход воздуха в размере 60 — 50% осуществляется около выходной амбразуры пред-топка.

Однако в целях ликвидации высоких локальных тепловых нагрузок, а также уменьшения образования вредных выбросов в атмосферу целесообразно подобные комбинированные котлы большой мощности снабжать циклонными предтопками с двухступенчатым сжиганием топлива. В этом случае потребуется установка двух циклонов с каждой стороны топки с внутренним диаметром 2000 мм. При применении схемы охлаждения стенок предтоп-ка питательной водой (см.* рис. 5.3) вода может подогреваться с 100 до 150°С, что несколько улучшает паровую характеристику такого варианта котла.

12. Антифеев В. А., Баскаков А. П., О некоторых теплотехнических особенностях электропечей с двухступенчатым сжиганием газа в кипящем слое, «Электротермия», вып. 49, 1966.

Фиг. 9-37. Схема топки с двухступенчатым сжиганием.