Atkarībā no gāzes-gaisa maisījuma veidošanas metodes tiek sadalītas gāzes sadedzināšanas metodes (attēls zemāk):
- uz difūziju;
- jaukts;
- kinētiskā.
Gāzes sadedzināšanas metodes
a - difūzija; b - jaukts; c - kinētisks; 1 - iekšējais konuss; 2 - primārā sadegšanas zona; 3 - galvenā degšanas zona; 4 - sadegšanas produkti; 5 - primārais gaiss; 6 - sekundārais gaiss
Ar difūzijas sadedzināšanas metodi degšanas frontē zem spiediena tiek piegādāta gāze, bet sadegšanai nepieciešamais gaiss tiek piegādāts no apkārtējās telpas molekulārās vai turbulentās difūzijas dēļ. Maisījuma veidošanās šeit notiek vienlaikus ar degšanas procesu, tāpēc degšanas procesa ātrumu galvenokārt nosaka maisījuma veidošanās ātrums.
Degšanas process sākas pēc gāzes un gaisa kontakta un vajadzīgā sastāva gāzes-gaisa maisījuma veidošanās. Gaiss izkliedējas gāzes plūsmā, un gāze izkliedējas no gāzes plūsmas gaisā. Tādējādi gāzes plūsmas tuvumā veidojas gāzes-gaisa maisījums, kura sadegšanas rezultātā veidojas primārā gāzes sadegšanas zona 2. 3. zonā notiek gāzes galvenās daļas sadegšana, un tajā ieplūst sadegšanas produkti 4. zona.
Izdalītie sadegšanas produkti apgrūtina savstarpējo gāzes un gaisa difūziju, kā rezultātā degšana norit lēni, veidojoties kvēpu daļiņām. Tas izskaidro, ka difūzijas degšanu raksturo ievērojams liesmas garums un spožums.
Gāzes sadedzināšanas difūzijas metodes priekšrocība ir iespēja regulēt degšanas procesu plašā diapazonā. Maisījuma veidošanās process ir viegli kontrolējams, izmantojot dažādus vadības elementus. Degļa laukumu un garumu var regulēt, sadalot gāzes plūsmu atsevišķos degļos, mainot degļa sprauslas diametru, regulējot gāzes spiedienu utt.
Difūzijas sadedzināšanas metodes priekšrocības ietver: augstu liesmas stabilitāti, mainoties termiskajām slodzēm, nav liesmas izplūdes, temperatūras vienmērīgumu visā liesmas garumā.
Šīs metodes trūkumi ir: ogļūdeņražu termiskās sadalīšanās iespējamība, zema sadegšanas intensitāte un nepilnīgas gāzes sadegšanas iespējamība.
Ar jauktās sadedzināšanas metodi deglis nodrošina iepriekšēju gāzes sajaukšanu tikai ar gaisa daļu, kas nepieciešama pilnīgai gāzes sadegšanai, pārējais gaiss nāk no vidi tieši pie lāpas. Šajā gadījumā vispirms izdeg tikai daļa no gāzes, kas sajaukta ar primāro gaisu, un pārējā gāzes daļa, kas atšķaidīta ar sadegšanas produktiem, izdeg pēc skābekļa pievienošanas no sekundārā gaisa. Rezultātā deglis ir īsāks un mazāk gaismas nekā ar difūzijas degšanu.
Ar kinētiskās sadedzināšanas metodi degšanas vietā tiek piegādāts gāzes-gaisa maisījums, kas pilnībā sagatavots degļa iekšpusē. Gāzes-gaisa maisījums sadeg īsā liesmā. Šīs sadedzināšanas metodes priekšrocība ir zema varbūtībaķīmiskā zemdegšana, īss liesmas garums, augsta degļu siltuma jauda. Trūkums ir nepieciešamība stabilizēt gāzes liesmu.
5.1. Degšanas metodes cietais kurināmais
5.2. Šķidrā kurināmā sadedzināšana
5.2.1. Degvielas kvalitāte.
5.2.2. Problēmas ar mazuta sagatavošanu sadedzināšanai
5.2.3. Problēmas, izmantojot mazutu katlu mājās un termoelektrostacijās
5.3. Gāzveida kurināmā sadedzināšana
5.3.1. Gāzes sagatavošana
5.3.2. Degšanas procesa iezīmes dabasgāze
5.3.3. Gāzveida kurināmā sadedzināšana
5.3.4. Gāzes degļi
5.4.
Kombinētie degļi
5.5. Liesmas kontroles ierīces
5.6. Gāzes analizatori
5.7. Gāzes degļu piemēri
5.7.1. BK-2595PS
5.7.3.BIG-2-14
5.8. Degšanas produktu noņemšana.
5.1. Cietā kurināmā sadedzināšanas metodes Degšanas iekārta jeb kurtuve ir katla bloka vai rūpnieciskās kurtuves galvenais elements un kalpo, lai visekonomiskākajā veidā sadedzinātu kurināmo un pārvērstu tās ķīmisko enerģiju siltumā. Krāsnī deg degviela, daļa sadegšanas produktu siltuma tiek pārnesta uz sildvirsmām, kas atrodas degšanas zonā, kā arī tiek uztverts noteikts daudzums fokusa atlikumu (pelnu, izdedžu). Mūsdienu katlu agregātos un krāsnīs līdz 50% no kurtuvē izdalītā siltuma starojuma ceļā tiek nodotas apkures virsmām. Degšanas tehnoloģijā parasti izmanto šādas cietā kurināmā sadedzināšanas galvenās metodes: slāņa, lāpas (kameras), virpuļslāņa un verdošā slāņa sadedzināšanu (5.5. att.). Katrai no šīm metodēm ir savas īpašības attiecībā uz sadegšanas kamerā notiekošo aerodinamisko procesu organizēšanas pamatprincipiem. Šķidrā un gāzveida kurināmā sadedzināšanai izmanto tikai liesmas (kameras) sadedzināšanas metodi.
Slāņu metode. Degšanas process šādā veidā tiek veikts slāņveida krāsnīs
(skat. 5.5.a att ), ar dažādu dizainu. Slāņa sadegšanas procesu raksturo tas, ka tajā gaisa plūsma tās kustības laikā sastopas ar nekustīgu vai lēni kustīgu degvielas slāni un, mijiedarbojoties ar to, pārvēršas dūmgāzu plūsmā.
Svarīga slāņu kurtuvju īpašība ir degvielas rezerves klātbūtne uz režģa, kas saistīta ar tās patēriņu stundā, kas ļauj primāri kontrolēt kurtuves jaudu, tikai mainot pievadītā gaisa daudzumu. Degvielas padeve uz režģa nodrošina arī noteiktu degšanas procesa stabilitāti.
Mūsdienu sadedzināšanas tehnoloģiju apstākļos degvielas sadegšanas slāņa metode ir novecojusi, jo tā dažādas shēmas un iespējas ir nepiemērotas vai grūti pielāgojamas lielām elektrostacijām. Taču mazo un vidējo elektrostaciju katlumājās vēl ilgi tiks izmantotas cietā kurināmā sadedzināšanas slāņveida metodes.
Attēlā 5.6 6 parāda slāņu krāšņu shematiskās diagrammas. Ar slāņu sadedzināšanas metodi degšanai nepieciešamais gaiss tiek piegādāts no pelnu bedres 1 uz degvielas slāni 3 caur restes brīvo daļu 2. Sadegšanas kamerā 4 Virs slāņa deg gāzveida degvielas termiskās sadalīšanās produkti un no slāņa izņemtās mazās degvielas daļiņas. Sadegšanas produkti kopā ar lieko gaisu no kurtuves nonāk katla dūmvados.
Slāņu krāsnis tiek plaši izmantotas zemas un vidējas jaudas katlos. Tie ir sadalīti pēc vairākiem klasifikācijas kritērijiem. Atkarībā no apkopes metodes ir manuāli darbināmas kurtuves (skat. 5.6. att., A), nemehanizēts, daļēji mehanizēts (skat. 5.6. att., b, c) un mehanizēti (skat. 5.6. att., d, e). Attēlā parādīts. 5.6 slāņu kurtuves var iedalīt trīs grupās
Rīsi. 5.5. Cietā kurināmā sadedzināšanas metodes
a – blīvā slānī; b – putekļainā stāvoklī; c – ciklona krāsnī; d – verdošā slānī.
Kurtuves ar fiksētu resti un kustīgāmpār to plūst degvielas slānis(sk. 5.6. att., b, d).
Kurtuves ar slāni, kas pārvietojas kopā ar restēmēst degvielu(sk. 5.6. att., d).
Vienkāršākā slāņa kurtuve ar fiksētu resti un manuālu darbību (skat. 5.6. att., A) izmanto visu veidu cietā kurināmā sadedzināšanai. Ar šādām kurtuvēm ir aprīkoti tikai katli ar ļoti zemu tvaika jaudu - 0,275...0,55 kg/s (1...2 t/h).
Kurtuvē ar fiksētu slīpu režģi (skat. 5.6. att., b) Degvielai degot, tā gravitācijas ietekmē pārvietojas gar režģi. Šīs kurtuves tiek izmantotas slapjā kurināmā (koksnes atkritumi, kūdras kūdras) dedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu 0,7...1,8 kg/s (2,5...6,5 t/h).
Daļēji mehanizētā kurtuvē (skat. 5.6. att., V), Degviela tiek piegādāta uz stacionāro režģi, izmantojot izkliedētāju 5. Šajās krāsnīs zem katliem ar tvaika jaudu 0,55...2,8 kg/s (2...10 t/h) tiek dedzinātas cietās un brūnās ogles un šķirotais antracīts. .
Vienkāršākā mehanizētā kurtuve ir kurtuve ar skrūvējamo sloksni (skat. 5.6. att., G). Tas sastāv no fiksēta glancēta režģa, kura visā platumā slīd stienis bķīļveida sekcija. Stienis veic turp un atpakaļ kustības, izmantojot īpašu ierīci. Šīs krāsnis tiek izmantotas brūnogļu dedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu līdz 2,8 kg/s (10 t/h).
Visizplatītākais mehanizēto slāņu kurtuves veids ir kurtuve ar mehānisko ķēdes režģi (skat. 5.6. att. d). Mehāniskais ķēdes režģis ir izgatavots bezgalīgas režģa veidā, kas pārvietojas kopā ar degošās degvielas slāni, kas atrodas uz tā. Katra jauna degvielas porcija, kas nonāk režģī, pārvietojas aiz degvielas slāņa. Režģa kustības ātrumu var mainīt atkarībā no degvielas patēriņa (katla darbības režīms) no 2 līdz 16 m/h Šīs kurtuves tiek izmantotas sašķirotu antracīta un nesalipušo ogļu ar mērenu mitrumu un pelnu saturu dedzināšanai un izdalīšanai. gaistošas vielas U T = 10...25%. Esošās kurtuvju modifikācijas ar ķēdes restēm ļauj tās izmantot citu kurināmo dedzināšanai. Kurtuves ar ķēdes restēm tiek uzstādītas zem katliem ar tvaika jaudu 3...10 kg/s (10,5...35 t/h) un lielāku.
Lāpas metode. Atšķirībā no slāņu procesa, šis process (skat. 5.5. att., b) ko raksturo degvielas daļiņu kustības nepārtrauktība sadegšanas telpā kopā ar gaisa un sadegšanas produktu plūsmu, kurā tās tiek suspendētas.
Lai nodrošinātu degošā lāpas stabilitāti un viendabīgumu un līdz ar to arī gāzes-gaisa plūsmu ar tajā suspendēto degvielu, cietā kurināmā daļiņas tiek sasmalcinātas līdz putekļiem līdzīgam stāvoklim līdz izmēram mikronos (no 60 līdz 90% no visa daļiņu izmērs ir mazāks par 90 mikroniem). Šķidrā degviela sprauslās tiek iepriekš izsmidzināta ļoti mazos pilieniņos, lai pilieni neizkristu no plūsmas un īsā laikā pilnībā sadegtu kurtuvē. Gāzveida degviela tiek piegādāta krāsnī caur degļiem, un tai nav nepieciešama īpaša iepriekšēja sagatavošana.
Liesmas krāšņu īpatnība ir neliela degvielas padeve sadegšanas kamerā, kas padara degšanas procesu nestabilu un ļoti jutīgu pret režīma izmaiņām. Kurtuves jaudu var regulēt, tikai vienlaikus mainot degvielas un gaisa padevi sadegšanas kamerai. Degšanas laikā (5.7. att.) cietais kurināmais tiek iepriekš sasmalcināts putekļu sagatavošanas sistēmā un putekļu veidā iepūsts krāsnī, kur tas sadeg suspensijā.
Šīs metodes trūkumi ietver augstās putekļu sagatavošanas sistēmas aprīkojuma izmaksas un enerģijas patēriņu slīpēšanai zemākas sadegšanas kameras īpatnējās siltuma slodzes (apmēram divas reizes) nekā ar slāņu kurtuvēm, kas būtiski palielina sadegšanas telpu tilpumu.
Putekļu sagatavošana no vienreizējās degvielas sastāv no šādām darbībām:
metāla priekšmetu noņemšana no degvielas, izmantojot magnētiskos separatorus;
lielu degvielas gabalu sasmalcināšana drupinātājos;
kurināmā žāvēšana un malšana speciālās dzirnavās.
Ar darba mitrumu W R < 20 % сушка топлива производится в мельнице одновременно с процессом размола, для чего в мельницу подается горячий воздух из воздухоподогревателя котла. Температура воздуха доходит до 400 °С, и он одновременно служит для выноса пыли из мельницы.
Slīpējot degvielu, veidojas putekļu daļiņas 0...500 mikronu lielumā. Galvenā putekļu īpašība ir to malšanas smalkums, ko saskaņā ar GOST 3584-53 raksturo atlikums uz sietiem ar 90 un 200 mikronu šūnām, kas apzīmētas ar R 90 un R 2 oo. Tātad, R 90 = 10% nozīmē, ka 10% putekļu palika uz 90 mikronu sieta un visi atlikušie putekļi izgāja caur sietu.
Optimālo malšanas smalkumu (smalkumu) nosaka kopējais faktors: minimālais enerģijas patēriņš malšanas kurināmajam un zudumi no mehāniskās zemdegšanas. Malšanas smalkums ir atkarīgs no degvielas reaktivitātes, ko galvenokārt raksturo gaistošo vielu izdalīšanās. Jo augstāks ir gaistošo vielu saturs degvielā, jo rupjāka malšana.
Degvielas slīpēšanas īpašības raksturo slīpējamības koeficients (antracītam Clo = 1; liesām oglēm UZ lūk = 1,6; Brūnoglēm pie Maskavas Cl 0 = 1,75).
Šīs shēmas galvenie trūkumi ir putekļu rezerves trūkums, kas samazina katla uzticamību, un dzirnavu ventilatora smags nodilums, caur kuru tiek izvadīti visi ogļu putekļi.
Attēlā 5.9. parādīta putekļu sagatavošanas shēma ar starptvertni. Tā atšķirība ir tāda, ka aiz separatora ir novietots ciklons 6, kurā tiek nosūtīti gatavie putekļi. Ciklonā 90...95% putekļu tiek atdalīti no gaisa un nogulsnēti, un pēc tam tiek nosūtīti uz starpbunkuru. 9. Putekļi no ciklona caur vārstiem (mirgojošām gaismām) nonāk bunkurā. 8, kas atveras, kad uz tām tiek nospiesta noteikta putekļu daļa. Gaisu ar atlikušajiem smalkajiem putekļiem no ciklona izsūc dzirnavu ventilators 12 un tiek iespiests primārajā gaisa cauruļvadā, kas savukārt saņem putekļus no starppiltuves, izmantojot svārpstu vai lāpstiņu putekļu padevējus. 10. Putekļu sagatavošanas shēma ar starptvertni kā elastīgākā un uzticamākā ir kļuvusi par visplašāk izmantoto.
Degvielas malšanai izmanto dažāda veida dzirnavas. Dzirnavu veida izvēle ir atkarīga no degvielas malšanas īpašībām, gaistošo vielu iznākuma un degvielas mitruma satura. Ir zema ātruma un ātrgaitas dzirnavas.
Antracīta slīpēšanai un cietās ogles ar nelielu gaistošo vielu iznākumu, ko sadedzina vidējas un lielas tvaika jaudas katli, tiek izmantotas zema ātruma lodīšu trumuļa dzirnavas (SBM) (5.10. att.). Bungu dzirnavu galvenās priekšrocības ir laba maluma smalkuma regulēšana un malšanas uzticamība. Šo dzirnavu trūkumi ietver: apjomīgumu, augstās izmaksas, palielinātu īpatnējo enerģijas patēriņu un ievērojamu troksni, kas pavada dzirnavu darbību.
Ir divu veidu ātrgaitas dzirnavas: āmuru dzirnavas un ventilatora dzirnavas.
Ventilatoru dzirnavas (MB) paredzētas galvenokārt augsta mitruma brūnogļu un frēzkūdras malšanai. Vidējas ražības katlu blokos tiek izmantotas krāsnis ar MV. MV slīpēšanas elements ir masīvs lāpstiņritenis 1 (5.12. att.) ar griešanās ātrumu 380... 1470 apgr./min, kas atrodas bruņu korpusā 6.
INsavu ceļu. IN Aplūkotajās liesmas krāsnīs degvielas daļiņas deg krāsns tilpumā lidojuma laikā. To uzturēšanās laiks sadegšanas telpā nepārsniedz degšanas produktu uzturēšanās laiku krāsnī un ir 1,5... 3 s Ciklonu krāsnīs, kas paredzētas smalki sasmalcinātas degvielas un rupjo putekļu sadedzināšanai, lielas ogļu daļiņas. apturēta tik ilgi, cik nepieciešams to pilnīgai izdegšanai, neatkarīgi no laika, cik ilgi sadegšanas produkti paliek krāsnī.
Tajās tiek sadedzinātas diezgan mazas ogļu daļiņas (parasti mazākas par 5 mm), un degšanai nepieciešamais gaiss tiek piegādāts ar milzīgiem (līdz 100 m/s) ātrumiem tangenciāli ciklona ģenerātoram , ievelkot daļiņas cirkulācijas kustībā, kurā tās intensīvi izpūš plūsma (sk. 5.5. att., V).
Ievērojams sīko daļiņu īpatnējais virsmas laukums, lielas masas pārneses koeficientu vērtības starp plūsmu un daļiņām, augstas degvielas koncentrācijas kamerā nodrošina lielus krāsns tilpuma termiskos spriegumus (q = 0,65... 1,3 MW/m). 3 pie a = 1,05... 1,1), kā rezultātā krāsnī veidojas adiabātiskajai tuvu temperatūras (līdz 2000 °C). Akmeņogļu pelni kūst, šķidrie izdedži, plūstot lejup pa sienām, palēnina to virsmai pielipušo daļiņu kustību, kas vēl vairāk palielina to mazgāšanas ātrumu ar plūsmu un līdz ar to arī masas pārneses koeficientu.
Tā kā centrbēdzes efekts samazinās, palielinoties ciklona rādiusam, tad tā diametrs parasti nepārsniedz 2 m, kas ļauj iegūt siltumjaudu 40...60 MW.
Mūsu valstī tehnoloģiskās ciklona sadegšanas kameras galvenokārt izmanto, piemēram, sēra sadedzināšanai (lai iegūtu SO 2 - izejvielu H 2 SO 4 ražošanai; izmanto arī sadegšanas siltumu), kausēšanai un apdedzināšanai. rūdas un nemetāliski materiāli (piemēram, fosforīti) utt. IN pēdējā laikā ugunsgrēka neitralizācija tiek veikta ciklona krāsnīs notekūdeņi, t.i., izdedzinot tajos esošos kaitīgos piemaisījumus, piegādājot papildus (parasti gāzveida vai šķidru) degvielu.
Sadegšanas kamerās, kurās deg degviela augstā temperatūrā, liels skaitsārkārtīgi toksiski slāpekļa oksīdi. Cilvēka veselībai nekaitīgā N0 maksimāli pieļaujamā koncentrācija (MPK) apdzīvotu vietu gaisā ir 0,08 mg/m 3 .
Tā kā slāpekļa oksīdu veidošanās ievērojami samazinās, pazeminoties temperatūrai, pēdējos gados enerģētiķi ir izrādījuši arvien lielāku interesi par tā saukto zemās temperatūras (pretstatā augstas temperatūras - ar temperatūru 1100 °C un augstāk) sadedzināšanu. verdošā slāņa, stabili un pilnīgā cieto un brūno ogļu sadegšanā iespējams nodrošināt pie 750...950 "C.
Sadegšana šķidrā slānī. Smalki graudaina materiāla slānis, kas tiek izpūsts no apakšas uz augšu ar gaisu ar ātrumu, kas pārsniedz blīvā slāņa stabilitātes robežu, bet nav pietiekams, lai noņemtu daļiņas no slāņa, rada cirkulāciju. Intensīvā daļiņu cirkulācija kameras ierobežotajā tilpumā rada ātri vāroša šķidruma iespaidu. Ievērojama daļa gaisa iziet cauri šādam slānim burbuļu veidā, enerģiski sajaucot smalkgraudaino materiālu, kas vēl vairāk pastiprina līdzību ar verdošu šķidrumu un izskaidro nosaukuma izcelsmi.
Degšanas metode verdošā (fluidizētā) slānī (skat. 5.5. att., d) savā ziņā ir starpposms starp slāni un kameru. Tā priekšrocība ir iespēja sadedzināt salīdzinoši mazus degvielas gabalus (parasti mazākus par 5...10 mm) ar gaisa ātrumu 0,1...0,5 m/s.
Verdošā slāņa krāsnis rūpniecībā plaši izmanto pirītu dedzināšanai SO 2 iegūšanai, dažādu rūdu un to koncentrātu (cinka, vara, niķeļa, zelta) apdedzināšanai.
Degšanas iekārta jeb kurtuve, kas ir katla bloka galvenais elements, ir paredzēta kurināmā sadedzināšanai, lai atbrīvotu tajā esošo siltumu un iegūtu sadegšanas produktus ar visaugstāko iespējamo temperatūru. Vienlaikus kurtuve kalpo kā siltuma apmaiņas ierīce, kurā siltums ar starojumu tiek pārnests no degšanas zonas uz vēsākām katla apkārtējām sildvirsmām, kā arī ierīce dažu fokusa atlikumu uztveršanai un noņemšanai degšanas laikā. cietais kurināmais.
Saskaņā ar degvielas sadegšanas metodi sadegšanas ierīces tiek sadalītas slānī un kamerā. Slāņu kurtuvēs cieto vienreizējo kurināmo sadedzina slānī, kameru kurtuvēs - gāzveida, šķidru un putekļainu degvielu sadedzina suspendētā stāvoklī.
Mūsdienīgs katli Parasti tiek izmantotas trīs galvenās cietā kurināmā sadedzināšanas metodes: slānis, uzliesmojums un virpulis.
Slāņu kurtuves. Krāsnis, kurās slāņos sadedzina gabalveida cieto kurināmo, sauc par slāņveida. Šī kurtuve sastāv no režģa, kas atbalsta vienreizējās degvielas slāni, un sadegšanas kameras, kurā tiek sadedzināti degoši materiāli gaistošas vielas. Katra kurtuve ir paredzēta noteikta veida degvielas sadedzināšanai. Kurtuvju konstrukcijas ir dažādas, un katra no tām atbilst noteiktai sadedzināšanas metodei. Katla uzstādīšanas veiktspēja un efektivitāte ir atkarīga no kurtuves izmēra un konstrukcijas.
Slāņainās krāsnis dažāda veida cietā kurināmā dedzināšanai iedala iekšējās un ārējās, ar horizontālām un slīpām restēm.
Kurtuves, kas atrodas katla oderes iekšpusē, sauc par iekšējām, un tās, kas atrodas ārpus oderes un papildus piestiprinātas pie katla, sauc par ārējām.
Atkarībā no degvielas padeves metodes un apkopes organizācijas slāņveida kurtuves iedala manuālās, pusmehāniskās un mehanizētās.
Manuālās kurtuves ir tās, kurās visas trīs darbības – degvielas padevi kurtuvei, tās urbšanu un izdedžu (fokālo atlikumu) izvadīšanu no kurtuves – veic operators manuāli. Šīm kurtuvēm ir horizontāls režģis.
Pusmehāniskās kurtuves ir tās, kurās viena vai divas darbības ir mehanizētas. Tie ietver raktuves ar slīpām restēm, kurās degviela, manuāli ielādēta kurtuvē, pārvietojas pa slīpajām restēm savas masas ietekmē, apakšējiem slāņiem izdegot.
Mehanizētās kurtuves ir tādas, kurās degvielas padeve, tās pieskrūvēšana un fokusa atlikumu noņemšana no kurtuves tiek veikta ar mehānisku piedziņu bez vadītāja manuālas iejaukšanās. Degviela ieplūst kurtuvē nepārtrauktā plūsmā.
Slāņu krāsnis cietā kurināmā sadedzināšanai ir iedalītas trīs klasēs:
- kurtuves ar fiksētu režģi un uz tās guļošu fiksētu kurināmā slāni, kurā ietilpst kurtuves ar manuālu horizontālu restīti. Uz šīs restes var dedzināt visu veidu cieto kurināmo, bet manuālās darbības dēļ tiek izmantots zem katliem ar tvaika jaudu līdz 1-2 t/h. Zem katliem ar tvaika jaudu līdz 6,5-10 t/h tiek uzstādītas kurtuves ar izkliedētājiem, kurās nepārtraukti mehāniski tiek ielādēta svaigā degviela un izkliedēta pa režģa virsmu;
- kurtuves ar fiksētu režģi un kurināmā slāni, kas pārvietojas pa to, kas ietver kurtuves ar čaukstošu stieni un kurtuves ar slīpu režģi. Kurtuvēs ar čaukstošu stieni degvielu pa fiksētu horizontālu režģi pārvieto ar speciālu īpašas formas stieni, kas veic turp un atpakaļ kustību pa režģi. Tos izmanto brūnogļu dedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu līdz 6,5 t/h; kurtuvēs ar slīpu režģi svaiga degviela, kas ielādēta kurtuvē no augšas, degot gravitācijas ietekmē slīd uz kurtuves apakšu. Šādas kurtuves izmanto koksnes atkritumu un kūdras dedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu līdz 2,5 t/h; V.V.Pomerantsev sistēmas ātrgaitas raktuvju krāsnis tiek izmantotas velēnu kūdras sadedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu līdz 6,5 t/h koksnes atkritumu sadedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu 20 t/h;
- kurtuves ar divu veidu kustīgām mehāniskām ķēžu restēm: uz priekšu un atpakaļ. Tiešās kustības ķēdes režģis virzās no priekšējās sienas uz kurtuves aizmugurējo sienu. Degviela gravitācijas ietekmē plūst uz režģi. Reversās ķēdes režģis pārvietojas no kurtuves aizmugures uz priekšējo sienu. Degvielu uz restēm piegādā izkliedētājs. Kurtuves ar ķēdes restēm tiek izmantotas akmeņogļu, brūnogļu un antracīta dedzināšanai zem katliem ar tvaika jaudu no 10 līdz 35 t/h.
Kameru (lāpu) kurtuves. Kameras krāsnis tiek izmantotas cietā, šķidrā un gāzveida kurināmā sadedzināšanai. Šajā gadījumā cietais kurināmais vispirms ir jāsasmalcina smalkā pulverī īpašās putekļu sagatavošanas iekārtās - ogļu malšanas dzirnavās un šķidrā degviela- izsmidzina ļoti smalkos pilienos mazuta sprauslās. Gāzveida degvielai nav nepieciešama iepriekšēja sagatavošana.
Uzliesmojuma metode ļauj sadedzināt dažādu zemas kvalitātes degvielu ar augstu uzticamību un efektivitāti. Cieto kurināmo pulverveida stāvoklī sadedzina zem katliem ar tvaika jaudu 35 t/h un vairāk, bet šķidro un gāzveida kurināmo zem jebkuras tvaika jaudas katliem.
Kameru (uzliesmojuma) kurtuves ir taisnstūrveida prizmatiskas kameras, kas izgatavotas no ugunsizturīga ķieģeļa vai ugunsizturīga betona. Sadegšanas kameras sienas no iekšpuses ir pārklātas ar viršanas cauruļu sistēmu - sadegšanas ūdens sietiem. Tie ir efektīva katla sildvirsma, kas absorbē lielu siltuma daudzumu, ko izstaro deglis, un tajā pašā laikā aizsargā sadegšanas kameras mūri no nodiluma un iznīcināšanas degļa augstās temperatūras un izkausēto izdedžu ietekmē.
Atbilstoši izdedžu noņemšanas metodei, degmaisījuma krāsnis pulverveida degvielai tiek iedalītas divās klasēs: ar cieto un šķidro izdedžu noņemšanu.
Krāsns kamerai ar cieto izdedžu noņemšanu no apakšas ir piltuves forma, ko sauc par auksto piltuvi. Izdedžu pilieni, kas krīt no degļa, iekrīt šajā piltuvē, sacietē zemākas temperatūras dēļ piltuvē, granulējas atsevišķos graudos un caur kaklu nonāk sārņu uztveršanas ierīcē. Sadegšanas kamera b ar šķidro izdedžu noņemšanu ir izgatavota ar horizontālu vai nedaudz slīpu kurtuvi, kuram degšanas sietu apakšējā daļā ir siltumizolācija, lai uzturētu temperatūru virs pelnu kušanas punkta. Izkausētie izdedži, kas no lāpas nokrīt uz pavarda, paliek izkusuši un caur krāna atveri izplūst no krāsns uz sārņu uztveršanas vannu, kas piepildīta ar ūdeni, sacietē un saplaisā sīkās daļiņās.
Krāsnis ar šķidro izdedžu noņemšanu ir sadalītas vienkameras un divkameru.
Divkameru kurtuvēs kurtuve ir sadalīta degvielas sadegšanas kamerā un sadegšanas produktu dzesēšanas kamerā. Sadegšanas kamera ir droši pārklāta ar siltumizolāciju, lai radītu maksimālu temperatūru, lai droši ražotu šķidros izdedžus. Šķidrā un gāzveida kurināmā degmaisījuma krāsnis dažreiz tiek izgatavotas ar horizontālu vai nedaudz slīpu dibenu, kas dažreiz nav aizsargāts. Degļu atrašanās vieta sadegšanas kamerā tiek veikta uz priekšējām un sānu sienām, kā arī tās stūros. Degļi var būt tiešās plūsmas vai virpuļplūsmas.
Degvielas sadegšanas metode tiek izvēlēta atkarībā no degvielas veida un veida, kā arī no katla iekārtas tvaika jaudas.
Cietā kurināmā sadedzināšanas metodes.
Galvenās fosilā kurināmā atradnes.
Fosilā cietā kurināmā sadalījums PSRS teritorijā ir ārkārtīgi nevienmērīgs. PSRS Eiropas daļas rūpnieciski attīstītākie reģioni ir nabadzīgi ar degvielu. Šeit augstākā vērtība ir Doņeckas baseins, kurā ir dažādu šķirņu akmeņogles un antracīts, taču tā degvielas rezerves vairs neatbilst vajadzībām. Tajā pašā laikā plāni slāņi un ieguve no dziļajām raktuvēm padara šo degvielu dārgu (14-16 rubļi/t līdzvērtīgas degvielas). Lielākā daļa fosilā kurināmā atrodas Centrālajā un Rietumsibīrija, Kazahstāna. Šīs degvielas ir lētākas nekā Doņeckas degviela (8-10 rubļi/t līdzvērtīgas degvielas - raktuvju ieguve un 4 rubļi/t līdzvērtīgas degvielas - atklātas raktuves). Pat ņemot vērā transportēšanas izmaksas, PSRS Eiropas daļā tie izrādās lētāki nekā Doņeckas. Kanskas-Ačinskas baseinā (Centrālā Sibīrijā) ir brūnogļu rezerves. Tās tuvums zemes virsmai un biezie slāņi ļauj šo degvielu iegūt atklātā veidā, kas padara to par lētāko degvielu PSRS (aptuvenās izmaksas 2,5-3 rubļi/t standarta degvielas). Ekibastuzas ogļu atradnei (Austrumu Kazahstāna) ir tādas pašas īpašības. Saistībā ar Kansku-Ačinsku brūnās ogles tiek izstrādāts arī plāns to visaptverošai enerģētiski tehnoloģiskai apstrādei, lai iegūtu vērtīgu ķīmiskās vielas, brūnogļu mazuts un kokss - degviela ar augstu siltumspēju (apmēram 29,3 MJ/kg).
Tjumeņas reģionā intensīvi tiek attīstītas naftas rezerves. Naftas un gāzes kondensāta ražošana šajā jomā veido aptuveni 50% no visas valstī saražotās produkcijas.
Dabasgāzes atradnes ir daudzos mūsu valsts reģionos. Slavenākie ir Šebelinskoje, Dašavskoje, Gazlijskoje. Pēdējos gados Turkmenistānā ir atklātas un aktīvi izmantotas unikālas atradnes, Dienvidu Urāli un Tjumeņas apgabalā (Šatļikskoje, Orenburgskoje, Medvežje, Urengoje, Jamburgskoje). Gāzes rezerves šeit veido gandrīz 50% no visiem zināmajiem dabasgāzes krājumiem valstī. Komi Autonomās Padomju Sociālistiskās Republikas teritorijā ir atvērtas gāzes un naftas plombas. Šīs zonas tuvums līdz industriālie centri PSRS Eiropas daļa liek paātrināt degvielas ražošanas attīstību šajā apgabalā ar sarežģītiem dabas un klimatiskajiem apstākļiem. Dati doti 1977. gada cenās.
Cietā kurināmā sadedzināšanu sadedzināšanas ierīcēs var organizēt dažādi: uzliesmojums, ciklons, verdošā slānī (1.7. att.). No tiem visizplatītākais mūsdienu liela mēroga elektroenerģijas ražošanā ir uzliesmojums.
Degšanas metožu klasifikācija balstās uz procesa aerodinamiskajām īpašībām, kas nosaka apstākļus degošās degvielas mazgāšanai ar oksidētāju.
Gandrīz neierobežots sadegšanas ierīču jaudas pieaugums ir saistīts ar ogļu putekļu sadedzināšanu sadegšanas kameras tilpumā suspensijā. Šo degvielas sadedzināšanas metodi parasti sauc uzliesmojums. Šajā gadījumā nelielas degvielas daļiņas viegli tiek transportētas ar gaisa plūsmu un iegūtajām gāzēm sadegšanas kameras šķērsgriezumā. Šajā gadījumā degvielas sadegšana notiek sadegšanas kameras tilpumā ļoti ierobežotā daļiņu uzturēšanās laikā krāsnī (1-2 s). Degvielas sadegšanas ātrumu nosaka degšanas virsma.
Plkst ciklona metode Degšanas laikā degvielas daļiņas atrodas intensīvā virpuļkustībā. Atšķirībā no lāpas sadedzināšanas metodes, degvielas daļiņas tiek pakļautas intensīvai plūsmai un ātri sadedzina. Ciklona metode ļauj sadedzināt rupjākus ogļu putekļus un pat sasmalcinātas ogles. Ciklonā attīstās augstāka sadegšanas temperatūra, izraisot izdedžu pārvēršanos šķidrā stāvoklī.
Pēdējā laikā jauna metode kurināmā sadedzināšanai enerģētikā tiek izmantota t.s verdošā gulta(1.7. att., c). Sasmalcinātā degviela ar 1-6 mm lielām daļiņām, kas atrodas uz režģa, tiek izpūsta ar gaisa plūsmu tādā ātrumā, ka daļiņas peld virs režģa un veic abpusējās kustības vertikālā plaknē. Šajā gadījumā gāzes-gaisa plūsmas ātrums verdošā slānī ir lielāks nekā virs tā. Mazākas un daļēji sadegušas daļiņas paceļas uz verdošā slāņa augšējo daļu, kur plūsmas ātrums samazinās, un tur sadedzina. Verdošā slāņa apjoms palielinās 1,5-2 reizes, tā augstums parasti ir 0,5-1 m.
Siltumu uztverošas virsmas koridora vai pakāpju cauruļu kūļa veidā ir novietotas verdošā slāņa iekšpusē un virs tā. Pateicoties attīstītajai vadošajai (kontakta) siltuma pārnesei no karstām daļiņām uz sildvirsmu, ievērojami palielinās virsmu īpatnējā siltuma absorbcija verdošā slāņa ietvaros. Tajā pašā laikā gāzu temperatūra degšanas slānī saglabājas salīdzinoši zema (800-1000°C), kas novērš metāla pārkaršanu un samazina kaitīgo slāpekļa oksīdu veidošanos sadegšanas produktos. Tajā pašā laikā šī sadedzināšanas metode ļauj verdošā slānī ievadīt cietas piedevas (piemēram, kaļķakmeni), lai neitralizētu iegūtos sēra oksīdus.
Lielās elektrostacijas patērē vairāk nekā 1000 t/h ogļu. Pat piegādājot degvielu ar vagoniem ar lielāku kravnesību (60 - 125 tonnas) uz elektrostaciju, ārkārtīgi svarīgi ir pastāvīgi izkraut 15-30 vagonus degvielas stundā, ko nodrošina augstas veiktspējas vagonu pašizgāzēju izmantošana. vagonu izkraušanai.
Vienreizējās degvielas pārvēršana ogļu putekļos tiek veikta divos posmos. Pirmkārt, tiek pakļauta jēldegvielai drupināšana līdz izmēram, kas nepārsniedz 15 - 25 mm. Tad sasmalcinātā degviela - šķembu koks nonāk neapstrādātu ogļu bunkuros, pēc tam tās tiek samaltas ogļu malšanas dzirnavās līdz galaproduktam - ogļu putekļiem ar daļiņu izmēru līdz 500 mikroniem. Vienlaikus ar slīpēšanu degviela tiek žāvēta, lai nodrošinātu labu putekļu plūstamību.
Ja par noteicošo parametru ņemam gaisa ātrumu w attiecībā pret degvielas daļiņu kustības ātrumu v t, tad pēc šī parametra ir četras degvielas sadedzināšanas tehnoloģijas.
1. Blīvā filtra slānī(w sadaļā >> v T).
To izmanto tikai vienreizējai cietajai degvielai, kas tiek sadalīta uz režģa. Degvielas slānis tiek izpūsts ar gaisu ar ātrumu, pie kura netiek pārkāpta slāņa stabilitāte un degšanas procesā ir skābekļa un reducēšanas zona.
Režģa šķietamais termiskais spriegums ir Q R= 1,1...1,8 MW/m 2.
2. Verdošā vai verdošā slānī(w iekšā > v T).
Palielinoties gaisa ātrumam, dinamiskais spiediens var sasniegt un pēc tam pārsniegt daļiņu gravitācijas spēku. Tiks traucēta slāņa stabilitāte un sāksies nejauša daļiņu kustība, kas pacelsies virs režģa un pēc tam virzīsies uz augšu un uz leju. Plūsmas ātrumu, pie kura tiek traucēta slāņa stabilitāte, sauc par kritisku.
To var palielināt līdz daļiņu planēšanas ātrumam, kad tās tiek izvadītas no slāņa ar gāzu plūsmu.
Ievērojama gaisa daļa iziet cauri verdošajam slānim "burbuļu" (gāzes tilpumu) veidā, kas spēcīgi sajauc slāņa smalkgraudaino materiālu, un sadegšanas process augstumā notiek gandrīz nemainīgā līmenī temperatūra, kas nodrošina pilnīgu degvielas sadegšanu.
Verdošajam slānim raksturīgs gaisa ātrums 0,5...4 m/s, kurināmā daļiņu izmērs 3...10 mm, slāņa augstums ne vairāk kā 0,3...0,5 m Kurtuves tilpuma termiskais spriegums Q V= 3,0...3,5 MW/m 3.
Verdošā slānī tiek ievadīta nedegoša pildviela: smalkas kvarca smiltis, šamota skaidas utt.
Degvielas koncentrācija slānī nepārsniedz 5%, kas ļauj sadedzināt jebkuru degvielu (cietu, šķidru, gāzveida, tai skaitā degošus atkritumus). Neuzliesmojoša pildviela verdošā slānī var būt aktīva pret kaitīgām gāzēm, kas rodas sadegšanas laikā. Pildvielas (kaļķakmens, kaļķa vai dolomīta) ievadīšana ļauj pārvērst līdz 95% sēra dioksīda cietā stāvoklī.
3. Gaisa plūsmā(w in ≈ v t) vai uzliesmojuma tiešās plūsmas process. Degvielas daļiņas tiek suspendētas gāzes-gaisa plūsmā un sāk kustēties kopā ar to, degot, pārvietojoties degšanas tilpumā. Metodi raksturo zema intensitāte, paplašināta degšanas zona un asas neizotermiskas īpašības; nepieciešams augsta temperatūra vide aizdedzes zonā un rūpīga degvielas sagatavošana (izsmidzināšana un iepriekšēja sajaukšana ar gaisu). Krāsns tilpuma termiskais spriegums Q V≈ 0,5 MW/m3.
Notiek ielāde...
