Топки для сжигания древесных отходов
Для сжигания древесных отходов предназначены топочные устройства для паровых котлов, выпускаемые серийно (табл. 18.21), а также многочисленные опытные и реконструированные топочные устройства, изготовляемые предприятиями и организациями.
Рис. 18.5. Топка ЦНИИМЭ для сжигания дров и мелких древесных отходов: 1 — топливная шахта; 2 — топливный рукав; 3 — кирпичная зажимающая решетка: 4 — топочная камера; 5 — загрузочная дверца для дров; 6 — зольниковые люки; 7 — колосниковые решетки; 8 — воздуховод
18. 21. Топочные устройства для сжигания древесных отходов
Для паровых котлов паропроизводительностью до 0,55 кг/с (2 т/ч) предназначена топка ЦНИИМЭ совместного сжигания дров и мелкого древесного топлива (рис. 18.5). Для паровых котлов паропроизводительностью до 2,78 кг/с (10 т/ч)—топка МЛТИ системы Н. И. Крайцберга (рис. 18.6). Особенность этой топки, разработанной для котлов ДКВ 10-13,—наличие двух шахт и трех огневых каналов.
Рис. 18.6. Топка МЛТИ системы Н. И. Крайцберга с двумя шахтами:
1 — обмуровка; 2 — колосниковая решетка; 3 — дутьевой канал; 4 — шахта; 5 —огневой канал; 6 — стена шахты; 7 —дверца огневого канала; 8 —шуровочная дверца; 9 — дверца зольника; 10 — дутьевой воздуховод; 11 — каркас
Стены каждой из шахт сечением 600x2000 мм и высотой 3,5 м выложены из шамотного кирпича. В боковых стенах имеются окна размером 130X130 мм для выхода продуктов сгорания в огневые каналы. Нижний ряд окон служит для подачи дутьевого воздуха в зону горения, расположенную на колосниковых решетках, образующих дно шахты.
Воздух в очаг горения поступает из дутьевого канала с трех сторон; снизу через колосниковые решетки и через нижний ряд окон в боковых стенах шахт (встречное дутье). От воздухоподогревателя воздух подводится к дутьевым каналам по подземному воздуховоду.
Рис. 18.7. Топка ЦНИИМЭ для водогрейных котлов:
1 — топливная шахта; 2— канал для отвода газов из топливной шахты; 3 — топочная камера; 4 —взрывной клапан; 5— заслонка; 6 —люк зольника; 7— колосниковая решетка; 8 — дутьевой канал; 9 — кирпичная зажимающая решетка
Рис. 18.8. Компоновка топки для сжигания коры и древесных отходов с котлом ДКВ-10-13:
1 — топливный рукав; 2 — каскадно-лотковая газовая сушилка; 3 — дожигательные стенки; 4 — подача воздуха на горение; 5 — сопла вторичного дутья
Древесные отходы самотеком попадают в шахты по топливным рукавам из бункера, расположенного над топкой. В процессе работы обе шахты должны быть заполнены топливом до горловины бункера. По мере сгорания нижних слоев топлива на колосниковой решетке непрерывно спускаются опилки навстречу продуктам сгорания, имеющим высокую температуру. Это обеспечивает интенсивную подсушку топлива до его загорания. Одновременно подсушивается топливо теплом, передаваемым нагретыми стенами шахт. Топка обеспечивает номинальную производительность котла при влажности топлива 55 % и низшей теплоте его сгорания 6500 кДж/кг.
В топках МЛТИ системы Н. И. Крайцберга используют высоковлажные древесные отходы. Коэффициент избытка воздуха в топке 1,3—1,4, тепловое напряжение зеркала горения, отнесенное к площади колосниковой решетки, 1000 кВт/м2 для топок с одной шахтой, 3500 кВт/м2 — для топок с двумя шахтами. Потери от механической и химической неполноты сгорания — по 3 %·
Для водогрейных котлов «Универсал» и «Энёргия» ЦНИИМЭ разработал топочные устройства ЛВ-131 и ЛВ-154 (рис. 18.7). Эти топки предназначены для использования древесных отходов влажностью до 55 %. Их применение позволяет повысить КПД водогрейного котла до 52 %.
Для сжигания лесосечных отходов и коры СевНИИП разработал топочные устройства, являющиеся вариантами топок ЦКТИ системы В. В. Померанцева (рис. 18.8). Особенностями этих топок является горизонтальное расположение нижней части зажимающей решетки, превращающейся в колосниковую решетку, и наличие в топке кирпичных перегородок, стабилизирующих горение и уменьшающих унос. При сжигании -одной коры влажностью 55 % паропроизводительность котла ДКВР-10-39-440 составила 0,5 номинальной; при сжигании смеси 50 % коры и 50 % опилок производительность составила 0,8 номинальной при КПД 72 %. Предварительная подсушка топлива в каскадно-лотковой сушилке, объединенной с топливным рукавом, позволяет достичь нормальной паропризводительности при КПД 79 %.
Топки для совместного сжигания древесных отходов и других видов топлива
Для совместного сжигания древесных отходов с газом и мазутом разработаны многотопливные котлоагрегаты КЕ-10-14МТ (рис. 18.9, табл. 18.22) и КЕ-6,5-14МТ с высокой топкой, где сжигают древесные отходы (куски до 100 мм влажностью не более 60%), газ с теплотой сгорания Q= 36 000 кДж/м3, мазут М-40 и М-100.
Для сжигания древесных отходов рабочей влажностью до 60 % в передней части агрегата устанавливают модернизированную топку скоростного горения; для сжигания природного газа или топочного мазута на задней стенке топки размещены по две горелки: ГМГ-2 — для котлов КЕ-6,5-14МТ и ГМГ-4 — для котлов КЕ-10-14МТ.
Рис. 18.9. Паровой котел КЕ-10-14МТ
Зажимающая решетка выполнена из труб диаметром 51X5, установленных с шагом 110 мм. К трубам в шахматном порядке приварены шипы диаметром 14 мм, длиной 25 мм. Фронтовая наклонная стенка шахты выполнена из чугунных плиточных колосников, опирающихся на трубы диаметром 51x5, охлаждаемые водой и включенные в циркуляционный контур котла. Под колосники попадает воздух температурой 200 °С. В нижней части топки установлены два яруса слабонаклоненных колосников. Верхний ярус образует пережим, нижний служит для дожигания топлива. Под оба яруса колосников также подается горячий воздух.
18.22. Котел КЕ-10-14МТ для сжигания различных видов топлива
В качестве хвостовой поверхности применен серийный трубчатый воздухоподогреватель. Для уменьшения потерь от механической неполноты сгорания рекомендуется установка улиточного золоуловителя.
Для совместного сжигания каменных углей - и древесных отходов разработаны котлы КЕ-25-14-МТД (рис. 18.10), оборудованные двумя топками скоростного горения для отходов, расположенными на боковых стенках топочной камеры, и цепной колосниковой решеткой для сжигания углей. На ряде предприятий внедрены топки для совместного сжигания древесных отходов, газа и мазута, из которых следует отметить следующие.
В Борисовском объединении Минлеспрома БССР сооружена для котла ДКВр-10-23 топка для сжигания древесных отходов влажностью 50—60 % совместно с мазутом (рис. 18.11, табл. 18.23) на наклонной колосниковой решетке. Углы наклона колосникового полотна к горизонту 60; 40; 10; 0°. Для сжигания мазута применена горелка ГМГ-5,5/7. Предусмотрена раздельная подача воздуха после воздухоподогревателя температурой 230—240 °С под четыре зоны колосниковой решетки.
Рис. 18.10. Паровой котел КЕ-25-14-МТД
Колосниковое полотно крепят на змеевике из труб диаметром 76 мм, через который подают в верхний барабан питательную воду температурой 100—103 °С.
Рис. 18.11. Топка для сжигания древесных отходов с мазутом:
1 — наклонное колосниковое полотно; 2 — горизонтальная дожигательная решетка; 3 — газомазутная горелка ГМГ-5,5/7
Метод совместного факельно-вихревого сжигания опилок, древесной пыли и газа или мазута предложен Закавказским специализированным управлением «Комплекс» ВО «Союзорглестехмонтаж». По этому методу на верхней части фронтовой стены котла (рис. 18.12) монтируют две трубы-горелки для сжигания мелких древесных отходов, подаваемых пневмотранспортом, и две горелки для сжигания газа или мазута. При сжигании древесных отходов влажностью до 25 % возможна эксплуатация котлов только на отходах. При более высокой влажности отходов предпочтительно совместное сжигание их с мазутом.
Рис. 18.12. Котел ДКВР с топками для факельно-вихревого сжигания мелких древесных отходов и газа или мазута:
1 — горелка для вдувания пылевоздушной смеси; 2 — газомазутная горелка ГМГ
18.23. Многотопливное топочное устройство для котла ДКВр-10-23
Недостатками факельно-вихревого сжигания является невозможность поддержания оптимального избытка воздуха в топочной камере, а также шлакование топки, особенно при сжигании шлифовальной пыли совместно с газом.
Рис. 18.13. Котел ДКВр с циклонной топкой для сжигания опилок и газа или мазута:
1 — циклонная топка; 2— эжектирующие сопла; 3—газомазутная горелка ГМГ
Циклонные топки для совместного сжигания опилок и древесной пыли разработаны «Львовлесэнерго». Их устанавливают в зольном помещении под котлом (рис. 18.13) или перед ним. Циклонная топка представляет собой цилиндрическую конструкцию диаметром 1200 и высотой 3000 мм, футерованную изнутри шамотным кирпичом.
Предусмотрены специальные направляющие кольцевые отбойные газоходы, благодаря чему задерживается вылет несгоревших частиц топлива в топку котла и достигается полное выгорание топлива. Снизу топки располагают инжектирующие конические сопла, позволяющие поддерживать опилки во взвешенном состоянии и турбулизировать газовый поток. Пылевоздушная смесь вдувается через трубу-горелку, вмонтированную по касательной к образующей топки, со скоростью до 20 м/с. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении воздуха, частицы топлива отбрасываются к цилиндрическим стенкам топки и движутся по сложной траектории, пересекая газовый поток. Поддержание опилок над подом топки во взвешенном состоянии обеспечивается воздушным потоком инжектирующих сопл.
Газовоздушный поток с незначительным содержанием мелкодисперсных частиц золы и топлива поднимается и через специальные направляющие газоходы выходит под факел газомазутных горелок ГМГ, где окончательно дожигают мельчайшие частицы топлива.
Герметизация циклонной топки достигается тщательным выполнением обмуровочных работ и обшивкой топки металлическим листом. Расход воздуха 6 м3 на 1 кг сжигаемых опилок.
